回归可以用于预测多少的问题。 比如预测房屋被售出价格,或者棒球队可能获得的胜场数,又或者患者住院的天数。
事实上,我们也对分类问题感兴趣:不是问“多少”,而是问“哪一个”:
某个电子邮件是否属于垃圾邮件文件夹?
某个用户可能注册或不注册订阅服务?
某个图像描绘的是驴、狗、猫、还是鸡?
某人接下来最有可能看哪部电影?
通常,机器学习实践者用分类这个词来描述两个有微妙差别的问题:
这两者的界限往往很模糊。其中的一个原因是:即使我们只关心硬类别,我们仍然使用软类别的模型
输入一个2X2灰度图像,标量表示像素值,每个图像对应四个特征,假设每个图像属于类别“猫”,“鸡”和“狗”中的一个。
一个有多个输出的模型,每个类别对应一个输出。
与线性回归一样,softmax回归也是一个单层神经网络,softmax回归的输出层也是全连接层。
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全连接层是“完全”连接的,可能有很多可学习的参数
将优化参数以最大化观测数据的概率。 为了得到预测结果,我们将设置一个阈值,如选择具有最大概率的标签
尽管softmax是一个非线性函数,但softmax回归的输出仍然由输入特征的仿射变换决定。 因此,softmax回归是一个线性模型(linear model)
为了提高计算效率并且充分利用GPU,我们通常会对小批量样本的数据执行矢量计算。
需要一个损失函数来度量预测的效果,将使用最大似然估计.
交叉熵损失(cross-entropy loss)
是分类问题最常用的损失之一
信息论(information theory)涉及编码、解码、发送以及尽可能简洁地处理信息或数据。
信息论的核心思想是量化数据中的信息内容。
在信息论中,该数值被称为分布的熵(entropy)。
在观察一个事件时,并赋予它(主观)概率。
我们赋予一个事件较低的概率时,我们的惊异会更大,该事件的信息量也就更大。
从两方面来考虑交叉熵分类目标:
(i)最大化观测数据的似然;
(ii)最小化传达标签所需的惊异。
在训练softmax回归模型后,给出任何样本特征,我们可以预测每个输出类别的概率。 通常我们使用预测概率最高的类别作为输出类别。
如果预测与实际类别(标签)一致,则预测是正确的。
在接下来的实验中,我们将使用精度(accuracy)来评估模型的性能。
精度等于正确预测数与预测总数之间的比率。