多元回归分析中使用正规方程法时的特征缩放(归一化)?

我在进行多特征的线性回归。我决定使用正规方程法来寻找线性模型的系数。如果我们对多变量的线性回归使用梯度下降法,我们通常会进行特征缩放以加速梯度下降的收敛。现在,我将使用正规方程公式:

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我有两个相互矛盾的信息来源。第一个来源称,正规方程不需要特征缩放。另一个来源则表示必须进行特征归一化。来源如下:

http://openclassroom.stanford.edu/MainFolder/DocumentPage.php?course=MachineLearning&doc=exercises/ex3/ex3.html

http://puriney.github.io/numb/2013/07/06/normal-equations-gradient-descent-and-linear-regression/

在这两篇文章的结尾提到了正规方程中的特征缩放信息。

问题是,在进行正规方程分析之前是否需要进行特征缩放?


回答:

从理论上讲,你确实可能不需要缩放特征,并且你可以在“一步”内得到解决方案。然而,在实践中,情况可能会有所不同。

请注意你公式中的矩阵求逆。矩阵求逆并不是一个简单的计算操作。实际上,有一个衡量矩阵求逆难度的指标(以及执行其他计算),称为条件数

如果条件数不太大于一(但仍然可以是一的倍数),则矩阵是良态的,这意味着可以以良好的精度计算其逆。如果条件数非常大,则称该矩阵为病态。实际上,这样的矩阵几乎是奇异的,计算其逆或解线性方程组容易产生大的数值误差。不可逆的矩阵的条件数等于无穷大。

附注:大的条件数实际上是减缓梯度下降收敛速度的相同问题。

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