机器学习(二)————线性回归+梯度下降算法

线性回归

代价函数:用于衡量假设函数的准确性

平方差代价函数
θ0和θ1为模型参数
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简化:令θ0=0,即h(x)=θ1*x
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无简化的代价函数图形
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等高图
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梯度下降

作用:最小化函数
思路:
开始给定θ0和θ1的初始值,一般为0
然后不断地同时改变θ0和θ1使得函数最小
机器学习(二)————线性回归+梯度下降算法_第5张图片
其中α是自定的学习速率,控制我们更新θ的幅度
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每次更新都能使得θ的值使函数更小直到最小


线性回归的批量梯度下降

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如下为θ0的计算过程
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1,批量梯度下降法:在更新参数时都使用所有的样本来进行更新。

优点:全局最优解,能保证每一次更新权值,都能降低损失函数;易于并行实现。
缺点:当样本数目很多时,训练过程会很慢。

理解:走完样本再开始改参数


线性回归的随机梯度下降

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2,随机梯度下降法:在更新参数时都使用一个样本来进行更新。每一次跟新参数都用一个样本,更新很多次。如果样本量很大的情况(例如几十万),那么可能只用其中几万条或者几千条的样本,就已经将参数迭代到最优解了,对比上面的批量梯度下降,迭代一次需要用到十几万训练样本,一次迭代不可能最优,如果迭代10次的话就需要遍历训练样本10次,这种方式计算复杂度太高。

优点:训练速度快;
缺点:准确度下降,并不是全局最优;不易于并行实现。从迭代的次数上来看,随机梯度下降法迭代的次数较多,在解空间的搜索过程看起来很盲目。噪音很多,使得它并不是每次迭代都向着整体最优化方向。

理解:对参数,走一样本,改一点
收敛:每次更新前计算cost函数的值,每1000次迭代求一次cost的平均值,画图
学习速率a:可以令a = b/(i+c),其中i为迭代次数,使得a自动在大量迭代后变小,b和c是常数.


多变量线性回归

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特征缩放
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部分图片来源:吴恩达机器学习视频

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