最小二乘线性回归(OLS)等价于极大似然估计

假设: 线性回归模型的概率解释 - 图1
• 其中ε为线性预测和真值之间的残差
我们通常假设残差的分布为 线性回归模型的概率解释 - 图2,因此线性回归 可写成线性回归模型的概率解释 - 图3 其中线性回归模型的概率解释 - 图4

极大似然估计(Maximize Likelihood Estimator, MLE)定义为
线性回归模型的概率解释 - 图5
表示在参数为线性回归模型的概率解释 - 图6的情况下,数据线性回归模型的概率解释 - 图7出现的概率, 选择数据出现概率最大的参数.

OLS的概率分布为
线性回归模型的概率解释 - 图8
OLS的似然函数为
线性回归模型的概率解释 - 图9
极大释然可等价地写成极小负log似然损失函数(NLL)
线性回归模型的概率解释 - 图10

正则回归等价于贝叶斯估计

之前的线性回归正比于 线性回归模型的概率解释 - 图11
若假设参数w的先验分布为线性回归模型的概率解释 - 图12
线性回归模型的概率解释 - 图13 其中线性回归模型的概率解释 - 图14控制先验的强度
根据贝叶斯公式,得到参数的后验分布为
线性回归模型的概率解释 - 图15

则最大后验估计等价于最小目标函数
线性回归模型的概率解释 - 图16
对比岭回归的目标函数
线性回归模型的概率解释 - 图17