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技术 2022年11月9日
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参考:

http://www.itongji.cn/article/12112cH013.html

http://blog.csdn.net/zouxy09/article/details/20319673

https://class.coursera.org/ml-006/lecture/58(一定要看!)

【cs229-Lecture3】Logistic回归

【cs229-Lecture3】Logistic回归

【cs229-Lecture3】Logistic回归


简要认识一下Logistic函数(sigmoid曲线):(from wiki)

Logistic函数Logistic曲线是一种常见的S形函数,它是皮埃尔·弗朗索瓦·韦吕勒在1844或1845年在研究它与人口增长的关系时命名的。广义Logistic曲线可以模仿一些情况人口增长(P)的S形曲线。起初阶段大致是指数增长;然后随着开始变得饱和,增加变慢;最后,达到成熟时增加停止。

一个简单的Logistic函数可用下式表示:【cs229-Lecture3】Logistic回归

【cs229-Lecture3】Logistic回归

标准LogisticS形函数

百度上比较好的Logistic模型的解释:

 logistic回归又称logistic回归分析,主要在流行病学中应用较多,比较常用的情形是探索某疾病的危险因素,根据危险因素预测某疾病发生的概率,等等。例如,想探讨胃癌发生的危险因素,可以选择两组人群,一组是胃癌组,一组是非胃癌组,两组人群肯定有不同的体征和生活方式等。这里的因变量就是是否胃癌,即“是”或“否”,为两分类变量,自变量就可以包括很多了,例如年龄、性别、饮食习惯、幽门螺杆菌感染等。自变量既可以是连续的,也可以是分类的。通过logistic回归分析,就可以大致了解到底哪些因素是胃癌的危险因素。
  logistic回归与多重线性回归实际上有很多相同之处,最大的区别就在于他们的因变量不同,其他的基本都差不多,正是因为如此,这两种回归可以归于同一个家族,即广义线性模型(generalized linear model)。这一家族中的模型形式基本上都差不多,不同的就是因变量不同,如果是连续的,就是多重线性回归,如果是二项分布,就是logistic回归,如果是poisson分布,就是poisson回归,如果是负二项分布,就是负二项回归,等等。只要注意区分它们的因变量就可以了。
  

logistic回归的因变量可以是二分类的,也可以是多分类的,但是二分类的更为常用,也更加容易解释。所以实际中最为常用的就是二分类的logistic回归。

  

logistic回归的主要用途:一是寻找危险因素,正如上面所说的寻找某一疾病的危险因素等。二是预测,如果已经建立了logistic回归模型,则可以根据模型,预测在不同的自变量情况下,发生某病或某种情况的概率有多大。三是判别,实际上跟预测有些类似,也是根据logistic模型,判断某人属于某病或属于某种情况的概率有多大,也就是看一下这个人有多大的可能性是属于某病。

  这是logistic回归最常用的三个用途,实际中的logistic回归用途是极为广泛的,logistic回归几乎已经成了流行病学和医学中最常用的分析方法,因为它与多重线性回归相比有很多的优势。

推导过程如下:

【cs229-Lecture3】Logistic回归【cs229-Lecture3】Logistic回归

【cs229-Lecture3】Logistic回归

最后,附上一个实际问题:(from http://www.medsci.cn/shownews.asp?id=2315

问:Logistic回归模型为什么要先做单因素,然后做多因素?

问: Logistic回归模型为什么要先做单因素,然后做多因素
有的文献上是直接做卡方检验有意义的再进入回归模型,但是有的是Logistic 单因素分析,然后在进行多因素分析,不知道这个操作过程在SPSS中如何实现? 还有这两种方法的区别是什么?

