机器学习基础

过拟合与欠拟合

10 分钟

两种「没学好」

  • 欠拟合:学得太粗,连练习题都做不好——像用一条直线去拟合弯弯曲曲的气温曲线,模型太简单,规律抓不住。
  • 过拟合:学得太细,练习题满分、新题就崩——像背书背到把印刷错误都背下来,把数据里的噪声当规律记了。

用学琴打比方

只会弹练习曲、换首曲子就懵,是过拟合(记了手指动作,没学会音乐);连练习曲都磕磕巴巴,是欠拟合(基本功不够)。真正学会的标志是:没见过的曲子也能上手——这叫「泛化」,是机器学习的终极目标。

一个数字直觉

用 100 个参数去拟合 10 个数据点,可以完美穿过每个点,但曲线在点与点之间疯狂抖动;用 2 个参数拟合同样的点,虽不完美,趋势却更可信。模型容量要和数据量匹配:数据少而模型大,几乎必过拟合。

怎么治

欠拟合:换更强的模型、加特征、多训练。过拟合:加数据、简化模型、正则化(给太灵活的模型加约束)、早停(别练到背答案)。d2l 在「多层感知机」一章会正式讲权重衰减和丢弃法(dropout),到时对照本讲看。

常见误区

训练误差一直降 ≠ 模型在进步——盯着训练分数猛冲,很可能正在过拟合的弯道上加速。

练一练:「把历年真题全背下来」对应哪种情况?说说为什么这样考不好新卷子。

小纸条

各举一个过拟合和欠拟合的生活例子,并说一种对治办法。

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