网站开发指什么,邢台网站建设哪家专业,水安建设集团网站,网站ar怎么做目录 0.引言1.正则化的基本思想2.L1 正则化3.L2 正则化4.L1 与 L2 正则化的比较5.应用#xff1a;控制模型复杂度6.超参数 λ \lambda λ 的选择7.总结 0.引言
在机器学习中#xff0c;正则化是一种通过约束模型参数来控制模型复杂度的技术。它可以有效减少过拟合#xff… 目录 0.引言1.正则化的基本思想2.L1 正则化3.L2 正则化4.L1 与 L2 正则化的比较5.应用控制模型复杂度6.超参数 λ \lambda λ 的选择7.总结 0.引言
在机器学习中正则化是一种通过约束模型参数来控制模型复杂度的技术。它可以有效减少过拟合提高模型的泛化能力。常见的正则化方法包括 L1 正则化 和 L2 正则化。 1.正则化的基本思想
在训练模型时我们的目标是最小化损失函数。正则化通过在损失函数中加入一个正则化项对模型参数施加约束从而避免过于复杂的模型。
带有正则化的损失函数一般形式为 损失函数 数据误差 λ ⋅ 正则化项 \text{损失函数} \text{数据误差} \lambda \cdot \text{正则化项} 损失函数数据误差λ⋅正则化项
其中
数据误差如均方误差 (MSE) 或交叉熵损失。正则化项对模型参数的约束如 L 1 L1 L1 或 L 2 L2 L2。 λ \lambda λ正则化强度超参数控制正则化项的权重。 2.L1 正则化 定义 L1 正则化的正则化项是模型参数的绝对值之和 R ( w ) ∥ w ∥ 1 ∑ i 1 n ∣ w i ∣ R(\boldsymbol{w}) \|\boldsymbol{w}\|_1 \sum_{i1}^n |w_i| R(w)∥w∥1i1∑n∣wi∣ L1 正则化后的损失函数为 L 数据误差 λ ∑ i 1 n ∣ w i ∣ L \text{数据误差} \lambda \sum_{i1}^n |w_i| L数据误差λi1∑n∣wi∣ 特性 通过惩罚参数的绝对值鼓励某些参数变为零。适合特征选择因为它会自动剔除不重要的特征参数为零。 适用场景 特征数量较多且希望通过稀疏性来筛选重要特征如高维数据。 3.L2 正则化 定义 L2 正则化的正则化项是模型参数的平方和 R ( w ) ∥ w ∥ 2 2 ∑ i 1 n w i 2 R(\boldsymbol{w}) \|\boldsymbol{w}\|_2^2 \sum_{i1}^n w_i^2 R(w)∥w∥22i1∑nwi2 L2 正则化后的损失函数为 L 数据误差 λ ∑ i 1 n w i 2 L \text{数据误差} \lambda \sum_{i1}^n w_i^2 L数据误差λi1∑nwi2 特性 通过惩罚参数的平方值鼓励模型参数较小但不为零。与 L1 不同它不会让参数变为完全零而是接近零。 适用场景 当希望模型平滑避免过度拟合时如线性回归。 4.L1 与 L2 正则化的比较
特性L1 正则化L2 正则化正则化项 ∣ w ∣ 1 ∑ w i |\boldsymbol{w}|_1 \sum w_i ∣w∣1∑wi ∣ w ∣ 2 2 ∑ w i 2 |\boldsymbol{w}|_2^2 \sum w_i^2 ∣w∣22∑wi2参数特性产生稀疏解参数可能为零参数更平滑接近零但不为零特征选择可以选择特征不适用于特征选择计算效率非凸优化计算复杂凸优化计算简单适用场景高维稀疏数据常规数据避免过拟合 5.应用控制模型复杂度 减少过拟合 正则化通过限制参数的幅度避免模型过度拟合训练数据中的噪声。 提高泛化能力 限制模型复杂度使其在新数据上表现更稳定。 特征选择 L1 正则化的稀疏性帮助自动选择重要特征。 6.超参数 λ \lambda λ 的选择
正则化强度 λ \lambda λ 是一个超参数其值需要通过交叉验证或网格搜索来选择。 λ \lambda λ 较小 正则化效果弱模型复杂度高容易过拟合。 λ \lambda λ 较大 正则化效果强模型复杂度低可能导致欠拟合。 7.总结
正则化是控制模型复杂度的重要方法通过引入 L1 或 L2 正则化项既可以提高模型的泛化能力又可以在某些场景下实现特征选择。合理设置正则化强度 λ \lambda λ能够帮助模型在偏差与方差之间取得良好的平衡。
