机器学习:为什么需要逻辑回归

线性回归对数据的要求很严格,比如标签必须满足正态分布,特征之间的多重共线性需要消除等,而现实中很多真实情景的数据无法满足这些要求,因此线性回归在很多现实情境的应用效果有限。
逻辑回归是由线性回归变化而来,因此它对数据也有一些要求;已经有了强大的分类模型决策树,它的分类效力很强,并且不需要对数据做任何预处理。
何况,逻辑回归的原理其实并不简单。要理解逻辑回归,必须要有一定的数学基础,必须理解损失函数,正则化,梯度下降,海森矩阵等这些复杂的概念,才能够对逻辑回归进行调优。其涉及到的数学理念,不比支持向量机少多少。况且,要计算概率,朴素贝叶斯可以计算出真正意义上的概率,要进行分类,机器学习中能够完成二分类功能的模型简直多如牛毛。因此,在数据挖掘,人工智能所涉及到的医疗,教育,人脸识别,语音识别这些领域,逻辑回归没有太多的出场机会。
甚至,在各种机器器学习经典书目中,周志华的《机器器学习》400页仅有一页纸是关于逻辑回归的(还是一页数学公式),《数据挖掘导论》和《Python数据科学手册》中完全没有逻辑回归相关的内容,sklearn中对比各种分类器器的效应也不带逻辑回归玩,可见业界地位。
但是,无论机器器学习领域如何折腾,逻辑回归依然是一个受工业商业热爱,使用广泛的模型,因为它有着不可替代的优点:

  1. 逻辑回归对线性关系的拟合效果好到丧心病狂,特征与标签之间的线性关系极强的数据,比如金融领域中的信用卡欺诈,评分卡制作,电商中的营销预测等相关的数据,都是逻辑回归的强项。虽然现在有了梯度提升树GDBT,比逻辑回归效果更好,也被许多数据咨询公司启用,但逻辑回归在金融领域,尤其是银行业中的统治地位依然不可动摇(相对的,逻辑回归在非线性数据的效果很多时候比瞎猜还不如,所以如果已经知道数据之间的联系是非线性的,千万不要迷信逻辑回归)
  2. 逻辑回归计算快:对于线性数据,(大部分时候)逻辑回归的拟合和计算都非常快,计算效率优于SVM和随机森林,亲测表示在大型数据上尤其能够看出区别
  3. 逻辑回归返回的分类结果不是固定的0,1,而是以小数形式呈现的类概率数字:因此可以把逻辑回归返回的结果当成连续型数据来利用。比如在评分卡制作时,不仅需要判断客户是否会违约,还需要给出确定的”信用分“,而这个信用分的计算就需要使用类概率计算出的对数几率,而决策树和随机森林这样的分类器,可以产出分类结果,却无法帮助我们计算分数(当然,在sklearn中,决策树也可以产生概率,使用接口predict_proba调用就好,但一般来说,正常的决策树没有这个功能)。
    另外,逻辑回归还有抗噪能力强的优点。福布斯杂志在讨论逻辑回归的优点时,甚至有着“技术上来说,最佳模型的AUC面积低于0.8时,逻辑回归非常明显优于树模型”的说法。并且,逻辑回归在小数据集上表现更好,在大型的数据集上,树模型有着更好的表现
    由此,逻辑回归的本质是一个返回对数几率的,在线性数据上表现优异的分类器,它主要被应用在金融领域。其数学目的是求解能够让模型对数据拟合程度最高的参数的值,以此构建预测函数,然后将特征矩阵输入预测函数来计算出逻辑回归的结果y。注意,虽然我们熟悉的逻辑回归通常被用于处理理二分类问题,但逻辑回归也可以做多分类

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