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Python机器学习教程—岭回归的原理和实现

在某些场景下,线性回归无法给出一个效果好的预测模型,那么就需要使用线性回归的升级版,去面对更复杂的应用场景,本文所记录的岭回归便是线性回归的一个升级版。...岭回归定义普通线性回归模型使用基于梯度下降的最小二乘法,在最小化损失函数的前提下,寻找最优模型参数,于此过程中,包括少数异常样本在内的全部训练数据都会对最终模型参数造成程度相等的影响,异常值对模型所带来影响无法在训练过程中被识别出来...为此,岭回归在模型迭代过程所依据的损失函数中增加了正则项,以限制模型参数对异常样本的匹配程度,进而提高模型面对多数正常样本的拟合精度。...那么岭回归的损失函数定义式为:公式前半部分同原本的线性回归模型一样是样本误差,后半部分就是正则项,除了系数λ,后面是模型参数的平方再求和,参数λ是对后面的参数平方和进行一个范围的限制或规约,使用其控制这个数值是小还是大...# 输入为一个二维数组表示的样本矩阵# 输出为每个样本最终的结果model.fit(输入,输出)#预测输出#输入array是一个二维数组,每一行是一个样本,每一列是一个特征。

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Keras中创建LSTM模型的步骤

在这篇文章中,您将了解创建、训练和评估Keras中长期记忆(LSTM)循环神经网络的分步生命周期,以及如何使用训练有素的模型进行预测。...例如,下面是一些常见的预测建模问题类型以及可以在输出层中使用的结构和标准激活函数: 回归:线性激活函数,或”linear”,以及与输出数匹配的神经元数。...网络采用反向传播算法进行训练,根据编译模型时指定的优化算法和损失函数进行优化。 反向传播算法要求为网络指定训练轮数或对训练数据集。 每一轮训练可以划分为称为批处理的输入输出模式对。...默认情况下,每一轮训练的命令行上将显示一个进度条。这可能给您带来太大的噪音,或者可能会给环境带来问题,例如,如果您是交互式笔记本或 IDE。...在回归问题的情况下,这些预测可能采用问题格式,由线性激活函数提供。 对于二进制分类问题,预测可能是第一个类的概率数组,可以通过舍入转换为 1 或 0。

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    Python机器学习教程—线性回归的实现(不调库和调用sklearn库)

    第一个要讲的机器学习算法便是线性回归,从此模型入手便于我们很快的熟悉机器学习的流程,便于以后对其他算法甚至是深度学习模型的掌握。...linestyle=':') plt.scatter(x,y,s=60,color='dodgerblue',label='Samples') 输出结果为 编写梯度下降代码,中间输出w0,w1和loss在循环过程中每一轮的数据...可以观察到w0,w1和loss的变化方向和趋势,这也方便继续对参数进行调整。...调用库函数进行多元线性回归 上面所举的例子是一元线性回归,那么与之类比的多元线性回归,也就是考虑x1,x2,x3...这样多个特征对输出y的影响和它们之间的关系。...根据库函数的特性,要求输入必须是二维向量,那么我们只需把这多个特征的数据整理成一个二维的样本矩阵,“一行一样本,一列一特征”,用这样的数据直接调用上面列出的API即可 在实际应用中我们的数据一般都是存在文件中的

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    一篇文章教你如何用R进行数据挖掘

    类似地,您也可以自己尝试各种组合的计算形式并得到结果。但是,如果你做了太多的计算,这样的编程未免过于麻烦,在这种情况下,创建变量是一个有用的方法。在R中,您可以创建变量的形式来简化。...因此,在这种情况下,我们一般用样本中变量的均值或中位数赋值给缺失值。计算变量item_weight的均值和中位数,这是最常用处理缺失值的的方法,其他的方法在此不赘述。...以第一个年份为例,这表明机构成立于1999年,已有14年的历史(以2013年为截止年份)。 注:mutate函数,是对已有列进行数据运算并添加为新列。...在我们做回归前,我们先来了解一些回归的基本假设: 在响应变量和自变量之间存在某种线性关系; 各个自变量之间是不相关的,如果存在相关关系,我们称这个模型出现了多重共线性。 误差项也是要求不相关的。...接下来让我们进行决策树算法来改善我们的RMSE得分 2、决策树 决策树算法一般优于线性回归模型,我们简单介绍一下 ,在机器学习中决策树是一个预测模型。他代表的是对象属性与对象值之间的一种映射关系。

