CMD + K

Introduksjon til maskinlæringLogistisk regresjon og klassifikasjonBegreper & formler20
12 min lesing

Logistisk regresjon og klassifikasjon

Gå fra lineær score til sannsynlighet med sigmoid, tren med binary cross-entropy og gjør sannsynligheten om til klasse med en terskel.

Læringsmål
  • 01Regn ut score, sannsynlighet og klasse fra vekter, features og terskel
  • 02Tolk en vekt som endring i log-odds og som oddsforhold
  • 03Finn beslutningsgrensen for en gitt terskel, og forklar hvorfor den er lineær
  • 04Regn ut binary cross-entropy, velg riktig implementasjon i NumPy og forklar hvorfor MSE er et dårlig tap her
  • 05Regn ut ett gradient descent-steg med gradienten , og forklar hvorfor tapet kan oscillere
  • 06Regn ut softmax-sannsynligheter og kryssentropi for flere klasser
  • 07Forklar hvorfor modellens sannsynlighet er et estimat som må kalibreres
0 av 21 aktiviteter
Kjerneidé

Logistisk regresjon er en lineær modell med en myk bryter på slutten. Først lager den en vektet sum av featurene, en score som kan bli hva som helst. Så presser sigmoidfunksjonen scoren inn mellom 0 og 1, slik at den kan leses som en sannsynlighet. Tenk på en dimmer: scoren er hvor langt du vrir på hjulet, sigmoiden er hvor mye lys som kommer ut, og lampa blir aldri mørkere enn helt av eller lysere enn helt på.

Steg 1 av 7

Fra score til sannsynlighet

Konsept

En kommune vil prioritere vedlikehold av gatelys og forutsi hvilke lyktestolper som svikter i løpet av vinteren. Hvert eksempel har label 1 (svikter) eller 0 (holder), så dette er binær klassifikasjon. Lineær regresjon passer dårlig: den kan predikere eller , og det er ikke sannsynligheter.

Logistisk regresjon starter likevel lineært. ƒLineær klassifikasjonsscore gir én score , der positive vekter trekker scoren opp. Scoren kan være et hvilket som helst reelt tall. Deretter kommer sigmoiden, ƒsigmoidfunksjonen:

Sigmoiden gir , nærmer seg 1 for store positive scorer og 0 for store negative, og er symmetrisk: . Den er brattest rundt , der den deriverte er . Ute i halene endrer selv en stor scoreendring sannsynligheten nesten ikke.

Hvorfor ikke en trappefunksjon som gir 1 når og ellers 0? Fordi trappen har derivert 0 overalt unntatt i selve hoppet, og da har gradient descent ingenting å gå etter. Sigmoiden er glatt, så hver liten vektendring gir en liten, målbar endring i tapet.

Tallet er modellens estimerte sannsynlighet for klasse 1, ikke en garantert sann sannsynlighet. Det kan bare tas bokstavelig hvis modellen er godt kalibrert. Sannsynlighetskalibrering betyr at blant alle stolper som får , svikter omtrent 30 prosent. Det sjekkes på valideringsdata, gruppe for gruppe. Klassevekter, oversampling (kapittel 8), sterk regularisering og endrede forhold etter treningen kan alle forskyve sannsynlighetene, selv når rangeringen av stolpene er god.

Interaktiv figur

Prøv: Dra z ut i halene og bytt til Heaviside: hvor er sigmoiden brattest, og hva gir trappen gradient descent å gå etter?

Laster interaktiv figur …
Figur 4.1Sigmoid gjør score om til sannsynlighet. Sigmoiden gir p = 0,5 i z = 0 og er brattest der; trappen (Heaviside) har derivert 0 overalt.
Interaktiv
RegneeksempelEn stolpe er 6 år og har hatt 1 tidligere feil. Modellen har vektene for alder og for tidligere feil, og . Finn score, sannsynlighet og klasse ved terskel .

Steg 1. Score. .

Steg 2. Sannsynlighet. .

Steg 3. Klasse. , så modellen predikerer 0 (holder). Negativ score gir alltid , så ved terskel kunne du lest klassen rett fra fortegnet til scoren.

Øving 1 av 2

Hva er sigmoidverdien når den lineære scoren er 0?

Øving 2 av 2

En modell for gatelys har scoren , der alder er i år og feil er antall tidligere feil. Hva er den predikerte sannsynligheten for svikt for en stolpe som er 5 år og har hatt 3 feil? Oppgi svaret med to desimaler.

Mine notater

Skriv egne notater for dette kapittelet. De lagres automatisk og dukker opp i «Mine notater»-oversikten paa fag-siden.

Laster…