機器學習三 各種差

2022-09-05 10:36:09 字數 918 閱讀 6664

假設有如下未知的曲線(用虛線畫出表示我們並不真正清楚該曲線的具體方程),因為未知,所以下面稱為「上帝曲線」。在「上帝曲線」的附近會產生一些隨機資料,這就是之後要用到的資料集:

1 「偏差」

我們可以選擇不同複雜度的模型來擬合該資料集,比如線性回歸,或者多項式回歸:

可以看到線性回歸比較簡單,和「上帝曲線」相差較大,也就是「偏差」較大。而多項式回歸河以較好的擬合「上帝曲線」,所以說該模型的「偏差」較小。

2.「方差」

資料集是有隨機性的,除了上一節使用的資料集外,我們還可能得到如右側這樣新的資料集:

在新的資料集上當然也可以運用線性回歸,或者多項式回歸:

3 「欠擬合」和「過擬合」

綜上,可以知道「偏差」和「方差」對機器學習的影響是:

(1)「欠擬合」︰較簡單的模型「偏差」較大,不能對資料集進行很好的擬合,從而與「上帝曲線」相差較大,這在機器學習中稱為「欠擬合」。解決方案是選擇「偏差」小的模型,即複雜度高的模型。

(2)「過擬合」︰複雜的模型,可以較好地擬合當前資料集,但由於「方差」較大,反而和「上帝曲線」相距較遠,這在機器學習中稱為「過擬合」。解決方案是選擇「方差」小的模型,即複雜度低的模型。

所以我們要選擇恰當的複雜度的模型,其「偏差」和「方差」也都適度,才能「適度擬合」:

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