什麼是正規化(Regularization)

在損失函數中加入與權重大小相應的懲罰項,防止權重變得過大,以抑制過擬合的方法。加入權重絕對值總和的L1正規化容易使部分權重恰好變為0,加入權重平方和的L2正規化(權重衰減)則使權重整體變小。懲罰的強度是超參數,以交叉驗證等方式決定。廣義上,也會把丟棄法、提前停止等提高泛化性能的手法統稱為正規化。注意資料庫的「正規化」(normalization)是不同的概念。

日文名稱: 正則化

「正規化(Regularization)」出現在1領域的2道練習題中(機器學習基礎等)。

這個名詞所屬的領域: 機器學習基礎

練習正規化(Regularization)的題目

下列何者是發生過擬合(過度擬合)時會看到的情形?

  1. A訓練資料上的誤差很小,但驗證資料上的誤差很大
  2. B在訓練資料與驗證資料上,誤差都一直很大、降不下來
  3. C隨著訓練進行,訓練資料與驗證資料上的誤差都以同樣的方式持續下降
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正確答案:A. 訓練資料上的誤差很小,但驗證資料上的誤差很大

過擬合是模型連訓練資料中的細微特徵與雜訊都記住,使對新資料的性能(泛化性能)下降的狀態。訓練資料上的誤差很小、驗證資料上的誤差卻很大,是判斷的依據。連訓練資料上的誤差都很大的狀態,則是模型過於簡單等原因而無法掌握趨勢的欠擬合(學習不足)。對策有增加資料、簡化模型、正規化(regularization)、丟棄法(dropout),以及在驗證資料的誤差開始上升時停止訓練的提前停止等。

下列關於抑制過擬合的正規化等方法的敘述,何者適當?

  1. AL1正規化是在損失中加入權重絕對值的總和,容易使部分權重恰好變為0
  2. BL2正規化是在損失中加入權重絕對值的總和,具有將不需要的權重設為0、篩選特徵的強烈作用
  3. C丟棄法(dropout)在訓練與推論時每次都隨機停用神經元,使輸出具有變異
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正確答案:A. L1正規化是在損失中加入權重絕對值的總和,容易使部分權重恰好變為0

正規化(regularization)是在損失函數中加入與權重大小相應的懲罰,防止權重變得過大,使模型保持簡單的方法。L1正規化加入權重絕對值的總和,容易使部分權重恰好變為0,因此具有篩選所用特徵的作用(Lasso迴歸)。L2正規化加入權重的平方和,使權重整體變小,但不易恰好變為0(脊迴歸、權重衰減)。丟棄法只在訓練時隨機停用神經元,避免過度依賴特定的神經元,推論時則使用所有神經元。

解析中的「正規化(Regularization)」

出現「正規化(Regularization)」的題目(2題)

  1. 下列何者是發生過擬合(過度擬合)時會看到的情形?
  2. 下列關於抑制過擬合的正規化等方法的敘述,何者適當?

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