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    从零开始,用Python徒手写线性回归

    如果你刚刚迈入机器学习的大门,那么使用 Python 从零开始对整个线性回归算法进行编码是一次很有意义的尝试,让我们来看看怎么做吧。...出于这些原因,也为了简化工作,我们建议先对特征进行缩放或归一化,使其位于同一范围内(例如 [-1,1] 或 [0,1]),这会让训练容易许多。...] = ((data[:,i] - np.mean(data[:,i]))/np.std(data[:, i])) 上述代码遍历每一列,并使用每一列中所有数据元素的均值和标准差对其执行归一化。...我们可以通过绘制图像来证明对当前数据集使用线性回归有效的原因。...这意味着使用线性近似能够做出较为准确的预测,因此可以采用线性回归。 准备好数据之后就要进行下一步,给算法编写代码。 假设 首先我们需要定义假设函数,稍后我们将使用它来计算代价。

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    Deeplearning.ai 课程笔记第一部分:神经网络与深度学习

    2.4 向量化 向量化可以避免循环,减少运算时间,Numpy 的函数库基本都是向量化版本。向量化可以在 CPU 或 GPU 上实现(通过 SIMD 操作),GPU 上速度会更快。...目前激活函数的选择并没有普适性的准则,需要尝试各种激活函数(也可以参考前人的经验) 3.2.2 激活函数的非线性 线性激活函数会输出线性的激活值,因此无论你有多少层隐藏层,激活都将是线性的(类似逻辑回归...而如果没有使用 sigmoid 或 tanh 作为激活函数,就不会有很大影响。 常数 0.01 对单层隐藏层来说是合适的,但对于更深的神经网络来说,这个参数会发生改变来保证线性计算得出的值不会过大。...4.1.2 符号定义 我们使用 L 来定义神经网络的层数(不包含输入层) n 表示每一层的神经元数量集合 n[0] 表示输入层的维数 n[L] 表示输出层的维数 g 表示每一层的激活函数 z 表示每一层的线性输出...[l] = W[l]A[l-1] + B[l] A[l] = g[l](Z[l]) 我们无法对整个前向传播使用向量化,需要使用 for 循环(即每一层要分开计算)。

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    通过简单的线性回归理解机器学习的基本原理

    在简单的线性回归的情况下(y ~ b0 + b1 * X,其中X是列)的模型“学习”两个参数: B0:偏置(或者说,截距) b1:斜率 当X为0时的y水平坐标等于偏置(即广告支出为零时的销售额的值),斜率是...X中每单位增长或减少对y预测增长或减少的比率(即,每英镑花在广告上会带来多少销售额的增长)。...简单线性回归示例中的方向是指如何调整或修正模型参数b0和b1以进一步降低成本函数。随着模型迭代,它逐渐收敛到最小值,继续对参数做更进一步的调整只能产生很小(甚至没有)的损失变化。...因此,梯度下降使得学习过程能够对所学习的估计进行纠正更新,将模型导向最佳参数组合。 在线性回归模型中观察学习 为了在线性回归中观察学习,我手动设置参数b0和b1并使用模型从数据中学习这些参数。...最后,在模型的每次迭代中,我创建了一些占位符来捕获b0,b1的值和误差平方和(SSE)。 这里的SSE是成本函数,它仅仅是预测y和实际y之间的平方差的和(即残差)。 现在,我们运行循环。

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    r语言中对LASSO回归,Ridge岭回归和弹性网络Elastic Net模型实现|附代码数据

    glmnet 算法使用循环坐标下降法,该方法在每个参数固定不变的情况下连续优化目标函数,并反复循环直到收敛,我们的算法可以非常快速地计算求解路径。...快速开始 首先,我们加载 glmnet 包: library(glmnet) 包中使用的默认模型是高斯线性模型或“最小二乘”。我们加载一组预先创建的数据以进行说明。...我们建模 可以用以下形式写 惩罚逻辑回归的目标函数使用负二项式对数似然 我们的算法使用对数似然的二次逼近,然后对所得的惩罚加权最小二乘问题进行下降。这些构成了内部和外部循环。...##  [7,] "3" ##  [8,] "1" ##  [9,] "1" ## [10,] "2" 泊松模型 Poisson回归用于在假设Poisson误差的情况下对计数数据进行建模,或者在均值和方差成比例的情况下使用非负数据进行建模...由于Cox回归模型对 未作任何假定,因此Cox回归模型在处理问题时具有较大的灵活性;另一方面,在许多情况下,我们只需估计出参数 (如因素分析等),即使在 未知的情况下,仍可估计出参数 。

