在机器学习建模时,过拟合和欠拟合是训练模型时常见的两大问题,它们会严重影响模型的泛化能力。过拟合,模型太复杂,学了噪声,训练数据上表现过好而在新数据上表现差;欠拟合,模型太简单,没学够特征,训练数据和新数据上都表现不佳。
为了解决这些问题,可以采取多种策略,包括增加训练数据量、使用正则化技术、选择更合适的模型、进行特征选择和降维、采用交叉验证等。这些策略可以有效地提高模型的泛化能力,从而推动深度学习技术的进一步发展。
什么是过拟合(Overfitting)?过拟合是指模型在训练数据上表现得非常好,但在未见过的测试数据上表现很差的现象。换句话 说,模型学习到了训练数据中的噪声和细节,而不仅仅是数据中的真实规律。
过拟合的原因是什么?过拟合通常由模型过于复杂、训练数据不足或数据噪声等原因导致。
1、模型过于复杂:复杂的模型能够捕捉到训练数据中的很多细节,包括一些噪声。当模型复杂度过高时,它可能会过度拟合训练数据中的噪声,而不是学习数据背后的通用模式。
2、训练数据不足:如果训练数据量很小,模型可能很难从中学到数据的通用模式。相反,它可能会学习到数据的特例,即训练数据中的某些具体细节。
3、数据噪声:训练数据中的噪声可能会导致模型学习到错误的信息。当模型试图拟合这些带有噪声的数据时,它可能会学习到一些与真实数据分布不符的模式。
为了解决过拟合问题,我们可以采取增加训练数据、降低模型复杂度、正则化、特征选择和交叉验证等方法。
什么是欠拟合(Underfitting)?欠拟合是指模型在训练数据上表现不好,同时在测试数据上也表现不好的现象。这通常意味着模型未能捕捉到数据中的基本规律。
欠拟合的原因是什么?欠拟合通常由训练数据不足、模型复杂度过低(如层数过少、神经元过少)、训练时间不足等原因导致。
1、训练数据不足:当训练数据量不足时,模型可能无法充分学习到数据的内在规律和模式。这会导致模型在训练集上的表现就不够好,更不用说在测试集或实际应用中的表现了。
2、模型复杂度过低:当模型复杂度过低时,它可能无法捕捉到数据中的复杂关系或非线性特征。例如,在神经网络中,如果层数过少或神经元数量不足,模型可能无法学习到数据的深层特征。
3、训练时间不足:当训练时间不足时,模型可能还没有充分学习到数据的内在规律和模式。这可能是因为优化算法还没有找到最优解,或者模型还没有足够的时间来适应数据的分布。
为了解决过拟合问题,我们可以采取增加训练数据、提高模型复杂度、延长训练时间等方法。
三、评价模型拟合程度
在隐结构学习,以及可解释型机器学习中,评价模型的拟合程度(与数据的适配程度)好坏,使用AIC或BIC分数来评价,这个分数有(正值分数和负值分数)两种表现形式,不管使用哪种形式,简单来说就是分数越接近于0越好。