京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
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
长短期记忆网络(LSTM)作为循环神经网络(RNN)的重要改进模型,凭借其独特的门控机制(遗忘门、输入门、输出门),有效解决了 ...
2026-04-08在数据分析全流程中,数据质量是决定分析结论可靠性的核心前提,而异常值作为数据集中的“异类”,往往会干扰统计检验、模型训练 ...
2026-04-08在数字经济飞速发展的今天,数据已渗透到各行各业的核心场景,成为解读趋势、优化决策、创造价值的核心载体。而数据分析,作为挖 ...
2026-04-08在数据分析全流程中,数据处理是基础,图形可视化是核心呈现手段——前者负责将杂乱无章的原始数据转化为干净、规范、可分析的格 ...
2026-04-07在数据分析与统计推断中,p值是衡量假设检验结果显著性的核心指标,其本质是在原假设(通常为“无效应”“无差异”)成立的前提 ...
2026-04-07在数字经济深度渗透的今天,数据已成为企业生存发展的核心资产,企业的竞争本质已转变为数据利用能力的竞争。然而,大量来自生产 ...
2026-04-07Python凭借简洁的语法、丰富的生态库,成为算法开发、数据处理、机器学习等领域的首选语言。但受限于动态类型、解释性执行的特性 ...
2026-04-03在深度学习神经网络中,卷积操作是实现数据特征提取的核心引擎,更是让模型“看懂”数据、“解读”数据的关键所在。不同于传统机 ...
2026-04-03当数字化转型从企业的“战略口号”落地为“生存之战”,越来越多的企业意识到,转型的核心并非技术的堆砌,而是数据价值的深度挖 ...
2026-04-03在日常办公数据分析中,数据透视表凭借高效的汇总、分组功能,成为Excel、WPS等办公软件中最常用的数据分析工具之一。其中,“计 ...
2026-04-02在数字化交互的全场景中,用户的每一次操作都在生成动态的行为轨迹——电商用户的“浏览商品→点击详情→加入购物车”,内容APP ...
2026-04-02在数字化转型深度推进的今天,企业数据已成为驱动业务增长、构建核心竞争力的战略资产,而数据安全则是守护这份资产的“生命线” ...
2026-04-02在数据驱动决策的浪潮中,数据挖掘与数据分析是两个高频出现且极易被混淆的概念。有人将二者等同看待,认为“做数据分析就是做数 ...
2026-04-01在数据驱动决策的时代,企业与从业者每天都会面对海量数据——电商平台的用户行为数据、金融机构的信贷风险数据、快消品牌的营销 ...
2026-04-01在数字化转型的浪潮中,企业数据已从“辅助运营的附属资源”升级为“驱动增长的核心资产”,而一套科学、可落地的企业数据管理方 ...
2026-04-01在数字化时代,每一位用户与产品的交互都会留下可追溯的行为轨迹——电商用户的浏览、加购、下单,APP用户的注册、登录、功能使 ...
2026-03-31在日常数据统计、市场调研、学术分析等场景中,我们常常需要判断两个分类变量之间是否存在关联(如性别与消费偏好、产品类型与满 ...
2026-03-31在CDA(Certified Data Analyst)数据分析师的职场实战与认证考核中,“可解释性建模”是核心需求之一——企业决策中,不仅需要 ...
2026-03-31多层感知机(MLP,Multilayer Perceptron)作为深度学习中最基础、最经典的神经网络模型,其结构设计直接决定了模型的拟合能力、 ...
2026-03-30在TensorFlow深度学习实战中,数据集的加载与预处理是基础且关键的第一步。手动下载、解压、解析数据集不仅耗时费力,还容易出现 ...
2026-03-30