浅谈机器学习中的正则化方法

作者:禅与计算机程序设计艺术

1.简介

在机器学习领域中,正则化是一种防止过拟合的方法。正则化可以让模型更有效地泛化到新的数据、避免出现欠拟合现象。而模型的复杂度一般会带来其泛化能力不足的问题。因此,正则化手段是防止过拟合的一个重要手段。机器学习中常用的正则化方法包括Lasso回归、Ridge回归、Elastic Net、岭回归和贝叶斯岭回归等。本文将首先对正则化的概念及相关概念进行介绍,然后分别介绍几种常见的机器学习中的正则化方法。最后,通过实际的代码实例,展示不同正则化方法的效果。

2.正则化的概念及相关术语

2.1 正则化的概念

正则化(regularization)是一种机器学习方法,它通过引入正则化项(penalty term)来限制模型的复杂度,使模型对训练数据拟合得更好。这种限制往往能够降低模型的方差,从而防止模型过于复杂,从而提高模型的鲁棒性。正则化可以帮助减少模型参数估计值的方差,降低噪声的影响,提升模型的预测精度。正则化能降低模型的复杂度,从而抑制模型过拟合,减少拟合误差;同时也会增加模型的解释力。正则化是一种针对线性模型的处理方式,即对权重矩阵进行调整,使得权重的范数小于某一阈值。

2.2 正则化项

在正则化的过程中,会引入一个正则化项作为惩罚项,主要用于控制模型复杂度。比如,在最小二乘法求解的线性回归模型中,如果模型过于复杂,就会出现过拟合现象,此时可以通过引入正则化项,对模型的复杂度进行约束,以达到降低过拟合的目的。

关于正则化项的定义,可分为以下三类:

  1. L1正则化项

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