神經網絡與深度學習第三章閱讀

第三章線性模型

線性模型的公式
f(W;X)=W^T * X

  • W是d維權重集合封救,W=[w_1,...,w_d]
  • X是d維樣本集合,X=[x_1,...,x_d]

得到的預測結果y趾访,y=f(W;X),但是這個結果是一些離散標簽队丝,需要引入一個非線性的決策函數g()來預測輸出目標
y=g(f(W;X))
這里主要介紹的四中不同的線性分類模型:logistic回歸靡馁,softmax回歸,感知器(MLP)机久,支持向量機(SVM)

3.1 線性判別函數和決策邊界

3.1.1 二分類

3.1.2 多類分類

分類的類別數C大于2臭墨,需要多個線性判別函數。如果類別為{1,2,3,...,C}膘盖,常用分類方式:

  • 一對其余:多類分類轉為C個一對其余的二分類
  • 一對一:多類分類轉為C(C-1)/2個一對一的二分類
  • argmax:改進的一對其余方式胧弛,需要C個判別函數,能夠解決“特征空間中存在難以確定類別的區(qū)域”的問題

3.2 Logistic回歸

使用激活函數解決連續(xù)的線性函數不適合分類的問題侠畔,將線性函數值域壓縮到(0,1)之間结缚,表示概率。
在Logistic回歸中软棺,使用Logistic函數作為激活函數红竭。
標簽y=1的后驗概率:
p(y=1|X)=\sigma(W^TX)=\frac{1}{1+exp(-W^TX)}
標簽y=0的后驗概率:
p(y=0|X)=1-p(y=1|X)=\frac{exp(-W^TX)}{1+exp(-W^TX)}
現在對上面的公式進行變換
W^TX=log{\frac{p(y=1|x)}{1-p(y=1|x)}}=log{\frac{p(y=1|x)}{p(y=0|x)}}

3.2.1 參數學習

Logistic回歸采用交叉熵作為損失函數,梯度下降作為參數優(yōu)化喘落。

3.3 softmax回歸

也叫多項茵宪、多類Logistic回歸,是多類分類問題的推廣瘦棋。
p(y=c|X)=softmax(W_c^TX)=\frac{exp(W_c^TX)}{\Sigma^C_{c'=1}exp(W_c^TX)}
向量表示
\hat y=softmax(W^TX)=\frac{W^TX}{1^Texp(W^TX)}
決策函數是argmax
\hat y=argmax^C_{c=1}p(y=c|X)=argmax^C_{c=1}W_c^TX

3.4 感知器

是一種簡單的二類線性分類模型

3.4.2 感知器的收斂性

3.4.3 參數平均感知器

3.4.4 擴展到多類分類

3.5 支持向量機SVM

是一個經典兩類分類算法稀火,其找到的分割超平面具有更好的魯棒性。

3.5.1 核函數

將樣本映射到更高維度赌朋,解決原始特征空間線性不可分的問題凰狞。

3.5.2 軟間隔

學的有點崩壞了,這本書得配合練習來做沛慢。

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