l2 regularization(權重衰減)l2
代表原始的代價函式,後面那一項就是
l2正則化項,它是這樣來的:所有引數
w的平方的和,除以訓練集的樣本大小n。
λ就是正則項係數,權衡正則項與
c0項的比重。另外還有乙個係數
1/2,
1/2經常會看到,主要是為了後面求導的結果方便,後面那一項求導會產生乙個2,與
1/2相乘剛好湊整。 l2
正則化項是怎麼避免
overfitting
的呢?我們推導一下看看,先求導:
可以發現
l2正則化項對
b的更新沒有影響,但是對於
w的更新有影響:
在不使用
l2正則化時,求導結果中
w前係數為
1,現在
w前面係數為
1−ηλ/n
,因為η、λ
、n都是正的,所以1−ηλ/n小於1,它的效果是減小w,這也就是權重衰減(weight decay)的由來。當然考慮到後面的導數項,w最終的值可能增大也可能減小。
另外,需要提一下,對於基於
mini-batch
的隨機梯度下降,w和
b更新的公式跟上面給出的有點不同:
對比上面
w的更新公式,可以發現後面那一項變了,變成所有導數加和,乘以
η再除以m,
m是乙個
mini-batch
中樣本的個數。
到目前為止,我們只是解釋了
l2正則化項有讓
w「變小
」的效果,但是還沒解釋為什麼
w「變小
」可以防止
overfitting
?乙個所謂
「顯而易見
」的解釋就是:更小的權值
w,從某種意義上說,表示網路的複雜度更低,對資料的擬合剛剛好(這個法則也叫做奧卡姆剃刀),而在實際應用中,也驗證了這一點,
l2正則化的效果往往好於未經正則化的效果。當然,對於很多人(包括我)來說,這個解釋似乎不那麼顯而易見,所以這裡新增乙個稍微數學一點的解釋(引自知乎):
過擬合的時候,擬合函式的係數往往非常大,為什麼?如下圖所示,過擬合,就是擬合函式需要顧忌每乙個點,最終形成的擬合函式波動很大。在某些很小的區間裡,函式值的變化很劇烈。這就意味著函式在某些小區間裡的導數值(絕對值)非常大,由於自變數值可大可小,所以只有係數足夠大,才能保證導數值很大。
而正則化是通過約束引數的範數使其不要太大,所以可以在一定程度上減少過擬合情況
L1正則化產生稀疏模型,L2正則防止過擬合
j j0 alph a w w 1 1 j j0 a lpha w w 其中j0 j 0是原始的損失函式,後半部分為l1 l 1正則化項,為絕對值之和,j j 帶有絕對值符號的函式,因此 j role presentation j j是不完全可微的。機器學習的任務就是要通過一些方法 比如梯度下降 求...
l2範數求導 L2 正則化為什麼可以防止過擬合
l2 regularization 權重衰減 c0代表原始的代價函式,後面那一項就是l2正則化項,它是這樣來的 所有引數w的平方的和,除以訓練集的樣本大小n。就是正則項係數,權衡正則項與c0項的比重。另外還有乙個係數1 2,1 2經常會看到,主要是為了後面求導的結果方便,後面那一項求導會產生乙個2,...
防止過擬合 L1 L2正則化
在訓練資料不夠多時,或者overtraining時,常常會導致overfitting 過擬合 其直觀的表現如下圖所示,隨著訓練過程的進行,模型複雜度增加,在training data上的error漸漸減小,但是在驗證集上的error卻反而漸漸增大 因為訓練出來的網路過擬合了訓練集,對訓練集外的資料卻...