过拟合欠拟合

一篇文章,带你明白什么是过拟合,欠拟合以及交叉验证

在本文中也许你会掌握机器学习中最核心的概念:偏差-方差权衡.其主要想法是,你想创建尽可能预测准确并且仍能适用于新数据的模型(这是泛化).危险的是,你可以轻松的在你制定的数据中创建过度拟合本地噪音的模型,这样的模型是无用的,并且导致弱泛化能力,因为噪声是随机的,故而在每个数据集中是不同的.从本质上讲,你希望创建仅捕获数据集中有用成份的模型.另一方面,泛化能力很好但是对于产生良好预测过于僵化的模型是另一个极端(这称之为欠拟合).

平衡欠拟合和过拟合之间的相关概念称为偏差-方差权衡

机器学习算法中的过拟合与欠拟合


泛化即是,机器学习模型学习到的概念在它处于学习的过程中时模型没有遇见过的样本时候的表现。

好的机器学习模型的模板目标是从问题领域内的训练数据到任意的数据上泛化性能良好。这让我们可以在未来对模型没有见过的数据进行预测


机器学习中防止过拟合的处理方法

当某个模型过度的学习训练数据中的细节和噪音,以至于模型在新的数据上表现很差,我们称过拟合发生了。这意味着训练数据中的噪音或者随机波动也被当做概念被模型学习了。而问题就在于这些概念不适用于新的数据,从而导致模型泛化性能的变差。

Early stopping

数据集扩增

正则化方法

Dropout

交叉验证

减少特征(人工选择,预留一些特征。利用算法选取一些比较好的特征

重新清洗数据,导致过拟合的一个原因也有可能是数据不纯导致的,如果出现了过拟合就需要我们重新清洗数据。

欠拟合

首先欠拟合就是模型没有很好地捕捉到数据特征,不能够很好地拟合数据

一个欠拟合的机器学习模型不是一个良好的模型并且由于在训练数据上表现不好这是显然的。

欠拟合通常不被讨论,因为给定一个评估模型表现的指标的情况下,欠拟合很容易被发现。矫正方法是继续学习并且试着更换机器学习算法。虽然如此,欠拟合与过拟合形成了鲜明的对照。


解决方法:

1)添加其他特征项,有时候我们模型出现欠拟合的时候是因为特征项不够导致的,可以添加其他特征项来很好地解决。例如,“组合”、“泛化”、“相关性”三类特征是特征添加的重要手段,无论在什么场景,都可以照葫芦画瓢,总会得到意想不到的效果。除上面的特征之外,“上下文特征”、“平台特征”等等,都可以作为特征添加的首选项。

2)添加多项式特征,这个在机器学习算法里面用的很普遍,例如将线性模型通过添加二次项或者三次项使模型泛化能力更强。例如上面的图片的例子。

3)减少正则化参数,正则化的目的是用来防止过拟合的,但是现在模型出现了欠拟合,则需要减少正则化参数


  • 过拟合:在训练数据上表现良好,在未知数据上表现差。
  • 欠拟合:在训练数据和未知数据上表现都很差


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