偏差方差权衡 Bias Variance Trade off 什么叫偏差,什么叫方差 根据下图来说 偏差可以看作为左下角的图片,意思就是目标为红点,但是没有一个命中,所有的点都偏离了 方差可以看作为右上角的图片,意思就是目标为红点,虽然还在周围,没有太偏,但是太过分散了,不够集中,这就有很高的方差 第一行就是低偏差的结果,第二行就是高偏差的结果 第一列就是低方差的结果,第二列就是低方差的结果 我们可以将问题本身理解成红心,我们拟合的模型就是上面的点 那么就可以知道模型的误差等于偏差加上方差加上不…

当我们在机器学习领域进行模型训练时,出现的误差是如何分类的? 我们首先来看一下,什么叫偏差(Bias),什么叫方差(Variance): 这是一张常见的靶心图 可以看左下角的这一张图,如果我们的目标是打靶子的话,我们所有的点全都完全的偏离了这个中心的位置,那么这种情况就叫做偏差 再看右上角这张图片,我么们的目标是右上角这张图片中心的红色位置,我们射击的点都围绕在这个红色的点的周围,没有大的偏差,但是各个点间过于分散不集中,就是有非常高的方差 我们进行机器学习的过程中,大家可以想象,我们实际要训练…

1. 训练.验证.测试集 对于一个需要解决的问题的样本数据,在建立模型的过程中,我们会将问题的data划分为以下几个部分: 训练集(train set):用训练集对算法或模型进行训练过程: 验证集(development set):利用验证集或者又称为简单交叉验证集(hold-out cross validation set)进行交叉验证,选择出最好的模型: 测试集(test set):最后利用测试集对模型进行测试,获取模型运行的无偏估计. 小数据时代 在小数据量的时代,如:100.1000.1…

简单的以下面曲线拟合例子来讲: 直线拟合后,相比原来的点偏差最大,最后一个图完全拟合了数据点偏差最小:但是拿第一个直线模型去预测未知数据,可能会相比最后一个模型更准确,因为最后一个模型过拟合了,即第一个模型的方差比最后一个模型小.一般而言高偏差意味着欠拟合,高方差意味着过拟合.他们之间有如下的关系:              本文地址                                            请参考一下三篇文章: 机器学习中的数学(2)-线性回归,偏差.方差权衡 Bi…

一.什么是偏差和方差 偏差(Bias):结果偏离目标位置: 方差(Variance):数据的分布状态,数据分布越集中方差越低,越分散方差越高: 在机器学习中,实际要训练模型用来解决一个问题,问题本身可以理解为靶心,而模型就是子弹,则子弹呈现在靶子上弹孔位置就可能出现偏差和方差的情况,也就是说训练出的模型可能犯偏差和方差两种错误: 二. 模型误差 模型误差 = 偏差(Bias) + 方差(Variance) + 不可避免的误差 1)不可避免的误差 无能为力的.客观存在的.由于各种各样的原因导致的误…

有监督学习中,预测误差的来源主要有两部分,分别为 bias 与 variance,模型的性能取决于 bias 与 variance 的 tradeoff ,理解 bias 与 variance 有助于我们诊断模型的错误,避免 over-fitting 或者 under-fitting. 原文在这里: https://www.cnblogs.com/ooon/p/5711516.html 博主大概翻译自英文: http://scott.fortmann-roe.com/docs/BiasVaria…

