過擬合和欠擬合

2021-09-28 23:28:03 字數 1849 閱讀 4593

嘗試不同的模型

既然有一種可靠的方法來測量模型精度,那麼可以嘗試使用其他模型,並檢視哪種模型可以提供最佳**。 但是對模型有什麼選擇?

可以在scikit-learn的文件中看到決策樹模型有很多選項(比您長期想要或需要的更多)。 最重要的選項決定了樹的深度。 回想一下這個微課程的第一課,樹的深度是衡量它在進行**之前**的數量。 這是一棵相對較淺的樹

在實踐中,樹在頂層(所有房屋)和葉子之間有10個**並不罕見。 隨著樹木越來越深,資料集被切成了更少房屋的樹葉。 如果樹只有1個分割,則將資料分為2組。 如果每組再次拆分,我們將獲得4組房屋。 再次拆分每個將建立8個組。 如果我們通過在每個級別新增更多分組來保持組的數量翻倍,那麼當我們到達第10級時,我們將擁有210組房屋。 這是1024片葉子。

當我們將房屋分成許多樹葉時,每片樹葉的房屋數量也會減少。 擁有極少數房屋的樹葉將做出與房屋實際值非常接近的**,但它們可能會對新資料做出非常不可靠的**(因為每個**僅基於少數房屋)。

這是一種稱為過度擬合的現象,其中模型幾乎完美地匹配訓練資料,但在驗證和其他新資料方面表現不佳。 另一方面,如果我們使樹很淺,它不會將房屋分成非常不同的組。

在極端情況下,如果一棵樹將房屋分成2或4,每個房屋仍然有各種各樣的房屋。 對於大多數房屋來說,結果**可能相差甚遠,即使在訓練資料中也是如此(由於同樣的原因,驗證也會很糟糕)。 當模型無法捕獲資料中的重要區別和模式時,即使在訓練資料中它也表現不佳,這稱為欠擬合。

由於我們關注新資料的準確性,我們根據驗證資料估計,我們希望找到欠擬合和過度擬合之間的最佳點。 在視覺上,我們想要(紅色)驗證曲線的低點

例子有一些控制樹深度的替代方案,並且許多允許通過樹的一些路線具有比其他路線更大的深度。 但是max_leaf_nodes引數提供了一種非常合理的方法來控制過度擬合與欠擬合。 我們允許模型生成的葉子越多,我們從上圖中的欠擬合區域移動到過度擬合區域。

我們可以使用效用函式來幫助比較max_leaf_nodes的不同值的mae分數:

from sklearn.metrics import mean_absolute_error

from sklearn.tree import decisiontreeregressor

def get_mae(max_leaf_nodes, train_x, val_x, train_y, val_y):

model = decisiontreeregressor(max_leaf_nodes=max_leaf_nodes, random_state=0)

model.fit(train_x, train_y)

preds_val = model.predict(val_x)

mae = mean_absolute_error(val_y, preds_val)

return(mae)

使用您已經看過的**(以及您已經編寫過的**)將資料載入到train_x,val_x,train_y和val_y中。

我們可以使用for迴圈來比較使用max_leaf_nodes的不同值構建的模型的準確性。

for max_leaf_nodes in [5, 50, 500, 5000]:

my_mae = get_mae(max_leaf_nodes, train_x, val_x, train_y, val_y)

print(「max leaf nodes: %d \t\t mean absolute error: %d」 %(max_leaf_nodes, my_mae))

在列出的選項中,500是最佳葉數。

結論這是外賣:模型可能會受到以下任何一種情況:

過度擬合:捕獲將來不會再發生的虛假模式,導致**不太準確,或者

我們使用未在模型訓練中使用的驗證資料來測量候選模型的準確性。 這讓我們可以嘗試許多候選模型並保持最好的模型。

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