逻辑回归

2 逻辑回归

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2.1 从线性回归到逻辑回归

分类问题可以通过 线性回归+阈值 去解决吗?

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分类问题 在有噪声点的情况下,阈值偏移大,健壮性不够

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2.2 逻辑回归决策边界

在逻辑回归(Logistic Regression)里,通常我们并不拟合样本分布,而是确定决策边界

下面为各式各样的决策边界

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线性决策边界

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非线性决策边界

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2.3 逻辑回归损失函数

损失函数与正则化

依旧存在过拟合问题,决策边界可能“抖动很厉害”!

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如何最小化损失函数?

对于凸函数,依旧可以用梯度下降!

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2.4 从二分类到多分类

多分类

我们已经知道二分类问题如何处理了,那么多分类呢?

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要点总结

逻辑回归

• 线性回归+阈值
  • 解决分类问题鲁棒性不OK
• Sigmoid函数与决策边界
  • Sigmoid函数:压缩至0-1之间
  • 根据阈值,产生对应的决策边界
• 损失函数
  • 最大似然到对数损失
• 梯度下降
  • 沿着损失函数梯度方向逐步修正参数
• 二分类到多分类
  • one vs one
  • one vs rest

3. 工程应用经验

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3.1 逻辑回归 VS 其他模型

LR 弱于 SVM/GBDT/RandomForest... ?

• 模型本身并没有好坏之分

  1. LR能以概率的形式输出结果,而非只是0,1判定
  2. LR的可解释性强,可控度高
  3. 训练快,特征工程(feature engineering)之后效果赞
  4. 因为结果是概率,可以做排序模型
  5. 添加特征非常简单...

• 应用

  1. CTR预估/推荐系统的learning to rank/各种分类场景
  2. 很多搜索引擎厂的广告CTR预估基线版是LR
  3. 电商搜索排序/广告CTR预估基线版是LR
  4. 新闻app的推荐和排序基线也是LR

3.2 样本处理

• 样本特征处理

  1. 离散化后用独热向量编码(one-hot encoding)处理成0,1值
  2. LR训练连续值,注意做幅度缩放(scaling)

• 处理大样本量

  1. 试试spark MLlib
  2. 试试采样(注意是否需要分层采样)

• 注意样本的平衡

  1. 对样本分布敏感
  2. 欠采样,过采样
  3. 修改损失函数,给不同权重

3.3 工具包与库

• Liblinear

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https://www.csie.ntu.edu.tw/~cjlin/liblinear/

• Spark Mllib

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http://spark.apache.org/docs/latest/mllib-linear-methods.html#logistic-regression

• Scikit-learn

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http://scikit-learn.org/stable/modules/generated/sklearn.linear_model.LogisticRegression.html

要点总结

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逻辑回归

• 优缺点
  • 优点:可解释性强、输出概率结果、可用于排序、添加特征方便
  • 缺点:模型效果与特征工程程度有关系、数据要做好预处理
• 样本与数据处理
  • 数据样本采样
  • 特征离散化、独热向量编码
• 工具包
  • Liblinear | Spark | Scikit-learn

4 数据案例讲解

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4.1 Python完成线性回归与逻辑回归

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附 参考文献/Reference

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•  Prof. Andrew Ng. Machine Learning. Stanford University
•  李航,统计学习方法,清华大学出版社,2012
•  周志华,机器学习,清华大学出版社,2016
•  Thomas M. Cover, Joy A. Thomas. Elements of Information Theory. 2006
•  Christopher M. Bishop. Patte