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    r语言中对LASSO回归,Ridge岭回归和弹性网络Elastic Net模型实现

    glmnet 算法使用循环坐标下降法,该方法在每个参数固定不变的情况下连续优化目标函数,并反复循环直到收敛,我们的算法可以非常快速地计算求解路径。...快速开始 首先,我们加载 glmnet 包: library(glmnet) 包中使用的默认模型是高斯线性模型或“最小二乘”。我们加载一组预先创建的数据以进行说明。...惩罚逻辑回归的目标函数使用负二项式对数似然 ? 我们的算法使用对数似然的二次逼近,然后对所得的惩罚加权最小二乘问题进行下降。这些构成了内部和外部循环。...“系数”计算值为的系数 s 在下面的示例中,我们在λ=0.05,0.01的情况下对类别标签进行了预测。...# [7,] "3" ## [8,] "1" ## [9,] "1" ## [10,] "2" 泊松模型 Poisson回归用于在假设Poisson误差的情况下对计数数据进行建模,或者在均值和方差成比例的情况下使用非负数据进行建模

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    【机器学习实战】第9章 树回归

    该算法既可以用于分类还可以用于回归。 树回归 场景 我们在第 8 章中介绍了线性回归的一些强大的方法,但这些方法创建的模型需要拟合所有的样本点(局部加权线性回归除外)。...from mean S = errType(dataSet) # inf 正无穷大 bestS, bestIndex, bestValue = inf, 0, 0 # 循环处理每一列对应的...所有决策树的构建方法,都是在无法进一步降低熵的情况下才会停止创建分支的过程,为了避免过拟合,可以设定一个阈值,熵减小的数量小于这个阈值,即使还可以继续降低熵,也停止继续创建分支。...将之前的回归树的代码稍作修改,就可以在叶节点生成线性模型而不是常数值。下面将利用树生成算法对数据进行划分,且每份切分数据都能很容易被线性模型所表示。这个算法的关键在于误差的计算。...float(model) # 模型树测试案例 # 对输入数据进行格式化处理,在原数据矩阵上增加第0列,元素的值都是1, # 也就是增加偏移值,和我们之前的简单线性回归是一个套路,增加一个偏移量 def

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    R语言进行机器学习方法及实例(一)

    原理:对线性参数的估计使用最小二乘估计 广义线性回归:它们对线性模型进行了两方面的推广:通过设定一个连接函数,将响应变量的期望与线性变量相联系,以及对误差的分布给出一个误差函数。...这些推广允许许多线性的方法能够被用于一般的问题。比如逻辑回归可以用来对二元分类的结果建模;而泊松回归可以对整型的计数数据进行建模。...LASSO回归算法:LASSO回归的特点是在拟合广义线性模型的同时进行变量筛选(只选择对因变量有显著影响的自变量)和复杂度调整(通过参数控制模型复杂度,避免过度拟合)。...这种方式比"naive"快,"naive"通过对nobs(n个观察)进行循环,每次内部计算一个结果,对于nvar >> nobs或者nvar > 500的情况下,后者往往更高效;   type.logistic...此处模型树在没有生成多个树节点的情况下,只是对特征做了线性回归,MAF达到0.1410668,和之前对数据作线性回归的lasso模型结果(MAF0.1981803)相比,貌似做的更好,但其实之前的lasso

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    深度学习入门必看秘籍

    ,以及在 TensorFlow 中通过模型和成本定义、然后循环通过训练步骤(将数据点送入梯度下降优化器)来进行训练的方式。...由于缺少数据点,有时无法对给定的 2 个特征进行预测 在单一特征的情形中,当没有数据点时,我们需要使用线性回归来创建一条直线,以帮助我们预测结果房屋价格。...在 2 个特征的情形中,我们也可以使用线性回归,但是需要创建一个平面(而不是直线),以帮助我们预测(见下图)。 ?...使用线性回归在 2 个特征空间中的创建一个平面来做预测 多特征线性回归模型 回忆单一特征的线性回归(见下图左边),线性回归模型结果为 y,权重为 W,房屋大面积为 x,偏差为 b。...成本函数(成本):对于线性回归,成本函数是表示每个预测值与其预期结果之间的聚合差异的某些函数;对于逻辑回归,是计算每次预测的正确或错误的某些函数。