线性回归中有欠拟合与过拟合,例如下图: 则会形成欠拟合, 则会形成过拟合. 尽管五次多项式会精确的预测训练集中的样本点,但在预测训练集中没有的数据,则不能很好的预测,也就是说有较大的泛化误差,上面的右边与左边的图都有很大的泛化误差,他们的情况各不相同,如果数据是非线性的,我们无法使用线性模型来精确的预测,即它的偏差很大,引起欠拟合.而如果像上面右图那样形成一个五次多项式的模型,很可能是我们的训练集数据很小的情况下建立的,它就不能反映出x与y更广泛的关系,这种模型有很大的偏差,引起过拟合.所以归根…

bias–variance tradeoff 通过机器学习,我们可以从历史数据学到一个\(f\),使得对新的数据\(x\),可以利用学到的\(f\)得到输出值\(f(x)\).设我们不知道的真实的\(f\)为\(\overline{f}\),我们从数据中学到的\(f\)为\(f^{*}\),实际上\(f^{*}\)是\(\overline{f}\)的一个估计.在统计中,变量\(x\)的均值\(mean\)表示为\(\mu\),方差\(variance\)表示为\(\sigma\),假设我们抽取出…

作业文件: machine-learning-ex5 1. 正则化线性回归 在本次练习的前半部分,我们将会正则化的线性回归模型来利用水库中水位的变化预测流出大坝的水量,后半部分我们对调试的学习算法进行了诊断,并检查了偏差和方差的影响. 1.1 可视化数据集 x表示水位变化,y表示水流量.整个数据集分成三个部分 模型的训练集,用来从X,y中学习参数. 交叉验证集,从Xval, yval中决定正则化参数 测试集,用来预测的样本,从数据集为 Xtest, ytest. 绘制的图像如图1 1.2 正则化…

觉得有用的话,欢迎一起讨论相互学习~Follow Me 1.1 训练/开发/测试集 对于一个数据集而言,可以将一个数据集分为三个部分,一部分作为训练集,一部分作为简单交叉验证集(dev)有时候也成为验证集,最后一部分作为测试集(test).接下来我们开始对训练集执行训练算法,通过验证集或简单交叉验证集选择最好的模型.经过验证我们选择最终的模型,然后就可以在测试集上进行评估了.在机器学习的小数据量时代常见的做法是将所有数据三七分,就是人们常说的70%训练集集,30%测试集,如果设置有验证集,我们可…

首先 Error = Bias + Variance Error反映的是整个模型的准确度,Bias反映的是模型在样本上的输出与真实值之间的误差,即模型本身的精准度,Variance反映的是模型每一次输出结果与模型输出期望之间的误差,即模型的稳定性. 举一个例子,一次打靶实验,目标是为了打到10环,但是实际上只打到了7环,那么这里面的Error就是3.具体分析打到7环的原因,可能有两方面:一是瞄准出了问题,比如实际上射击瞄准的是9环而不是10环:二是枪本身的稳定性有问题,虽然瞄准的是9环,但是只打…

众所周知,对于线性回归,我们把目标方程式写成:. (其中,f(x)是自变量x和因变量y之间的关系方程式,表示由噪音造成的误差项,这个误差是无法消除的) 对y的估计写成:. 就是对自变量和因变量之间的关系进行的估计.一般来说,我们无从得之自变量和因变量之间的真实关系f(x).假设为了模拟的缘故,我们设置了它们之间的关系(这样我们就知道了它们之间的真实关系),但即便如此,由于有这个irreducible error,我们还是无法得之真正的y是多少.当然,这并没有关系.因为我们想要知道的就是自变量和因…

结论 模型复杂度↑Bias↓Variance↓ 例子 $y_i=f(x_i)+\epsilon_i,E(\epsilon_i)=0,Var(\epsilon_i)=\sigma^2$ 使用knn做预测,在点$x_0$处的Excepted prediction error: $EPE(x_0)=E\left[\left(y_0-\hat{f}(x_0)\right)^2|x_0\right]\\ \ \ =E\left[\left(y_0-E(y_0)\right)^2|x_0\right]+\l…

当你运行一个学习算法时,如果这个算法的表现不理想,那么多半是出现两种情况:要么是偏差比较大,要么是方差比较大.换句话说,出现的情况要么是欠拟合,要么是过拟合问题.那么这两种情况,哪个和偏差有关,哪个和方差有关,或者是不是和两个都有关?搞清楚这一点非常重要,因为能判断出现的情况是这两种情况中的哪一种.其实是一个很有效的指示器,指引着可以改进算法的最有效的方法和途径,高偏差和高方差的问题基本上来说是欠拟合和过拟合的问题. 我们通常会通过将训练集和交叉验证集的代价函数误差与多项式的次数绘制在同一张图表…

