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1. 损失函数

在线性回归分析中,假设我们的线性回归模型为:

 

样本对应的正确数值为:

现在假设判别函数的系数都找出来了,那么通过判别函数G(x),我们可以预测是样本x对的值为。那这个跟实际的y的差距有多大呢?这个时候我就出来一个损失函数:

其实损失函数很容易理解,就是所有样本点的预测的值跟实际的值之间的差距的表达式而已。至于为什么有个1/2 分数,那只是为了后面求导的时候方便约掉那个平方而已。

2. 随机梯度下降算法

      其实梯度下降算法很好理解的。我们有了线性回归模型了,那么我们的目标就是要找出这些系数,而且这些系数怎么样也是最好的了。梯度下降算法就是来优化这个内容的,就是找出最佳的回归系数:

      而最佳的回归系数是不是要最小化,就是让损失函数的值越小越好。

      当只有两个系数的时候,我们的损失函数就如上图一样。那么谷底就是一个最优解了。那么应该怎么来找到谷底呢?是不是当我们初始化之后,然后往谷底的方向慢慢来调节,让损失函数的值越来越小呢。对,就是这样的,那么怎么来确定这个方向呢?这是关键所在。这时候,我们就需要理解对一个函数求导的意义了。其实导数的意义很简单。

      在一个而平面上,如A点的导数就是该函数在点A的斜率。

如果我们的回归系数在优化的过程中,是按照下面的式子来优化的:

是步长,就是我们在优化时候,往损失函数最小化的方向走的一个长度。

      按照(1)式子,因为,即导数是负的,那么这个系数再减的话,就相当于加了,就是往导数的方向走,那么导数的值就越来越大,导数这条直线就越来越平。但导数这条直线平移x轴的时候,就是谷底了,也就是损失函数的最优解了。

     根据上面的坐标轴图,如果A点在右边也没关系,如果在右边,那么就为正数,就相当于减去一个值,同样也是往最小的方向走,导致的值越到越小,当导数这条直线平行x轴时候,就到谷底了,也就是到了最小的地方了。

     那么对所有的系数进行如下的操作,就能找到一个最优解了。

你也许有个问题,就是步长因为是认为指定的,它的取值会不会另损失函数不能到达谷底,只是在附近而已。这个是会的,所以有些算法就专门针对这个问题进行研究,比如当越接近谷底的时候步长越来越小等。

 

posted on 2016-01-31 14:48  爱嘉牛LA  阅读(6912)  评论(0编辑  收藏  举报