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    神经网络中梯度下降算法

    梯度下降算法是一种非常经典的求极小值的算法,比如在线性回归里我们可以用最小二乘法去解析最优解,但是其中会涉及到对矩阵求逆,由于多重共线性问题的存在是很让人难受的,无论进行L1正则化的Lasso回归还是L2...其实不仅是线性回归,逻辑回归同样是可以用梯度下降进行优化,因为这两个算法的损失函数都是严格意义上的凸函数,即存在全局唯一极小值,较小的学习率和足够的迭代次数,一定可以达到最小值附近,满足精度要求是完全没有问题的...神经网络中的后向传播算法其实就是在进行梯度下降,GDBT(梯度提升树)每增加一个弱学习器(CART回归树),近似于进行一次梯度下降,因为每一棵回归树的目的都是去拟合此时损失函数的负梯度,这也可以说明为什么...则导函数本身则代表着函数沿着x方向的变化率 二元函数 对于二元函数,z=f(x,y),它对x和y的偏导数分别表示如下: 函数在y方向不变的情况下,函数值沿x方向的变化率 函数在x方向不变的情况下,函数值沿...应用:线性回归的梯度下降解法 首先,我们给出线性回归的损失函数,为了方便,不带正则项: 其中: 其更新过程可写成: 具体的梯度下降流程: 第一步:先随便假设一组θ,你要是喜欢可以全部取0 第二步循环迭代

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    从零开始学PyTorch:一文学会线性回归、逻辑回归及图像分类

    线性回归模型中,每个目标变量都被估算为输入变量的加权和及偏差。 先看一张表: 表格第一列是地区,第二类是温度单位华氏度,第二列是降水量单位毫米,第四列是湿度,第五列是苹果产量,第六列是橙子产量。...它返回一个元组(或对),其中第一个元素包含所选行的输入变量,第二个元素包含目标。 用for-in循环就可以了 用nn.linear自动初始化 刚开始我们是手动随机输入的初识权重。...PyTorch数据集允许我们指定一个或多个转换函数,这些函数在加载时应用于图像。...在创建验证集之前对索引进行混洗是很重要的,因为训练图像通常由目标标签排序,即0s的图像,然后是1s的图像,接着是2s的图像,依此类推。...如果你还记得我们的初始假设,我们假设输出(在这种情况下是类概率)是输入(像素强度)的线性函数,通过对权重矩阵执行矩阵乘法并添加偏差来获得。

    1.1K30

    神经网络和深度学习(吴恩达-Andrew-Ng):一二周学习笔记

    linear regression 线性回归 回归函数,例如在最简单的房价预测中,我们有几套房屋的面积以及最后的价格,根据这些数据来预测另外的面积的房屋的价格,根据回归预测,在以房屋面积为输入x,输出为价格的坐标轴上...对于logistic回归而言,几乎是任意的初始化方法都有效,通常用0来初始化,但人们一般不这么做,但是因为函数是凸的,无论在哪里初始化,都应该到达到同一点,或大致相同的点。...当前J(w)的梯度下降法只有参数w,在logistic回归中,你的成本函数是一个含有w和b的函数,在这种情况下,梯度下降的内循环就是这里的这个东西,你必须重复的计算,通过w:=w-α*dw【d(j(w,...这里就是循环的结束了,最终对所有的m个样本都进行了这个计算,还需要除以m,因为我们计算平均值。 ? ? ?...当你进行编程联系时,或者实现神经网络的logistc回归时,就不要使用这些秩为1的数组,相反每次创建数组时,你要把它定义成列向量,或者变成一个行向量,那么你向量的行为就更容易理解一些。

    2.3K10

    Python数据分析常用模块的介绍与使用

    ndarray高效的原因是它将数据存储在一块连续的内存块中,并提供了针对整个数组或特定轴执行操作的优化函数。它还支持矢量化操作,可以应用于整个数组,而不需要显式循环。...info() 对所有数据进行简述,即返回DataFrame的信息,包括每列的数据类型和非空值的数量 isnull() 检测空值,返回一个元素类型为布尔值的DataFrame,当出现空值时返回True,...() 对索引进行排序,默认升序 groupby() 对符合条件的数据进行分组统计 sum() 计算列的和 除了这些基本操作之外,Pandas还提供了丰富的功能,如数据过滤、合并、重塑、透视表、数据清洗和处理等...示例 创建DataFrame的语句如下: index和columes参数可以指定,当不指定时,从0开始。通常情况下,列索引都会给定,这样每一列数据的属性可以由列索引描述。...你可以使用该模块中的方法进行回归分析、方差分析、协方差分析和非线性模型拟合等。它还提供了描述性统计和统计测试方法。