Error | 误差 Bias | 偏差 – 衡量准确性 Variance | 方差 – 衡量稳定性 首先我们通常在实际操作中会直接用错误率或者与之对应的准确率来衡量一个模型的好坏,但是更加准确的做法是误差衡量时综合考虑偏差和方差的共同作用. 所谓偏差Bias反映的是模型在样本上的输出与真实值之间的误差,即模型本身的精准度.Variance反映的是模型每一次输出结果与模型输出期望值之间的误差,即模型的稳定性. 举个例子,对于一个二分类问题,比如测试图片是不是猫,是猫的话就是1,不是猫就是2. 现…

算法正则化可以有效地防止过拟合, 但正则化跟算法的偏差和方差又有什么关系呢?下面主要讨论一下方差和偏差两者之间是如何相互影响的.以及和算法的正则化之间的相互关系 假如我们要对高阶的多项式进行拟合,为了防止过拟合现象,我们要使用图下所示的正则化.因此我们试图通过下面的正则化项,来让参数的值尽可能小.正则化项的求和范围,照例取为j等于1到m,而非j等于0到m. 然后我们来分析以下三种情形.第一种情形:正则化参数lambda取一个比较大的值(比如lambda的值取为10000甚至更大).在这种情况下,…

关于偏差.方差以及学习曲线为代表的诊断法: 在评估假设函数时,我们习惯将整个样本按照6:2:2的比例分割:60%训练集training set.20%交叉验证集cross validation set.20%测试集test set,分别用于拟合假设函数.模型选择和预测. 模型选择的方法为: 1. 使用训练集训练出 10 个模型 2. 用 10 个模型分别对交叉验证集计算得出交叉验证误差(代价函数的值) 3. 选取代价函数值最小的模型 4. 用步骤 3 中选出的模型对测试集计算得出推广误差(代价函…

A more complex model does not always lead to better performance on testing data. Because error due to both of 'bias' and 'variance'. From training data, we can find \(f^*\), \(f^*\) is an enstimator of \(\hat{f}\) bias (偏差) 和 variance (方差) 的直观表示: 数学公…

在我们在训练模型的过程中,一般会使用一些正则化方法来防止过拟合.但是我们可能会正则化的程度太高或太小了,即我们在选择λ 的值时也需要思考与刚才选择多项式模型次数类似的问题. 我们选择一系列的想要测试的…

摘要: 1.常见问题 1.1 什么是偏差与方差? 1.2 为什么会产生过拟合,有哪些方法可以预防或克服过拟合? 2.模型选择例子 3.特征选择例子 4.特征工程与数据预处理例子 内容: 1.常见问题 1.1 什么是偏差与方差? 泛化误差(general error)可以分解成偏差(bias)的平方加上方差(variance)加上噪声(noise). 偏差度量了学习算法的期望预测和真实结果的偏离程度,刻画了学习算法本身的拟合能力,方差度量了同样大小的训练集的变动所导致的学习性能的变化,刻画了数据扰…

偏差,方差以及两者权衡 偏差是由模型简化的假设,使目标函数更容易学习. 一般来说,参数化算法有很高的偏差,使它们学习起来更快,更容易理解,但通常不那么灵活.反过来,它们在复杂问题上的预测性能更低,无法满足算法偏差的简化假设. Decision trees是低偏差算法的一个例子,而linear regression则是高偏差算法的一个例子. 如果使用不同的训练数据,则目标函数的估计值会发生变化.通过机器学习算法对训练数据估计目标函数,所以我们希望算法有一定的方差,而不是零方差. K-Nearest…

