動手學深度學習之深度學習基礎

2021-10-02 23:16:37 字數 2362 閱讀 3418

資料集的形式主要有三種:

訓練集測試集:測試資料集不可以用來調參

驗證集

k折交叉驗證:把原始資料分成k組,每次訓練時,使用k-1個子資料集訓練,使用乙個作為驗證,最後通過k次求取訓練誤差和驗證誤差的平均。

過擬合(overfitting):模型的訓練誤差遠小於它在測試資料集上的誤差

欠擬合(underfitting):模型無法得到較低的訓練誤差

導致過擬合、欠擬合的主要因素:

如何解決過擬合與欠擬合問題: ℓ(w

1,w2

,b)+

λ2n∣

w∣2,

\ell(w_1, w_2, b) + \frac |\boldsymbol|^2,

ℓ(w1​,

w2​,

b)+2

nλ​∣

w∣2,

l

2l_2

l2​範數懲罰項指的是模型權重引數每個元素的平方和與乙個正的常數的乘積。

其中超引數λ

>

0\lambda > 0

λ>

0。當權重引數均為0時,懲罰項最小。當λ

\lambda

λ較大時,懲罰項在損失函式中的比重較大,這通常會使學到的權重引數的元素較接近0。當λ

\lambda

λ設為0時,懲罰項完全不起作用。上式中l

2l_2

l2​範數平方∣w∣

2|\boldsymbol|^2

∣w∣2

展開後得到w12

+w22

w_1^2 + w_2^2

w12​+w

22​。

有了l

2l_2

l2​範數懲罰項後,在小批量隨機梯度下降中,我們將線性回歸一節中權重w

1w_1

w1​和w

2w_2

w2​的迭代方式更改為

w 1←

(1−η

λ∣b∣

)w1−

η∣b∣

∑i∈b

x1(i

)(x1

(i)w

1+x2

(i)w

2+b−

y(i)

),w2

←(1−

ηλ∣b

∣)w2

−η∣b

∣∑i∈

bx2(

i)(x

1(i)

w1+x

2(i)

w2+b

−y(i

))

.\begin w_1 &\leftarrow \left(1- \frac|} \right)w_1 - \frac|} \sum_}x_1^ \left(x_1^ w_1 + x_2^ w_2 + b - y^\right),\\ w_2 &\leftarrow \left(1- \frac|} \right)w_2 - \frac|} \sum_}x_2^ \left(x_1^ w_1 + x_2^ w_2 + b - y^\right). \end

w1​w2​

​←(1

−∣b∣

ηλ​)

w1​−

∣b∣η

​i∈b

∑​x1

(i)​

(x1(

i)​w

1​+x

2(i)

​w2​

+b−y

(i))

,←(1

−∣b∣

ηλ​)

w2​−

∣b∣η

​i∈b

∑​x2

(i)​

(x1(

i)​w

1​+x

2(i)

​w2​

+b−y

(i))

.​可見,l

2l_2

l2​範數正則化令權重w

1w_1

w1​和w

2w_2

w2​先自乘小於1的數,再減去不含懲罰項的梯度。因此,l

2l_2

l2​範數正則化又叫權重

衰減。example: 高維線性回歸實驗

丟棄法:解決過擬合的一種方法,測試模型中一般不使用

深度模型有關數值穩定性的典型問題:消失(vanishing)和**(explosion

當層數較多時,梯度的計算也容易出現消失和**,消失和**主要通過資料來衡量,當資料特別小,即出現梯度下降,當資料特別大,即出現梯度**。

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