人工智能:模型复杂度、模型误差、欠拟合、过拟合/泛化能力、过拟合的检测、过拟合解决方案【更多训练数据、Regularization/正则、Shallow、Dropout、Early Stopping】

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人工智能:模型复杂度、模型误差、欠拟合、过拟合/泛化能力、过拟合的检测、过拟合解决方案【更多训练数据、Regularization/正则、Shallow、Dropout、Early Stopping】

  • 一、模型误差与模型复杂度的关系
    • 1、梯度下降法
    • 2、泛化误差
      • 2.1 方差
      • 2.2 偏差
      • 2.3 噪声
      • 2.4 泛化误差的拆分
    • 3、偏差-方差窘境(bias-variance dilemma)
    • 4、Bias-Variance Tradeoff 理论意义
    • 5、K折交叉验证与Bias-Variance关系
  • 二、欠拟合&过拟合
    • 1、定义
    • 2、原因以及解决办法
      • 2.1 欠拟合、过拟合的判断
      • 2.2 欠拟合原因以及解决办法
      • 2.3 “回归算法”过拟合原因以及解决办法
  • 二、过拟合的检测
  • 三、过拟合解决方案
    • 1、提供更多的训练数据
    • 2、降低模型复杂度
      • 2.1 Shallow network
      • 2.2 Regularization/正则化/Weight Decay
        • 2.2.1 L1-norm(sklearn.linear_model.LassoCV)
        • 2.2.2 L2-norm(sklearn.linear_model.RidgeCV)
        • 2.2.3 Elastic Net(sklearn.linear_model.ElasticNetCV)
    • 3、Data Argumentation/数据增强
    • 4、Dropout
      • 4.1 在训练集Training模型
      • 4.2 在测试集Testing模型
      • 4.3 “Dropout” v.s. “Bagging”
      • 4.4 取平均的作用
      • 4.5 减少神经元之间复杂的共适应关系
      • 4.6 Dropout类比于性别生物进化中的角色
    • 5、Early Stopping
      • 5.1 目的
      • 5.2 原理
      • 5.3 为什么能减小过拟合
      • 5.4 Early Stopping的缺点

一、模型误差与模型复杂度的关系

1、梯度下降法

模型的评估与调优的目的就是让模型的损失函数尽可能地减小。所有损失函数只要可导,都可以使用梯度下降法来找到损失函数极小值处对应的参数。

在这里插入图片描述
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2、泛化误差

泛化误差:以回归任务为例, 学习算法的平方预测误差期望为:

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