
前面文章小编简单给大家介绍了泛化能力的一些基础知识,今天给大家带来的是提高模型泛化能力的方法--正则化。
一、首先来回顾一下什么是泛化能力
泛化能力(generalization ability),百科给出的定义是:机器学习算法对新鲜样本的适应能力。学习的目的是学到隐含在数据对背后的规律,对具有同一规律的学习集以外的数据,经过训练的网络也能给出合适的输出,该能力称为泛化能力。简单来概括一下,泛化能力就是一个机器学习算法能够识别没有见过的样本的能力,通俗点说就是学以致用,举一反三的能力。机器学习方法训练出一个模型,我们会希望这个模型不但是对于已知的数据(训练集)性能表现良好,而且对于未知的数据(测试集)也能够表现良好,这就表明这个模型具有良好的泛化能力。在实际应用子中,模型的过拟合(overfitting)与欠拟合(underfitting)能够最直观的体现出泛化能力的好坏。
根据泛化能力强弱,可以分为:
欠拟合:模型不能在训练集上获得足够低的误差;
拟合:测试误差与训练误差差距较小;
过拟合:训练误差和测试误差之间的差距太大;
不收敛:模型不是根据训练集训练得到的。
二、简单介绍正则化
正则化regularization的目标为:模型的经验风险和模型复杂度之和达到最小,即结构风险达到最小。也就是正则化的目的是为了防止过拟合, 从而增强泛化能力。
我们通常将正则化定义为:对学习算法的修改,目的是减少泛化误差而不是训练误差
在训练次数足够多,以及表达形式足够复杂的情况下,训练误差能够无限小,可是这并不代表着泛化误差的减小。相反的,一般情况下,这样会导致泛化误差的增大。最常见的例子是:真实数据的分布符合二次函数,但是欠拟合一般会将模型拟合成一次函数,而过拟合通常将模型拟合成高次函数。根据奥卡姆剃须原则:在尽可能符合数据原始分布的基础上,更加平滑、简单的模型,往往更加符合数据的真实特征。所以,我们必须采用采用某种约束,这也就引出了的正则化。
三、正则化---提高模型的泛化能力
按策略正则化可以分为以下三类:
(一) 经验正则化:利用工程上的技巧,实现更低的泛化误差,例如:提前终止法、模型集成、Dropout等;
1.提前终止(earlystop)
一种最简单的正则化方法,在泛化误差指标不再提升后,提前结束训练
2.模型集成(ensemable))
通过训练多个模型来完成该任务,这些模型可以是不同的网络结构,不同的初始化方法,不同的数据集训练出来的,也可以是采用不同的测试图片处理方法。总结来说就是,利用多个模型进行投票的策略
3.Dropout移除一部分神经元
Dropout采用的是"综合起来取平均”的策略,来防止过拟合问题。不同的网络会产生不同的过拟合问题,取平均会让一些“相反的”拟合有互相抵消的可能,整个Dropout过程就相当于 对很多个不同的神经网络取平均。而且因为dropout程序导致两个神经元不一定每次都在一个dropout网络中出现,这样会减少神经元之间复杂的共适应关系
(二)参数正则化:直接提供正则化约束,例如:L1/L2正则化法等;
L1/L2正则化方法,就是最常用的正则化方法,它直接来自于传统的机器学习。
L1正则化:
L2正则化:
(三)隐式正则化:不直接提供约束,例如:数据有关的操作,包括归一化、数据增强、扰乱标签等。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在神经网络模型设计中,“隐藏层层数” 是决定模型能力与效率的核心参数之一 —— 层数过少,模型可能 “欠拟合”(无法捕捉数据 ...
2025-10-14在数字化浪潮中,数据分析师已成为企业 “从数据中挖掘价值” 的核心角色 —— 他们既要能从海量数据中提取有效信息,又要能将分 ...
2025-10-14在企业数据驱动的实践中,“指标混乱” 是最常见的痛点:运营部门说 “复购率 15%”,产品部门说 “复购率 8%”,实则是两者对 ...
2025-10-14在手游行业,“次日留存率” 是衡量一款游戏生死的 “第一道关卡”—— 它不仅反映了玩家对游戏的初始接受度,更直接决定了后续 ...
2025-10-13分库分表,为何而生? 在信息技术发展的早期阶段,数据量相对较小,业务逻辑也较为简单,单库单表的数据库架构就能够满足大多数 ...
2025-10-13在企业数字化转型过程中,“数据孤岛” 是普遍面临的痛点:用户数据散落在 APP 日志、注册系统、客服记录中,订单数据分散在交易 ...
2025-10-13在数字化时代,用户的每一次行为 —— 从电商平台的 “浏览→加购→购买”,到视频 APP 的 “打开→搜索→观看→收藏”,再到银 ...
2025-10-11在机器学习建模流程中,“特征重要性分析” 是连接 “数据” 与 “业务” 的关键桥梁 —— 它不仅能帮我们筛选冗余特征、提升模 ...
2025-10-11在企业的数据体系中,未经分类的数据如同 “杂乱无章的仓库”—— 用户行为日志、订单记录、商品信息混杂存储,CDA(Certified D ...
2025-10-11在 SQL Server 数据库操作中,“数据类型转换” 是高频需求 —— 无论是将字符串格式的日期转为datetime用于筛选,还是将数值转 ...
2025-10-10在科研攻关、工业优化、产品开发中,正交试验(Orthogonal Experiment)因 “用少量试验覆盖多因素多水平组合” 的高效性,成为 ...
2025-10-10在企业数据量从 “GB 级” 迈向 “PB 级” 的过程中,“数据混乱” 的痛点逐渐从 “隐性问题” 变为 “显性瓶颈”:各部门数据口 ...
2025-10-10在深度学习中,“模型如何从错误中学习” 是最关键的问题 —— 而损失函数与反向传播正是回答这一问题的核心技术:损失函数负责 ...
2025-10-09本文将从 “检验本质” 切入,拆解两种方法的核心适用条件、场景边界与实战选择逻辑,结合医学、工业、教育领域的案例,让你明确 ...
2025-10-09在 CDA 数据分析师的日常工作中,常会遇到这样的困惑:某电商平台 11 月 GMV 同比增长 20%,但究竟是 “长期趋势自然增长”,还 ...
2025-10-09Pandas 选取特定值所在行:6 类核心方法与实战指南 在使用 pandas 处理结构化数据时,“选取特定值所在的行” 是最高频的操作之 ...
2025-09-30球面卷积神经网络(SCNN) 为解决这一痛点,球面卷积神经网络(Spherical Convolutional Neural Network, SCNN) 应运而生。它通 ...
2025-09-30在企业日常运营中,“未来会怎样” 是决策者最关心的问题 —— 电商平台想知道 “下月销量能否达标”,金融机构想预判 “下周股 ...
2025-09-30Excel 能做聚类分析吗?基础方法、进阶技巧与场景边界 在数据分析领域,聚类分析是 “无监督学习” 的核心技术 —— 无需预设分 ...
2025-09-29XGBoost 决策树:原理、优化与工业级实战指南 在机器学习领域,决策树因 “可解释性强、处理非线性关系能力突出” 成为基础模型 ...
2025-09-29