摘要:機(jī)器學(xué)習(xí)多項(xiàng)式回歸原理介紹機(jī)器學(xué)習(xí)多項(xiàng)式回歸實(shí)現(xiàn)機(jī)器學(xué)習(xí)多項(xiàng)式回歸實(shí)現(xiàn)在上一節(jié)中我們介紹了線性回歸的原理,然后分別用和實(shí)現(xiàn)了不同變量個(gè)數(shù)的線性回歸的幾個(gè)例子。可以看出多項(xiàng)式回歸模型的效果綠線要明顯好于線性回歸模型黃線。
【機(jī)器學(xué)習(xí)】多項(xiàng)式回歸原理介紹
【機(jī)器學(xué)習(xí)】多項(xiàng)式回歸python實(shí)現(xiàn)
【機(jī)器學(xué)習(xí)】多項(xiàng)式回歸sklearn實(shí)現(xiàn)
在上一節(jié)中我們介紹了線性回歸的原理,然后分別用python和sklearn實(shí)現(xiàn)了不同變量個(gè)數(shù)的線性回歸的幾個(gè)例子。線性回歸模型形式簡(jiǎn)單,有很好的可解釋性,但是它只適用于X和y之間存在線性關(guān)系的數(shù)據(jù)集。對(duì)于非線性關(guān)系的數(shù)據(jù)集,線性回歸不能很好的工作。因此本文介紹線性回歸模型的擴(kuò)展——「多項(xiàng)式回歸」,我們可以用它來擬合非線性關(guān)系的數(shù)據(jù)集。
假設(shè)我們有一個(gè)單變量數(shù)據(jù)集,如下圖。
為了觀察它們之間的關(guān)系,我們用 matplotlib 畫出散點(diǎn)圖。
從圖中看,它們有點(diǎn)像在一條直線上,但仔細(xì)看更像是在一個(gè)拋物線上。
首先我們假設(shè)它們滿足線性關(guān)系,使用線性回歸模型得到的結(jié)果如下圖中黃線所示。
看起來似乎還可以,但是來看看誤差,太大了。
下面我們?cè)囋囉脪佄锞€擬合它們。
線性回歸可以通過從系數(shù)構(gòu)造多項(xiàng)式的特征來擴(kuò)展。為了使推導(dǎo)過程更具有代表性,我們先以一個(gè)雙變量的為例,然后再看我們上面的單變量的例子。
雙變量線性回歸模型形如下面式子:
通過結(jié)合二階多項(xiàng)式的特征,添加二次方項(xiàng),將它從平面轉(zhuǎn)換為拋物面:
用z替換x:
所以,我們的式子可以寫成:
這樣就變?yōu)榫€性回歸模型。
同理,我們的數(shù)據(jù)集是單變量的,轉(zhuǎn)換后的式子為:
計(jì)算結(jié)果如圖。
線性回歸得到的模型為:
多項(xiàng)式回歸得到的模型為:
兩個(gè)模型如下圖所示。
可以看出多項(xiàng)式回歸模型的效果(綠線)要明顯好于線性回歸模型(黃線)。
更高階的同理。
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