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教程 | 如何通过牛顿法解决Logistic回归问题

本文还介绍了海森矩阵(这是一个关于二阶偏微分的方阵),并给出了如何将海森矩阵与梯度结合起来实现牛顿法。...注意:第一个式子中,左侧代表得失:在给定的参数 θ 和特征向量 x 的情况下,结果为 1 的概率,我们的假设函数 h_θ(x)来计算这个概率。两个表达式可以结合成一个,如下所示: ?...开始进入海森矩阵(The Hessian)。 数学:海森矩阵 从关于多元微分的预备知识中可以得知,我们应该知道去求解一个函数的「二阶」导数,我们针对每一个参数再给每个一阶偏导数求偏导数。...数学:将所有的放在一起 将海森矩阵替换在牛顿法的更新步骤中,我们得到了如下所示的内容: ? 注意:我们取了海森矩阵的逆矩阵,而不是它的倒数,因为它是一个矩阵。...结论 我们介绍了一些新主题,包括海森矩阵、对数似然以及 sigmoid 函数。将这些方法结合在一起,我们就能实现用牛顿法来解决 logistic 回归问题。

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    推荐系统遇上深度学习(一)--FM模型理论和实践

    1、FM背景 在计算广告和推荐系统中,CTR预估(click-through rate)是非常重要的一个环节,判断一个商品的是否进行推荐需要根据CTR预估的点击率来进行。...那么ωij组成的矩阵可以表示为: ? 那么,如何求解vi和vj呢?主要采用了公式: ? 具体过程如下: ?...输入变换 要使用FM模型,我们首先要将数据处理成一个矩阵,矩阵的大小是用户数 * 电影数。如何根据现有的数据进行处理呢?...下面的代码是如何将原始的文件输入转换成我们的矩阵: def vectorize_dic(dic,ix=None,p=None,n=0,g=0): """ dic -- dictionary...= np.where(col_ix < p) return csr.csr_matrix((data[ixx],(row_ix[ixx],col_ix[ixx])),shape=(n,p)),

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    ROS机械臂篇

    驱动系统:相当于人的肌肉和经络,负责驱动执行机构,将控制系统下达的命令转换成执行机构需要的信号。 执行机构:相当于人的手和脚,直接干活的机械装置。...传感系统:相当于人的感官和神经,完成信号的输入和反馈,包括内部传感系统(感知机器人内部状态,如姿态传感器,里程计)和外部传感系统(感知外部环境,如激光雷达)。...URDF 不能单独使用,需要结合 Rviz 或 Gazebo,URDF 只是一个文件,需要在 Rviz 或 Gazebo 中渲染成图形化的机器人模型。... 描述机器人某个刚体部分的外观和物理属性; 描述连杆尺寸(size),颜色(color),形状(shape),惯性矩阵(inertial matrix),碰撞参数(collsion properties...必须使用 inertial 标签,此标签标注了当前机器人某个刚体部分的惯性矩阵,用于一些力学相关的仿真计算。

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    每日一问之鞍点(saddle point)

    结合自己的情况并针对这道问题,整理出了以下概念: 什么是鞍点? 什么是 Hessian 矩阵? 如何证明一个点为鞍点? 局部最小值和鞍点的区别?...如果其所有的二阶偏导数都存在,并且在该函数的领域上连续,那么 Hessian 矩阵 H 是一个 n×n 的矩阵,通常如下定义: ?...如下所示: 如果 H 在 x 处为正定矩阵时,则函数 f 在 x 处有一个局部极小值; 如果 H 在 x 处为负定矩阵时,则函数 f 在 x 处有一个局部极大值; 如果 H 在 x 处为不定矩阵时(即同时有正特征值和负特征值...所以,一个简单标准的方法验证一个静止点是否为一个实数函数的鞍点,就是计算该函数的在该点上的 Hessian 矩阵。如果该 Hessian 矩阵为不定的,则该点为该函数的鞍点。...局部极小值和鞍点 局部极小值和鞍点的相同点是,在该点处的梯度(导数)都为零。从上面可以看出,局部极小值和鞍点的区别就在于,在该点处的 Hessian 矩阵的特性。

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    Android Binder 分析系列——原理(上)

