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过拟合无法避免只能缓解(过拟合解决)

时间2025-07-31 05:39:27分类IT科技浏览4177
导读:过拟合 判定 在构建模型的过程中, 在每个epoch 中使用验证数据测试室当前已构建的模型,得到模型的损失和准确率, 以及 每个epoch的验证损失和验证准确率。...

过拟合

判定

在构建模型的过程中                , 在每个epoch 中使用验证数据测试室当前已构建的模型                   ,得到模型的损失和准确率       , 以及 每个epoch的验证损失和验证准确率                。当训练集的损失一直下降            , 验证集的损失一直上升时即出现了过拟合                    , 当训练集的和验证集的准确率都很低          , 那么说明模型欠拟合                   。

原因

1                、数据量太小

2                   、训练集和验证集分布不一致

3       、模型复杂度太大

在选择模型算法的时候        ,首先就选定一个复杂度很高的模型                     , 然后数据的规律是很简单的             , 复杂的模型反而就不适用了       。

4            、数据量中存在噪声

数据还有很多噪声    , 模型在学习的时候                      , 肯定也会把噪声规律学习到                , 从而减小了具有一般性的规律            。这个时候模型用来预测肯定效果不好                    。

5                    、过度训练

只要训练时间足够长, 那么模型肯定就会把一些噪声隐含到规律学习到                   , 这个时候降低模型的性能是显而易见的          。

解决 1          、正则化

正则化可用于降低模型的复杂性                   , 这是通过惩罚损失函数完成的    , 可通过L1和L2两种方式完成        。

L1惩罚的目的是优化权重绝对值的总和                     。它生成一个简单且可解释的模型                , 且对于异常值是鲁棒性的             。 L2惩罚权重值的平方和    。该模型能够学习复杂的数据模式                   , 但对于异常值不具备鲁棒性                      。 2        、Dropout

Dropout是一种正则化方法       , 用于随机禁用神经网络单元            , 它可以在任何隐藏层或输入层上实现                    , 但不能在输出层上实现                。该方法可以免除对其他神经元的依赖          , 进而使网络学习独立的相关性。该方法能够降低网络的密度                   。

3                     、早停

对模型进行迭代训练时        , 我们可以度量每次迭代的性能                     , 当验证损失开始增加时             , 我们应该停止训练模型    , 这样就能阻止过拟合                   。

下图展示了停止训练模型的时机:

4             、数据增强 5    、交叉验证

交叉验证是防止过拟合的好方法                      , 在交叉验证中                ,我们生成了多个训练测试划分并调整模型    。K-折验证是一种标准的交叉验证方法, 即将数据分成k个子集                   , 用其中一个子集进行验证                   , 其他子集用于训练                。

交叉验证允许调整超参数    ,性能是所有值的平均值                   。该方法计算成本较高                ,但不会浪费太多数据       。交叉验证过程参见下图:

6                      、BN

批归一化处理                   , 使得每一层的数据分布不变       , 做归一化处理            , 加快了模型的收敛速度                    ,避免梯度消失          , 提高准确率            。

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