机器学习三讲——分类

一、学习资料:

北京博雅数据酷客平台大讲堂:http://cookdata.cn/auditorium/course_room/10014/

二、概念

1、什么是分类:

另一种典型的有监督学习问题

标签(模型预测值)y为离散值

实际应用举例:

  新闻主题分类:科技、教育、社会、体育?

  疾病诊断:根据病人肺部影像图片,诊断是否患有COVID-19

  市场营销:根据顾客历史购买记录和行为偏好,预测用户是否喜欢新产品

  信用评估:根据客户历史信贷记录,预测贷款是否会违约

2、用回归解决分类

三种算法

  2.1感知机(Perceptron)

    概念:找到一条直线,讲两类数据分开即可

感知机算法(SGD)

 

  2.2支持向量机(Support Vector Machines)

    概念:找到一条直线,不仅将两类数据正确分类,还使得数据离直线尽量远

 优化目标:

  2.3逻辑回归(Logistic Regression)

    概念:找到一条直线使得观察到训练集的“可能性”最大

 3、损失函数对比

三、Sklearn分类模块介绍

 四、案例学习

4.1、画点和相关直线

 1、首先使用sklearn中的datasets模块生成一个随机的二分类数据集

from sklearn import datasets
random_samples=datasets.make_classification(n_samples=60,#样本数量
                                            n_classes=2,#类别数量
                                            n_features=2,#特征数量
                                            n_informative=2,#有信息特征数量
                                            n_redundant=0,#冗余特征数量
                                            n_repeated=0,#重复特征数量
                                            n_clusters_per_class=1,#每一类的簇数
                                            flip_y=0,#样本标签随机分配的比例
                                            class_sep=3,#不同类别样本的分散程度
                                            random_state=203)

2、为了便于后续处理,我们将生成的数据封装到Pandas的DataFrame中。数据集数据包含两个特征,特证名为x1和x2,标签值存放在label中。为了后续处理方便,我们给数据集添加一个取值全为1的ones

import pandas as pd
data=pd.DataFrame(data=random_samples[0],columns=["x1","x2"])
data["label"]=random_samples[1]
data["ones"]=1#添加一个取值全为1的列"ones"
data.head()

 3、在本案例即将实现的算法中,我们假设标签取值为1或-1,观察上表label列取值可见,默认的取值为0或-1,应用map方法,我们将label列取值映射为1和-1

data["label"]=data["label"].map({0:-1,1:1})#将y的取值替换成1和-1

4、为了值观地了解数据,我们将数据集用散点图绘制出来。matplotlib.pyplot模块地scatter函数可以绘制散点图,他的主要参数为横轴数据x,纵轴数据y,点地颜色c,点的形状等marker

数据集中正样本和负样本需要进行区分,我们首先将他们进行分离
data_pos=data[data["label"]==1]#筛选出正样本
data_neg=data[data["label"]==-1]#筛选出负样本来

5、将绘图框大小设置成(8,8),然后将正样本化成洋红色(c="#E4007E")的三角形(marker="^"),将负样本化成深绿色(c="#007979")的图形(marker="o")

import matplotlib.pyplot as plt

plt.reParam['axes.nuicode_minus']=False
plt.figure(figsize=(8,8))#设置图片尺寸

plt.scatter(data_pos["x1"],data_pos["x2"],c="#E4007F",marker="^")#类别为1的数据绘制成洋红色
plt.scatter(data_neg["x1"],data_neg["x2"],c="#007979",marker="o")#类别为-1的数据绘制成深绿色

plt.xlabel("$x_1$")#设置横轴标签
plt.ylabel("$x_2$")#设置纵轴标签

plt.xlim(-6,6)#设置横轴显示范围
plt.ylim(1,5)#设置纵轴显示范围
plt.show()

6、画出直线

import numpy as np
w=[1,1,-4]
x1=np.linspace(-6,6,50)
x2=(w[0]/w[1])*x1-w[2]/w[1]

 4.2、利用感知机进行

另写博客:https://www.cnblogs.com/hhjing/p/14341646.html

4.3、梯度下降法求解逻辑回归

另写博客:https://www.cnblogs.com/hhjing/p/14341709.html

4.4、支持向量机实现

另写博客:https://www.cnblogs.com/hhjing/p/14342003.html

原文地址:https://www.cnblogs.com/hhjing/p/14340924.html