    因为设备的上的有些硬件(例如相机、传感器)一般一次只能一个访问,有些需要把一些数据混合在一起输出(SurfaceFlinger、AudioFlinger),这就需要一些管理,但是应用是不同的程序,它们并不知道其它人的情况...这个在基类中也没实现,但是在 BBinder 和 BpBinder 有实现,并且不一样(当然得不一样,服务器能和客户端一样么)。...IInterface 的子类是 BnInterface 和 BpInterface 分别对应 BBinder(服务器) 和 BpBinder(客户端)的接口。...,在具体的 services 中会通过 IInterface 中的那2个宏弄一个 IXx 出来,然后 BnInterface 这里的 INTERFACE 就是 IXx(这个后面到了实例分析,就会很清楚了...结合上面 Bn 的 onAsBinder 是返回 this 自己(BBinder),Bp 的是返回 BpBinder 。

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    深度学习优化入门:Momentum、RMSProp 和 Adam

    来源:雷锋网、AI研习社本文约3100字,建议阅读9分钟本文为你介绍如何将数据转换成正态分布来建立模型。 在这篇文章中,我们讨论另外一个困扰神经网络训练的问题,病态曲率。...牛顿法通过计算 Hessian 矩阵来实现,Hessian 矩阵是损失函数的二阶导数组成的权值组合。我所说的权值组合,如下所示。 Hessian 矩阵在一个大矩阵中计算所有这些梯度。...Hessian 矩阵给出了一个点的损失曲面曲率的估计。一个损失的表面可以有一个正曲率,这意味着当我们移动时,表面会迅速变得不那么陡峭。...看到公式中的 Hessian 矩阵了吗?Hessian 矩阵需要计算损失函数对所有权值组合的梯度。在组合已知的情况下,要求的值的数量约是神经网络中权值数量的平方。...Adam 或 Adaptive Moment Optimization 算法将 Momentum 和 RMSProp 两种算法结合了起来。这里是迭代方程。

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    学界 | Michael I.Jordan:AI 时代变革,源于应用场景中的优化算法

    对我们来说,将计算与实际问题相结合是一项艰巨的任务。我们的目标是在这个领域中建立一些新的联系,从基于梯度优化的连续时间、变分角度研究等各个方面着手。...鉴于基于 Hessian 的优化方法在参数空间的维度上会产生二次或三次的复杂度,在讨论非一阶方法的时候,效率可能是一个有意义的讨论点。...所以要如何将这两种方式放在一起是我们这个时代的一大挑战。优化起到了将这两个领域结合在一起的作用,它提供了算法和对问题更深层次的理解,特别是当我们开始考虑通过优化去达到更优的下界。...例如,只访问函数值和梯度的 oracle。因此,实际计算效率的相关指导方法可以在理论中以自然的方式施加。 计算和统计数据通过优化结合在一起。而哪些领域会先开始组合在一起?我们如何开始建立理论和实践?...在现实生活、公司和科学中,以下对于成功案例至关重要。一个是基于梯度的优化,我学到的算法版本,是在关注 Hessian 矩阵和牛顿迭代法以及更高阶的版本。

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    NO.2 《机器学习期末复习篇》以题(问答题)促习(人学习),满满干huo,大胆学大胆补!

    方差  的 MAP 估计: 在 MAP 方法中, 的估计需要结合样本方差和先验分布。公式为: 计算步骤 1. 样本均值和方差 计算样本均值 和样本方差 : 2....共轭梯度法流程 损失函数梯度: 梯度对参数 a 和 b的形式为: Hessian矩阵: 目标函数 J(a,b)为二次型函数,其 Hessian 矩阵为: 对于线性回归模型的 MSE:...在高维问题中,Hessian 矩阵的计算和存储成本很高(尤其是当维度较高时,Hessian 是一个 的矩阵)。 若 Hessian 矩阵稀疏性较差,计算代价会进一步增加。...需要计算 Hessian 的逆矩阵: 每次迭代中需要求解线性方程组(等价于求 Hessian 矩阵的逆矩阵)。 Hessian 矩阵逆的计算复杂度为 ,对高维优化问题来说非常昂贵。...MCMC 方法结合了马尔可夫链和蒙特卡洛采样,能够高效处理复杂分布的采样问题,在贝叶斯统计、机器学习和物理模拟中有广泛应用。

