偏差與方差, 過擬合與欠擬合 學習曲線之間的聯絡

2021-09-12 02:05:13 字數 1279 閱讀 9229

學習曲線就是通過畫出不同訓練集大小時訓練集和交叉驗證的準確率,可以看到模型在新資料上的表現,進而來判斷模型是否方差偏高或偏差過高,以及增大訓練集是否可以減小過擬合。如何判別乙個模型是過擬合還是欠擬合,是偏差問題還是方差問題?可以通過學習曲線來判斷。

從總體趨勢上來看,訓練集的準確率是逐漸減低的,測試集的準確率逐漸上公升。

高方差:訓練集和測試集的準確率相差較大,但是都在期望的準確率附件,這種情況是過擬合狀態。可以增大訓練集,降低模型複雜度,增大正則項,或者通過特徵選擇減少特徵數。

偏差:描述的是**值(估計值)的期望與真實值之間的差距。偏差越大,越偏離真實資料集。

方差:描述的是**值的變化範圍,離散程度,也就是離其期望值的距離。方差越大,**結果資料的分布越散。

基於偏差的誤差:所謂基於偏差的誤差是我們模型預期的**與我們將要**的真實值之間的差值。偏差是用來衡量我們的模型的**同真實值的差異。

基於方差的誤差:基於方差的誤差描述了乙個模型對給定的資料進行**的可變性。比如,當你多次重複構建完整模型的程序時,方差是,在**模型的不同關係間變化的多少。

之前理解機器學習中的偏差的概念,即**值與真實值之前的差異大小。對於方差不理解,不知如何衡量,其實,很簡單,將乙份資料多次切分,進行**,每次得出的誤差都不相同,它們之間的離散程度即是基於方差的誤差。一般來講,不同的訓練集、測試集分割的方法導致其準確率不同,而交叉驗證的基本思想是:將資料集進行一系列分割,生成一組不同的訓練測試集,然後分別訓練模型並計算測試準確率,最後對結果進行平均處理。這樣來有效減小基於方差的誤差。

我們用乙個引數少的,簡單的模型進行**,會得到低方差,高偏差,通常會出現欠擬合。

而我們用乙個引數多的,複雜的模型進行**,會得到高方差,低偏差,通常出現過擬合。

因此需要在模型複雜度之間尋找乙個適當值

上面解釋學習曲線的時候也提到了一些。

過擬合:1 降低模型的複雜度 2 減少特徵數 3 增大正則項 4 增加資料(學到更多有效特徵)5 bagging 如rf隨機選擇特徵 5 重新清洗資料,可能因為雜訊太大導致。

欠擬合:1 增大模型的複雜度,2 增加特徵數(特徵生成)3 減少正則項

參考:[模型優化]模型欠擬合及過擬合判斷、優化方法

什麼是高/低方差、高/低偏差、(推薦閱讀)

用學習曲線 learning curve 來判別過擬合問題

機器學習 偏差 方差與欠擬合 過擬合

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