Logistic Regression

이정훈·2026년 4월 4일

1. logistic regression

  • sigmoid함수를 최종 출력으로 하는 Binary Classificaiton 문제에 사용
  • 선형결합의 출력에 sigmiod함수로 추가한 형태
z=w1x1+w2x2++wnxn+b=wTx+bz = w_1 x_1 + w_2 x_2 + \dots + w_n x_n + b = \mathbf{w}^T \mathbf{x} + b
y^=P(y=1x)=σ(z)=11+ez\hat{y} = P(y=1 | \mathbf{x}) = \sigma(z) = \frac{1}{1 + e^{-z}}

2. Odds Rate 와의 관계

  • Odds=p/(1p)Odds = p / (1 - p) 이고, ln(Odds)ln(Odds)를 하니 확률에 따라 값의 범위 제한을 없앤 logit 함수를 찾음

  • logit 함수를 역함수로 하면 logit으로 확률 pp를 찾을 수 있는 모델을 만들 수 있음

  • 그렇다면 logit을 선형회귀의 결과로 가정하면? 확률을 구할 수 있는 모델이 됨

  • ln(y^1y^)\ln\left(\frac{\hat{y}}{1-\hat{y}}\right)식을 y^\hat{y}에 대해 정리해보면 sigmoidsigmoid 함수를 도출

  • 선형결합의 수식 자체가 로그 오즈를 계산하고 잇었던 것
    logit(z)=ln(Odds)=ln(y^1y^)=wTx+blogit(z) = ln(Odds) = \ln\left(\frac{\hat{y}}{1-\hat{y}}\right) = \mathbf{w}^T \mathbf{x} + b
    Odds=p/(1p)Odds = p / (1 - p) → 특정 datadata에서의 승산

  • OddsRatio=exp(βi)Odds Ratio = exp(\beta_i)wiw_i가 1 증가할 때 odds의 변화 비율

2. 하이퍼 파라미터

penalty

  • Overfitting을 방지하기 위한 기법

  • Binary Cross-Entropy를 최소화 하도록 문제를 정의
    LBCE(w,b)=1mi=1m[y(i)log(y^(i))+(1y(i))log(1y^(i))]L_{BCE}(\mathbf{w}, b) = - \frac{1}{m} \sum_{i=1}^{m} \left[ y^{(i)} \log(\hat{y}^{(i)}) + (1 - y^{(i)}) \log(1 - \hat{y}^{(i)}) \right]

    • L1 Penalty Regularization
      LL1(w,b)=LBCE(w,b)+λj=1nwjL_{L1}(\mathbf{w}, b) = L_{BCE}(\mathbf{w}, b) + \lambda \sum_{j=1}^{n} |w_j|

    • L2 Penalty Regularization
      LL2(w,b)=LBCE(w,b)+λ2j=1nwj2L_{L2}(\mathbf{w}, b) = L_{BCE}(\mathbf{w}, b) + \frac{\lambda}{2} \sum_{j=1}^{n} w_j^2

    • Elastic Net Penalty Regularization
      LElastic(w,b)=LBCE(w,b)+rλj=1nwj+1r2λj=1nwj2L_{Elastic}(\mathbf{w}, b) = L_{BCE}(\mathbf{w}, b) + r \lambda \sum_{j=1}^{n} |w_j| + \frac{1 - r}{2} \lambda \sum_{j=1}^{n} w_j^2

C

  • Regularization의 강도의 역수
  • SVM의 영향을 받아 C값이 작을수록 λ\lambda가 크다는 의미
    Loss(w)=Loss(w)+λPenalty(w)Loss(w)=CLoss(w)+Penalty(w)C=1λ\begin{aligned} Loss(w) &= \text{Loss}(w) + \lambda \cdot \text{Penalty}(w) \\ Loss(w) &= C \cdot \text{Loss}(w) + \text{Penalty}(w) \\ C &= \frac{1}{\lambda} \end{aligned}
profile
AngDDo

0개의 댓글