避免過度擬合有哪些方法

① 機器學習中用來防止過擬合的方法有哪些

根據獨立同分布假設，更多的數據往往對樣本空間的整體分布估計更准確，不過實際應用中由於種種原因，並不一定總能獲得足夠的數據，例如成本問題。通俗得講，數據機擴增即需要得到更多的符合要求的數據，即和已有的數據是獨立同分布的，或者近似獨立同分布的。一般有以下方法：從數據源頭採集更多數據；復制原有數據並加上隨機雜訊；重采樣；根據當前數據集估計數據分布參數，使用該分布產生更多數據等。正則化是假設模型的參數服從先驗概率，即為模型參數添加先驗，不同的正則化方式的先驗分布不一樣（L1正則是拉普拉斯先驗，而L2正則則是高斯先驗）。規定了參數的分布，降低了模型的復雜度，增強對雜訊和異常點的抗干擾能力。

② 神經網路減輕過度擬合的四種方法

這個方法是在未規范化的代價函數上加上一個權重絕對值的和：

然後使用一個因子 進行量化調整，其中 可以稱為規范化參數， 就是訓練集合的大小。

規劃化有時候也被稱為權重衰減，它的主要功能就是為了在最小化原始代價函數與尋找小的權重之間找個折中，兩部分之間相對的重要程度就由 來控制， 越小，就偏向於最小化原始代價函數，反之，就偏向於小的權重。

至於為什麼規范化可以減輕過度擬合，粗略的講，規范化有助於訓練小的權重，大的權重容易將訓練數據中的雜訊過於放大，從而影響模型在測試數據上的泛化能力，小的權重則不會因為一個微小的變動導致結果的大幅度變化，而是由訓練數據中最普遍易泛化的特徵共同作用。這邊主要講解減輕過度擬合的方法，具體為什麼規范化可以減輕過度擬合，在以後的博客中會專門寫一篇文章解釋。

L2規范化與L1規范化有些類似，這個方法是在未規范化的代價函數上加上所有權重平方的和：

雖然兩種規范化有類似的地方，不過我們也需要理解一下L1規范化訓練的網路和L2規范化訓練的網路不同的行為，對L1規范化代價函數求偏導：

其中 就是 的正負號，即 是正數時為+1，而 是負數時為-1。
對L1規范化的網路進行更新的規則就是：

對L2規范化代價函數求偏導：

對L2規范化的網路進行更新的規則就是：

在兩種情形下，規范化的效果就是縮小權重。兩種規范化都懲罰大的權重，但權重縮小的方式不同。
在L1規范化中，權重通過一個常量 向0進行縮小，而L2規范化中，權重通過一個和 成比例的量進行縮小。所以，當一個特定的權重絕對值 很大時，L1規范化的權重縮小遠比L2規范化要小得多。相反，房一個特定的權重絕對值 很小時，L1規范化的權重縮小遠比L2規范化要大得多。

最終結果就是：L1規范化傾向於聚集網路的權重比較小的時候，而L2規范化則傾向於權重比較大時。

棄權是一種相當激進的技術，並不依賴於對代價函數的修改，而是改變了網路本身。假設我們嘗試訓練一個網路：

訓練好的神經網路，增加訓練數據是一個穩定有效的方式，因為更少的數據意味著我們的網路接觸更少的信息變化。如果我們使用大量更多的訓練數據，那麼，我們可能會得到更好的性能，即使是用簡單的網路。
獲取更多的數據代價很大，在實踐中常常是很中喊難使用的。不過，還吵培旁有一種方法能夠獲得近似的效果，那就是人為擴展訓練數據。比如圖像識別，對已有的圖像進行旋轉、轉換、扭曲，還有一種特殊的為了模仿手部肌肉的隨機抖動的圖像扭曲方法。比如語音識別，可以通過增加雜訊來擴展訓練數據。
一般就是通過應用反應真實世界變化的操升橡作來擴展訓練數據。

③ 什麼是過擬合如何避免過擬合問題

過擬合 :所選模型的復雜度比真模型更高;學習時選擇的模型所包含的參數過多,對已經數據預測得很好,但是對未知數據預測得很差的現象.

過擬合一般特點 :高方差,低偏差;

導致過擬合原因: 訓練斗亂猛數據不夠,模型進行過度訓練（overtraining）等

如何避免過擬合:

1) Early stopping （適當的stopping criterion）: Early stopping便是一種迭代次數截斷的方法來防止過擬合的方法，即在模型對訓練數據集迭代收斂之前停止迭代來防陪模止過擬合

2) 數據集擴增 : 數據機擴增即需要得到更多的符合要求的數據，即和已有的數據是獨立同分布的，或者近似獨立同分布的。一般方法有：從數據源頭採集更多數據，復制原有數據並加上隨機雜訊，重采樣，根據當前數據集估計數據分布參數，使用該分布產生更多數據等

3）正則化方法： 一般有L1正空橋則與L2正則等

4）Dropout： 正則是通過在代價函數後面加上正則項來防止模型過擬合的。而在神經網路中，有一種方法是通過修改神經網路本身結構來實現的，其名為Dropout

④ 擬合函數過參數化怎麼辦

如果您的擬合函數過參數化，可能會出現過擬合現象，即模型過度擬合樣本數據，導致對新數據的預測效果較差。為了解讓滑決過擬伍滑肆合問題，可以採用以下方法：

1. 簡化模型參數：減少模型的參數數目，可以讓模型更加簡單，緩解過擬合問題。可以通過手動減少模型特徵的方法，也可以通過自動化選擇特徵的方法來實現。

2. 增加數據量：增加樣本量可以使模型更加通用，減少模型對特定數據的過度擬合。可以通過抽樣、合成樣本等方法來增加數據量。

3. 正則化：通過增加正腔轎則項限制模型的復雜度，進而使模型更加平滑，緩解過擬合現象。比較流行的正則化方法有L1和L2正則化。

4. 交叉驗證：通過交叉驗證等方法，可以評估模型的泛化能力，進而選擇出適合的模型。

需要注意的是，過擬合並不是一種絕對壞的現象。如果您的樣本量較小或特徵較復雜，過擬合也可能是在當前條件下最好的擬合方案。因此，在選擇減少過擬合策略時，需要根據實際情況來選擇合適的方法以平衡預測准確性和泛化能力。