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    从零开始学PyTorch:一文学会线性回归、逻辑回归及图像分类

    线性回归模型中,每个目标变量都被估算为输入变量的加权和及偏差。 先看一张表: ? 表格第一列是地区,第二类是温度单位华氏度,第二列是降水量单位毫米,第四列是湿度,第五列是苹果产量,第六列是橙子产量。...用PyTorch内置函数实现线性回归 了解了上述原理后,我们就可以用PyTorch内置的函数,简化我们的工作量。 ? ? 接下来我们创建一个TensorDataset和一个DataLoader: ?...PyTorch数据集允许我们指定一个或多个转换函数,这些函数在加载时应用于图像。...在创建验证集之前对索引进行混洗是很重要的,因为训练图像通常由目标标签排序,即0s的图像,然后是1s的图像,接着是2s的图像,依此类推。...如果你还记得我们的初始假设,我们假设输出(在这种情况下是类概率)是输入(像素强度)的线性函数,通过对权重矩阵执行矩阵乘法并添加偏差来获得。

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    多重共线性是如何影响回归模型的

    它会使模型估计失真或难以估计准确, 回想一下线性回归模型的 MSE 损失函数的偏导数: 为了找到最优回归系数,我们要最小化损失函数 MSE,换句话说就是找到最小化 MSE 的回归系数值。...但是,如果 X 的列彼此线性相关(存在多重共线性),则 XTX 是不可逆的。 由于回归模型中存在共线性,所以很难解释模型的系数 。 还记得回归系数的解释吗?...在回归方程中表示自变量x 对因变量y 影响大小的参数。回归系数越大表示x 对y 影响越大,正回归系数表示y 随x 增大而增大,负回归系数表示y 随x 增大而减小。...相关性越强,在不改变另一个输入的情况下解释每次输入变化的输出变化就越困难。所以会降低估计系数的精度或降低模型的性能。 如何消除多重共线性?...这里有一些推荐的方法来消除或减少线性回归模型中的多重共线性 保留一个变量并删除与保留变量高度相关的其他变量 将相关变量线性组合在一起 使用对高度相关的特征进行降维,例如PCA LASSO 或 Ridge

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    机器学习入门 6-5 梯度下降的向量化和数据标准化

    一 线性回归中梯度下降法的向量化 前几个小节实现梯度下降法的时候是通过for循环方式,前面也提到过for循环的方式效率低下,因此如果想要提高效率的话只需要将其转换成向量化的方式,借助Numpy模块的优势提高算法的效率...此时在使用梯度下降法求解线性回归的时候,向量化处理主要集中在求梯度的过程,相对应的就是前面使用for循环一项一项的把梯度求出来的部分。 ?...通常情况下向量会被表示成列向量的形式,但是如果两个矩阵能够相乘,需要满足第一个矩阵的列数等于第二个矩阵的行数,很明显如果"式子1"为列向量的话不能够进行矩阵乘法,因此如果进行矩阵乘法运算需要将"式子1"...通过"式子1"与"式子2"点乘操作得到的结果的shape = (1, n + 1),也就是"式子3",虽然在numpy中是不区分行向量和列向量的,因此通过"式子3"计算梯度也是可以的。...前面介绍使用正规方程的方式求解线性回归的时候,并没有使用数据归一化操作,这是因为我们将线性回归模型的求解过程整体变成了一个公式的计算,在公式计算中牵扯的中间搜索的过程比较少,所以我们在使用正规方程求解的时候不需要使用数据归一化

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    MCMC的rstan贝叶斯回归模型和标准线性回归模型比较

    p=25453 现在有了对贝叶斯方法的概念理解,我们将实际研究使用它的回归模型。为了简单起见,我们从回归的标准线性模型开始。然后添加对采样分布或先验的更改。...我们将通过 R 和相关的 R 包 rstan 使用编程语言 Stan。 示例:线性回归模型 在下文中,我们将设置一些初始数据,并使用标准 lm 函数运行模型比较。...,即您可以根据输入数据或一般情况下创建新数据。...与数据块一样,您只能声明这些变量,不能进行任何赋值。在这里,我们注意到要估计的 β 和 σ,后者的下限为零。在实践中,如果截距或其他系数在显着不同的尺度上,您可能更愿意将它们分开建模。...我们稍后将对此进行演示。 运行模型 现在我们对代码的作用有了一个概念。

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