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    从浅层模型到深度模型:概览机器学习优化算法

    研究员通过结合 SVRG 和 SAGA 的一些思想,提出一个新的方法,叫做 SARAH。仅是内层迭代步长不同于 SVRG,SARAH 的公式如下 ? 该变化导致 ?...不幸的是,当 n 或 d 很大时,在机器学习应用程序中,海塞矩阵(Hessian matrix)的计算和存储变得非常昂贵。 另一类基于形如(21)模型的算法是拟牛顿方法: ?...所得到的类的方法通常被称为海塞-自由优化方法,因为当访问和使用 Hessian 信息时,没有显式地存储 Hessian 矩阵。...这两种方法都在训练 DNN 的情况中探讨过,例如,在 [54,55] 中,提出了一种高斯牛顿法,其在(11)中函数 F 的 Hessian 的公式中的第一项近似于 Hessian 矩阵(省略了正则化项)...在这项工作中,它表明,只要梯度和 Hessian 估计是足够准确的一些正概率,使用随机不精确梯度和 Hessian 信息的标准优化方法就可以保留其收敛速度。

    1.1K70

    北京大学提出 PTQ4ViT | 双均匀量化+Hessian引导度量,推进Transformer模型落地

    在每个Head中,序列被线性投影到3个矩阵中,query Q = XW^Q ,key K = XW^K ,和value V = XW^V 。...然后,矩阵乘法 QK^T 计算Patch之间的关注度分数。使用Softmax函数将这些分数归一化为关注概率 P 。Head的输出是矩阵乘法 P V 。...多个Head的输出被连接在一起,作为MSA的输出。视觉Transformer具有大量的内存、计算和能耗消耗,这阻碍了它们在现实世界应用中的部署。...作者的方法使用位移操作,避免了格式转换和额外的FP32乘法和FP32加法。 有两种类型的量化方法,即QAT和PTQ。QAT方法将量化与网络训练结合在一起。...其中 \overline g(W) 是梯度, \overline H(W) 是Hessian矩阵。目标是找到缩放因子以最小化影响: min∆(E[L(\hat W)] − E[L(W)]) 。

    1.2K60

    深度 | SGD过程中的噪声如何帮助避免局部极小值和鞍点?

    当 N 趋近于正无穷时,它就趋向于一个 Fisher 信息矩阵,即相对熵(KL 散度)的 Hessian 矩阵。但是 KL 散度是一个与我们想要最小化的交叉熵损失(负对数似然)相差甚远的常数因子。...因此,mini-batch 噪声的协方差与我们损失的 Hessian 矩阵渐进相关。事实上,当 x 接近一个局部最小值时,协方差就趋向于 Hessian 的缩放版本。...绕道 Fisher 信息 在我们继续详细的随机梯度下降分析之前,让我们花点时间考虑 Fisher 信息矩阵 I(x) 和 Hessian 矩阵 ∇^2f(x) 之间的关系。...这表明,Hessian 矩阵的特征值在决定被随机梯度下降认为是「稳定」的最小值时起重要的作用。...深度学习的启示:Hessian 矩阵的退化和「wide valleys」 在深度学习中,一个有趣的现象是过度参数化。我们经常有比做示例运算时更多的参数(d>>N)。

    1.5K50

    Nat Comput Sci. | 预测特定有机分子光谱的深度学习模型

    实验部分 图 1 预测分子的振动光谱:在这一部分研究中,作者将DetaNet的精确等变属性预测能力与谐振子近似相结合,开发了方法来预测分子的振动光谱。...在深度学习中训练和预测Hessian矩阵是一项挑战,因为在现有框架中计算二阶交叉偏导数在计算上非常昂贵。尽管以前有一些研究通过训练原子力来预测Hessian矩阵,但准确度不高且成本较高。...因此,作者提出了一种计算Hessian矩阵的算法。如图1a所示,Hessian矩阵被分为原子张量Hi和原子间张量Hij,分别进行训练和预测。...图1b比较了DetaNet对Hessian矩阵的预测与密度泛函理论(DFT)计算的结果。DetaNet的Hessian矩阵值预测值达到了99.94%的准确度。...例如,在CPU和GPU设备上,批量模拟16个振动光谱的平均时间分别为0.23秒和0.059秒,这些时间比单个分子的模拟时间快了四倍和八倍。

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    Hessian-Hamiltonian MC Rendering

    和动量 ? 随时间 ? 变化。为了讲哈密顿力学引入到MCMC,我们定义一个指数函数如下: ? 这样, ? 可以看作一个高斯分布,期望值为0,协方差矩阵为 ? 。如此,通过 ? 随机获取一个动量 ?...,我们可以定义一个接受函数,实现MLT和哈密顿力学的结合: ? 这里,哈密顿力学满足三个重要特性: 时间可逆,我们可以从 ? 作为输入,其结果会是 ? 。 映射保证体积不变,从 ? 映射到 ?...这样,完成了论文中对Hamiltonian MC的升级 Hessian-Hamiltonian MC ,主要的变化是根据梯度和Hessian,获取了一个anisotropic的高斯分布(黄色部分),同时...这里,还有两个小问题,如何选择A和T,由公式(5),我们发现,当我们让A等于协方差矩阵时,同时设置T等于 ? 时,公式(6)可得,在新的位置 ? 仍然保持相同的协方差A。...应用 该算法在应用中需要和现有的MLT结合,同样分为large step和small step两种,前者采用MMLT和PSSMLT,后者提供了两种mutation的方式:一个是 ?

