逻辑回归的代价函数

线性回归:2 – 2 – Cost Function (8 min).mkv

逻辑回归:6 – 4 – Cost Function (11 min).mkv

在看吴恩达的机器学习教程时,逻辑回归的代价函数怎么来的一开始没看懂,后来想了一下想明白了,记录一下

我们都知道,线性回归(不管是单变量还是多变量)

它的代价函数就是均方误差,这个很容易理解。如果是单变量线性回归,那就是 J(\theta_0,\theta_1) = \frac {1} {2m} \sum_{i=1}^{m} (h_{\theta}(x^{(i)}) - y^{(i)})^2,把这个函数绘制成一个等高线图,就是这个样子的,这是一个典型的凸函数,必然能够找到一个最小值

但是逻辑回归模型,不是这样的。逻辑回归模型里面,输入一组样本,输出只有0-1两种值。是一个非线性函数

当我们将

h_{\theta} (x) = \frac {1} {1 + e^{-\theta^Tx}}

代入均方误差公式时,得到的代价函数将是一个非凸函数(non-convexfunction),这个函数是这样的,用梯度下降算法没法找到一个最优解

所以我们必须找到一个可替代这个成本函数的另外一个函数,让我们至少能够找到一个局部最优解。

这个函数至少要能做到:当实际的 𝑦 = 1 且 ℎ𝜃(𝑥) 也为 1 时误差为 0,当 𝑦 = 1 但 ℎ𝜃 (𝑥) 不为1 时误差随着 ℎ𝜃 (𝑥) 变小而变大;当实际的 𝑦 = 0 且 ℎ𝜃(𝑥) 也为 0 时代价为 0,当 𝑦 = 0 但 ℎ𝜃(𝑥) 不为 0 时误差随着 ℎ𝜃 (𝑥) 的变大而变大

这样才符合我们对逻辑回归的直觉

所以,仔细想一下,就得到了我们想要的一个代价函数:

没错,这个代价函数,是找出来的,不是推导出来。后续进一步展开和简化,可参考:http://ai-start.com/ml2014/html/week3.html

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