参考:https://codesachin.wordpress.com/2015/08/05/on-the-biasvariance-tradeoff-in-machine-learning/ 之前一直没搞明白什么是bias,什么是variance,现在看看这篇博文. 当你的模型太简单,也就是你的train error太大的时候,你的bias就会比较大:当你的模型变得复杂时,bias变小,同时模型变得比较senstive,variance就会变大 但bias变化的幅度更大,所有整体看来,cros…

画learning curves可以用来检查我们的学习算法运行是否正常或者用来改进我们的算法,我们经常使用learning cruves来判断我们的算法是否存在bias problem/variance problem或者两者皆有. learning curves--m(trainning size与error的函数) 上图是Jtrain(θ)与Jcv(θ)与training set size m的关系图,假设我们使用二次项来拟合我们的trainning data. 当trainning dat…

Linear regression with regularization 当我们的λ很大时,hθ(x)≍θ0,是一条直线,会出现underfit:当我们的λ很小时(=0时),即相当于没有做regularization,会出现overfit;只有当我们的λ取intermediate值时,才会刚刚好.那么我们怎么自动来选择这个λ的值呢? 正则化时的Jtrain(θ),Jcv(θ),Jtest(θ)的表达式 正则化时的Jtrain(θ),Jcv(θ),Jtest(θ)的表达式不带有regulariz…

转自: http://www.cnblogs.com/jmp0xf/archive/2013/05/14/Bias-Variance_Decomposition.html…

原文:http://www.cnblogs.com/taceywong/p/4568806.html 原文地址:http://scikit-learn.org/stable/tutorial/basic/tutorial.html翻译:Tacey Wong 概要:该章节,我们将介绍贯穿scikit-learn使用中的“机器学习(Machine Learning)”这个词汇,并给出一些简单的学习示例. 一.机器学习:问题设定 通常,一个学习问题是通过分析一些数据样本来尝试预测未知数据的属性.如果每…

翻译:Tacey Wong 统计学习: 随着科学实验数据的迅速增长,机器学习成了一种越来越重要的技术.问题从构建一个预测函数将不同的观察数据联系起来,到将观测数据分类,或者从未标记数据中学习到一些结构. 本教程将探索机器学习中统计推理的统计学习的使用:将手中的数据做出结论 Scikit-learn 是一个紧密结合Python科学计算库(Numpy.Scipy.matplotlib),集成经典机器学习算法的Python模块. 一.统计学习:scikit-learn中的设置与评估函数对象 (1)数据…

原文:http://www.cnblogs.com/taceywong/p/4568806.html 原文地址:http://scikit-learn.org/stable/tutorial/basic/tutorial.html翻译:Tacey Wong 概要:该章节,我们将介绍贯穿scikit-learn使用中的"机器学习(Machine Learning)"这个词汇,并给出一些简单的学习示例. 一.机器学习:问题设定 通常,一个学习问题是通过分析一些数据样本来尝试预测未知数据的属…

原文:http://www.cnblogs.com/taceywong/p/4568806.html 原文地址:http://scikit-learn.org/stable/tutorial/basic/tutorial.html翻译:Tacey Wong 概要:该章节,我们将介绍贯穿scikit-learn使用中的“机器学习(Machine Learning)”这个词汇,并给出一些简单的学习示例. 一.机器学习:问题设定 通常,一个学习问题是通过分析一些数据样本来尝试预测未知数据的属性.如果每…

写在前面:机器学习的目标是从训练集中得到一个模型,使之能对测试集进行分类,这里,训练集和测试集都是分布D的样本.而我们会设定一个训练误差来表示测试集的拟合程度(训练误差),虽然训练误差具有一定的参考价值.但实际上,我们并不关心对训练集合的预测有多么准确.我们更关心的是对于我们之前没有见过的一个全新的测试集进行测试时,如果利用这个模型来判断,会表现出怎么样的性能,即一般误差.因此,这也要求我们的模型需要具备一定的泛化能力.泛化能力弱,就会出现欠拟合与过拟合的情况. 偏差/方差(Bias/varia…