    1.2K30

    医学图像处理案例(十九)——肺部气管分割案例

    三、VESSEL12的肺部气管分割提取 之前文章也说过可以采用Hessian矩阵来增强血管区域,医学图像处理案例(六)——生成血管三维模型所以这里利用Hessian矩阵是多维变量函数的二阶偏导数矩阵,根据其特征值的属性来检测管状类的结构...,例如三维Hessian的特征值有lambda_1,lambda_2和lambda_3。...明亮的管状结构有低的lambda_1和大的lambda_2和lambda_3负值。相反,暗管状结构时lambda_1值较低,lambda_2和lambda_3的正值较大。...明亮的板状结构具有较低的lambda_1和lambda_2值以及较大的lambda_3负值。暗的板状结构具有较低的lambda_1和lambda_2值以及较大的lambda_3正值。...最后,我们将该区域与原始图像进行结合,生成肺部气管三维模型结果。 ?

    2.7K20

    综述|线结构光中心提取算法研究发展

    Hessian矩阵的表达式: (2) h(x,y)为二维高斯函数,f(x,y)表示Hessian矩阵求二阶导数的图像。...为了解决以上问题,金俊[33]等结合多帧平均法和方向模板法提出一种基于Bezier曲线拟合的光条中心提取方法。...胡坤[36]等将Steger算法与阈值法结合,利用阈值法分离光条纹与图像背景,提取光条纹ROI减小Hessian矩阵的运算量。...刘剑[41]等,提出一种Hessian矩阵与区域增长算法结合的条纹中心提取算法,先利用Hessian矩阵确定像素点的法向量,在法线方向上对条纹灰度分布函数泰勒展开获得中心点亚像素坐标作为初始种子点,区域增长迭代算法通过...,提出一种基于阈值分割的Hessian矩阵定位和高斯曲线拟合的算法。

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    Spring实战(第4版)阅读笔记(一)

    第1章将会概要地介绍Spring,包括DI和AOP的一些基本样例。 同时,读者还会了解到更大的Spring生态系统的整体情况。...第2章更为详细地介绍DI,展现应用程序中的各个组件(bean) 如何装配在一起。这包括基于XML装配、基于Java装配以及自动 装配。...第12章将会介绍如何将Spring与非关系型数据库结合使用,如 MongoDB和Neo4j。 不管数据存储在什么地方,缓存都有助于性能的提升,这是通过 只有在必要的时候才去查询数据库实现的。...本书的最后一部分会介绍如何将Spring应用程序与其他系统进行集成。 第15章将会学习如何创建与使用远程服务,包括RMI、Hessian、 Burlap以及基于SOAP的服务。...在第18章中,异步消息有了新的花样,在这一章中读者会看到如 何将Spring与WebSocket和STOMP结合起来,实现服务端与客户 端之间的异步通信。

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    SLAM后端:非线性优化

    , 为二阶导数,即Hessian矩阵。...牛顿法  我们将一阶导数,二阶导数全部保留,对增量 进行求导,并令其为0,则可以得到增量方程:  则增量的解为:  这种方法比最速下降法迭代少,更精确,但其Hessian矩阵计算过于复杂。...此外信赖域大小我们可以通过实际模型和近似模型变化量的比值来确定,差异较小,我们就放大信赖域,差异较大,我们就缩小信赖域,比值定义如下:  具体的算法流程为: 给定初值 ,系数矩阵 和信赖域半径...; 次迭代求解增量 ; 若增量足够小,停止迭代; 若 ,则设置 ,返回步骤2; 若 ,则设置 ,返回步骤2; 若 大小合适,则 ,返回步骤2; 5 Dog-Leg算法  其结合了高斯牛顿法与最速下降法...,我们先看最速下降法,有下式:  则:  我们对上式进行求导,令导数为0,可得:  再看高斯牛顿法:  至此我们有两个待选的解: 和 。

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