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機(jī)器學(xué)習(xí)——廣義線性模型

2023-06-21 00:11 作者:Vector永遠(yuǎn)的神  | 我要投稿

????在使用線性模型進(jìn)行回歸任務(wù)訓(xùn)練的時候,不同的回歸模型有著不同的訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本,目標(biāo)yi的取值假設(shè)的概率分布模型也是不一樣的,例如正態(tài)分布與伯努利分布等等。

????

????在線性回歸模型和假設(shè)概率分布之間,需要存在一個鏈接函數(shù)g來溝通左右兩邊,反向則是反函數(shù)g-1.

線性模型與假設(shè)分布的關(guān)系

? ?

以0/1分布為例,η作為橋梁

這個關(guān)系可以進(jìn)一步地歸納成以下內(nèi)容,首先是目標(biāo)值yi滿足某一個確定的條件概率分布模型,然后是線性預(yù)測值η作為橋梁,概率分布模型地某個參數(shù)是η的函數(shù)。

線性模型與假設(shè)概率分布模型之間的關(guān)系

? 在正常的線性回歸模型中,正態(tài)分布的期望均值u剛好是η,鏈接函數(shù)g也就變成了一個全等函數(shù)。

線性回歸下的正態(tài)分布為例

????具體到廣義線性模型中,條件發(fā)生了以下變化。概率分布模型必須得是指數(shù)族概率分布模型,包括高斯分布,伯努利分布,指數(shù)分布等等一系列概率分布模型。并且η必須與概率分布模型的期望均值u滿足函數(shù)關(guān)系,并且只能與u有關(guān),否則就不滿足廣義線性模型。

廣義線性模型

????在這個條件概率等式下,η是自然參數(shù),是概率分布模型中所有的未知參數(shù),T(y)是充分統(tǒng)計量,訓(xùn)練數(shù)據(jù)樣本對于該統(tǒng)計量y的條件分布,與概率分布模型的自然參數(shù)η是完全無關(guān)的,但是與未知參數(shù)η是一一對應(yīng)的關(guān)系,是針對某個概率分布模型中的參數(shù)而言的充分統(tǒng)計量。最后的A(η)則是配分函數(shù),為了歸一化處理,使得概率分布模型的積分值為1.

指數(shù)族分布的條件概率通式

????廣義線性模型只討論概率分布模型的一個參數(shù),期望均值u。

????

以正態(tài)分布為例

????正態(tài)分布中的σ在此討論中與u無關(guān),表達(dá)中被省略掉了。上式寫作向量的形式,顏色相互對應(yīng),只討論u所以η=u帶入正態(tài)分布的計算中去。

伯努利分布

????0/1分類模型預(yù)測的伯努利分布。

鏈接函數(shù)g的形式
取反函數(shù)就得到sigmoid函數(shù)

這也就是為什么在上一篇文章中可以使用sigmoid函數(shù)作為0/1分類模型密度p的依據(jù)。

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