广义线性模型(Generalized Linear Model)

http://www.cnblogs.com/sumai

1.指数分布族

我们在建模的时候,关心的目标变量Y可能服从很多种分布。像线性回归,我们会假设目标变量Y服从正态分布,而逻辑回归,则假设服从伯努利分布。在广义线性模型的理论框架中,则假设目标变量Y则是服从指数分布族,正态分布和伯努利分布都属于指数分布族,因此线性回归和逻辑回归可以看作是广义线性模型的特例。那什么是指数分布族呢?若一个分布的概率密度或者概率分布可以写成这个形式,那么它就属于指数分布族。

  其中,η成为分布的自然参数(nature parameter);T(y)是充分统计量(sufficient statistic),通常T(y)=y。当参数 a、b、T 都固定的时候,就定义了一个以η为参数的函数族。

 

2.广义线性模型(GLM)

下面我们看 GLM 的形式化定义,GLM 有三个假设:

  • (1)y| x; θ 满足一个以η为参数的指数分布,那么可以求得η的表达式。
  • (2) 给定x,我们的目标是要预测T(y)的期望值,大多数情况下T(y) = y,那么我们实际上要确定一个h(x),使得h(x)=E[y| x]。
  • (3)η=θTx。(如果η是向量,那么ηi=θTix)

以逻辑回归作简单的例子说明,首先Y服从伯努利分布,并且写成指数分布族形式,Φ是Y=1的概率。

接着我们可以发现,T(y)=y, Φ =1/(1 + e−η)


 

η以不同的映射函数与其它概率分布函数中的参数发生联系,从而得到不同的模型,广义线性模型正是将指数分布族中的所有成员(每个成员正好有一个这样的联系)都作为线性模型的扩展,通过各种非线性的连接函数将线性函数映射到其他空间,从而大大扩大了线性模型可解决的问题。

3. Softmax Regression

Softmax Regression是GLM的另外一个例子。假设预测值 y 有 k 种可能,即 y∈{1,2,…,k}。比如 k=3 时,可以看作是要将一封未知邮件分为垃圾邮件、个人邮件还是工作邮件这三类。

  • 步骤一:

假设y服从推广的伯努利分布(多项式分布中n=1的情况),总共有k个类别,用k-1个参数代表y属于每一类的概率。

  接着,我们要把y的分布写成指数分布族的形式。首先,先考虑伯努利分布的表达式为:,这是y只有两个分类的情况。现在,我们的y有k个情况,这是我们引入一个示性函数1{.}(1{True} = 1, 1{False} = 0)。

那么这时候y服从分布:,然后我们把它写成指数分布族的形式。

  其中,

  • 步骤二:

这时候,T(y)是一组 k-1 维的向量,不再是 y,如下所示:

构建hθ(x)

再用自然参数η来表示Φ

  • 步骤三:

最后,用特征的线性组合去表示自然参数。

那么就建立了假设函数,最后就获得了最大似然估计

对该式子可以使用梯度下降算法或者牛顿方法求得参数θ后,使用假设函数h对新的样例进行预测,即可完成多类分类任务。对于互斥的多分类问题,这种模型比较合适,而对于非互斥的多分类问题,构建k个one-vs-all逻辑回归模型更为合适。

广义线性模型(Generalized Linear Model)的更多相关文章

  1. 广义线性模型(Generalized Linear Models)

    在线性回归问题中,我们假设,而在分类问题中,我们假设,它们都是广义线性模型的例子,而广义线性模型就是把自变量的线性预测函数当作因变量的估计值.很多模型都是基于广义线性模型的,例如,传统的线性回归模型, ...

  2. 斯坦福CS229机器学习课程笔记 part3:广义线性模型 Greneralized Linear Models (GLMs)

    指数分布族 The exponential family 因为广义线性模型是围绕指数分布族的.大多数常用分布都属于指数分布族,服从指数分布族的条件是概率分布可以写成如下形式:η 被称作自然参数(nat ...

  3. Bayesian generalized linear model (GLM) | 贝叶斯广义线性回归实例

    一些问题: 1. 什么时候我的问题可以用GLM,什么时候我的问题不能用GLM? 2. GLM到底能给我们带来什么好处? 3. 如何评价GLM模型的好坏? 广义线性回归啊,虐了我快几个月了,还是没有彻底 ...

  4. 从线性模型(linear model)衍生出的机器学习分类器(classifier)

    1. 线性模型简介 0x1:线性模型的现实意义 在一个理想的连续世界中,任何非线性的东西都可以被线性的东西来拟合(参考Taylor Expansion公式),所以理论上线性模型可以模拟物理世界中的绝大 ...

