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  • 【Udacity】误差原因——方差variance与偏差bias

    • 偏差造成的误差-准确率和欠拟合
    • 方差-精度和过拟合
    • Sklearn代码
    • 理解bias &variance

    在模型预测中,模型可能出现的误差来自两个主要来源,即:因模型无法表示基本数据的复杂度而造成的偏差(bias),或者因模型对训练它所用的有限数据过度敏感而造成的方差(variance)。我们会对两者进行更详细的探讨。

    一、偏差造成的误差-准确率和欠拟合

    如前所述,如果模型具有足够的数据,但因不够复杂而无法捕捉基本关系,则会出现偏差。这样一来,模型一直会系统地错误表示数据,从而导致准确率降低。这种现象叫做__ 欠拟合(underfitting)__。

    简单来说,如果模型不适当,就会出现偏差。举个例子:如果对象是按颜色和形状分类的,但模型只能按颜色来区分对象和将对象分类(模型过度简化),因而一直会错误地分类对象。

    或者,我们可能有本质上是多项式的连续数据,但模型只能表示线性关系。在此情况下,我们向模型提供多少数据并不重要,因为模型根本无法表示其中的基本关系,我们需要更复杂的模型。

    二、方差-精度和过拟合

    在训练模型时,通常使用来自较大训练集的有限数量样本。如果利用随机选择的数据子集反复训练模型,可以预料它的预测结果会因提供给它的具体样本而异。在这里,方差(variance)用来测量预测结果对于任何给定的测试样本会出现多大的变化。

    出现方差是正常的,但方差过高表明模型无法将其预测结果泛化到更多的数据。对训练集高度敏感也称为__ 过拟合(overfitting)__,而且通常出现在模型过于复杂或我们没有足够的数据支持它时。

    通常,可以利用更多数据进行训练,以降低模型预测结果的方差并提高精度。如果没有更多的数据可以用于训练,还可以通过限制模型的复杂度来降低方差。

    三、Sklearn代码

    3.1 学习曲线 Learning_Curve

    现在你理解了偏差和方差的概念,让我们学习一下如何辨别模型表现的好坏。sklearn中的学习曲线函数可以帮到我们。它可以让我们通过数据点来了解模型表现的好坏。

    可以先引入这个模块

    from sklearn.learning_curve import learning_curve # sklearn 0.17
    from sklearn.model_selection import learning_curve # sklearn 0.18
    

    文档中一个合理的实现是:

     learning_curve(
            estimator, X, y, cv=cv, n_jobs=n_jobs, train_sizes=train_sizes)
    
    

    这里estimator是我们正在用来预测的模型,例如它可以是GaussianNB(),X和y是特征和目标。cv是交叉验证生成器,例如KFold(),'n_jobs'是平行运算的参数,train_sizes是多少数量的训练数据用来生成曲线。

    四、理解方差和偏差

    一图顶万字

    要详细了解偏差和方差,建议阅读 Scott Fortmann-Roe 撰写的这篇文章

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Neo007/p/7758097.html
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