答:logistic回归在分析时是否必须按照“单因素—多因素”的分析过程,是否必须先进行单因素分析,然后才能进行多因素分析?单因素分析是否必须的?
这一问题是一个很实际的,许多人在分析时总是不知道如何下手?以下阐述一下我个人的意见,不一定正确,纯属个人心得。
理论上讲,在样本足够大的情况下,最好把所有的因素都放到方程中,以矫正所有可能的混杂因素,但这是有条件的,即必须所有的这些因素之间无相关,且样本足够大。而实际中,因素之间不可能是毫无相关的。当然,这种相关程度也不一样。如果所有的因素之间相关程度都非常低,最好是没有相关,那这时我可以把所有的变量都放在方程中同时进行分析,可以不做单因素分析。
如果你的例数不够多,比如,你有100例,但是有20个因素,那这时你如果把所有因素放在方程中,结果肯定要出问题。这种情况下,最好先进行单因素分析,筛选出一部分变量,将有意义的变量放入方程进行多因素分析。当然,单因素分析时最好将p值放宽一些,比如0.1或0.15等。避免漏掉一些重要因素。
真正进行多因素分析时,是很复杂的,需要仔细验证各个因素之间的关系,一旦发现因素之间有关系,需要仔细分析。如果某一因素放入方程中后,前面的几个变量变化比较大,那就需要小心了。仔细探讨因素之间存在何种关系。
总之,如果样本不多而变量较多,可以先进行单因素分析,筛掉一些可能无意义的变量,然后进行多因素分析,这样可以保证结果更加可靠些。即使样本足够大,也不建议直接把所有的变量放入方程直接分析,一定要先弄清楚各个变量之间的相互关系,弄清楚自变量进入方程的形式,这样才能有效的进行分析。
不论任何情况,分析时必须具体问题具体分析,不能一概而论,更不能套用。即使目的相同、变量相同的数据,也不一定分析结果会一样,因为总会有抽样误差存在的,设计的好坏是不一样的。所以千万不要看一篇类似的文章,然后照搬上面的分析步骤和分析方法,这是不可取的。

 

算法实现:

数据:

 -0.017612    14.053064    0
-1.395634 4.662541 1
-0.752157 6.538620 0
-1.322371 7.152853 0
0.423363 11.054677 0
0.406704 7.067335 1
0.667394 12.741452 0
-2.460150 6.866805 1
0.569411 9.548755 0
-0.026632 10.427743 0
0.850433 6.920334 1
1.347183 13.175500 0
1.176813 3.167020 1
-1.781871 9.097953 0
-0.566606 5.749003 1
0.931635 1.589505 1
-0.024205 6.151823 1
-0.036453 2.690988 1
-0.196949 0.444165 1
1.014459 5.754399 1
1.985298 3.230619 1
-1.693453 -0.557540 1
-0.576525 11.778922 0
-0.346811 -1.678730 1
-2.124484 2.672471 1
1.217916 9.597015 0
-0.733928 9.098687 0
-3.642001 -1.618087 1
0.315985 3.523953 1
1.416614 9.619232 0
-0.386323 3.989286 1
0.556921 8.294984 1
1.224863 11.587360 0
-1.347803 -2.406051 1
1.196604 4.951851 1
0.275221 9.543647 0
0.470575 9.332488 0
-1.889567 9.542662 0
-1.527893 12.150579 0
-1.185247 11.309318 0
-0.445678 3.297303 1
1.042222 6.105155 1
-0.618787 10.320986 0
1.152083 0.548467 1
0.828534 2.676045 1
-1.237728 10.549033 0
-0.683565 -2.166125 1
0.229456 5.921938 1
-0.959885 11.555336 0
0.492911 10.993324 0
0.184992 8.721488 0
-0.355715 10.325976 0
-0.397822 8.058397 0
0.824839 13.730343 0
1.507278 5.027866 1
0.099671 6.835839 1
-0.344008 10.717485 0
1.785928 7.718645 1
-0.918801 11.560217 0
-0.364009 4.747300 1
-0.841722 4.119083 1
0.490426 1.960539 1
-0.007194 9.075792 0
0.356107 12.447863 0
0.342578 12.281162 0
-0.810823 -1.466018 1
2.530777 6.476801 1
1.296683 11.607559 0
0.475487 12.040035 0
-0.783277 11.009725 0
0.074798 11.023650 0
-1.337472 0.468339 1
-0.102781 13.763651 0
-0.147324 2.874846 1
0.518389 9.887035 0
1.015399 7.571882 0
-1.658086 -0.027255 1
1.319944 2.171228 1
2.056216 5.019981 1
-0.851633 4.375691 1
-1.510047 6.061992 0
-1.076637 -3.181888 1
1.821096 10.283990 0
3.010150 8.401766 1
-1.099458 1.688274 1
-0.834872 -1.733869 1
-0.846637 3.849075 1
1.400102 12.628781 0
1.752842 5.468166 1
0.078557 0.059736 1
0.089392 -0.715300 1
1.825662 12.693808 0
0.197445 9.744638 0
0.126117 0.922311 1
-0.679797 1.220530 1
0.677983 2.556666 1
0.761349 10.693862 0
-2.168791 0.143632 1
1.388610 9.341997 0
0.317029 14.739025 0

用R语言可视化:

 data <- read.table("D:\\MachineLearning\\Sample\\LogisticRegression\\data.txt",header=T)
attach(data)
plot(xpos,ypos,col=ifelse(factor(type)==,"blue", "red"))

如图:

【cs229-Lecture3】Logistic回归

接下来,我们的目的就是找到一条直线,能够尽可能准确地把这两类点分隔开。

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