  5. [机器学习]Generalized Linear Model

    最近一直在回顾linear regression model和logistic regression model,但对其中的一些问题都很疑惑不解,知道我看到广义线性模型即Generalized Lin ...

  6. 广义线性模型(GLM, Generalized Linear Model)

    引言:通过高斯模型得到最小二乘法(线性回归),即:      通过伯努利模型得到逻辑回归,即:      这些模型都可以通过广义线性模型得到.广义线性模型是把自变量的线性预测函数当作因变量的估计值.在 ...

  7. 广义线性模型(logistic和softmax)

    再谈广义线性模型之前,先来看一下普通线性模型: 普通线性模型的假设主要有以下几点: 1.响应变量Y和误差项ϵ正态性:响应变量Y和误差项ϵ服从正态分布,且ϵ是一个白噪声过程,因而具有零均值,同方差的特性 ...

  8. Stanford大学机器学习公开课(四):牛顿法、指数分布族、广义线性模型

    (一)牛顿法解最大似然估计 牛顿方法(Newton's Method)与梯度下降(Gradient Descent)方法的功能一样,都是对解空间进行搜索的方法.其基本思想如下: 对于一个函数f(x), ...

  9. 机器学习 —— 基础整理(五)线性回归;二项Logistic回归;Softmax回归及其梯度推导;广义线性模型

    本文简单整理了以下内容: (一)线性回归 (二)二分类:二项Logistic回归 (三)多分类:Softmax回归 (四)广义线性模型 闲话:二项Logistic回归是我去年入门机器学习时学的第一个模 ...

随机推荐

  1. 修改NuGet packages目录路径

    在*.sln文件同目录下新建配置文件nuget.config,内容为 <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> ...

  2. 瀑布流的一些CSS实现方式

    一个选择是用CSS3的多列columns,可以参考这篇文章.但这篇文章给的例子并不怎么好理解,我做了一些更改,在每个元素上加了序号.可以看到,多列布局是在每一列上依次排列元素的,第一列排完才开始排第二 ...

  3. Notepad++中删除连续的任意n行

    使用Notepad++里的行标记功能,可以删除指定的任意n行. 案例1,删除sample2.dat里的第201行到第10000行.方法如下: (1) 用户NotePad++打开sample2.dat, ...

  4. windows - Cygwin和MinGW有什么区别?(MinGW从Cygwin 1.3.3版本中分离出来)

    windows - Cygwin和MinGW有什么区别? 我想让我的C ++项目跨平台,我正在考虑使用Cygwin / MinGW. 但是他们之间有什么区别呢? 另一个问题是,如果没有Cygwin / ...

  5. word 论文排版 —— 按指定格式章节的自动编号

    在word中如何实现章节标题自动编号 标题样式与标题的编号是两个步骤,为标题建立编号是在为标题样式确定的基础后进行的.这是显而易见的,也即只有先定义了多级标题(也可使用 word 自带的标题样式),才 ...

  6. Java_压缩与解压工具类

    转载请注明出处:http://blog.csdn.net/y22222ly/article/details/52201675 zip压缩,解压 zip压缩与解压主要依靠java api的两个类: Zi ...

  7. Cordova 集成极光推送

    1.申请极光推送账号,创建应用,配置包等信息,可以获得AppKey,用于添加Cordova插件,这部分暂不细讲,根据官网的提示操作就能完成. 2.命令窗口给cordova项目添加极光推送插件 cord ...

  8. [android]完美的解决方案ListView加载网络图片反弹问题

    为什么 先说为什么有照片反弹. 使用convertView对ListView的每一个item优化,item的复用能够有效减少内存的占用.使ListView滑动更为流畅. 但会带来一个问题,当最顶部的i ...

  9. win10 uwp 使用 msbuild 命令行编译 UWP 程序

    原文:win10 uwp 使用 msbuild 命令行编译 UWP 程序 版权声明:博客已迁移到 http://lindexi.gitee.io 欢迎访问.如果当前博客图片看不到,请到 http:// ...

  10. wxWidgets谁刚开始学习指南(5)——使用wxSmith可视化设计

    wxWidgets谁刚开始学习的整个文件夹指南   PDF版及附件下载 1 前言2 下载.安装wxWidgets3 wxWidgets应用程序初体验4 wxWidgets学习资料及利用方法指导5 用w ...