8种防止过拟合的技术
当模型在训练集上表现良好但在测试集表现不佳时，就会发生过拟合。过拟合是机器学习中一个非常常见的问题，并且有大量文献致力于研究防止过拟合的方法。如果你想了解更多关于机器学习的相关内容，可以阅读以下这些文章：
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在本文中，将描述八种简单的方法来防止过拟合，通过在每种方法中只对数据、模型或学习算法进行改进来缓解过拟合。
✦++ 目录
- Hold-out
- 交叉验证
- 数据增强
- 特征选择
- L1 / L2正则化
- 移除层/每层的神经元数
- Dropout
- 早停法（Early Stopping）
✦++ 1. Hold-out（数据）
我们可以简单地将数据集分成两组：训练集和测试集，而不是使用所有的数据进行训练。训练集和测试集常见的拆分比例是80%和20%。我们训练模型直到它在训练集和测试集上都表现良好。这表明了良好的泛化能力，因为测试集代表了未用于训练的未见数据。然而，这种方法需要足够大的数据集才能在拆分后进行训练。
✦++ 2. 交叉验证（数据）
我们可以将数据集分成k个组（k 折交叉验证）。让其中一组作为测试集（请参阅hold-out说明），其他组作为训练集，并重复此过程，直到每个单独的组都被用作测试集（例如，k次重复）。与hold-out不同，交叉验证允许所有数据都用于训练，但也比hold-out计算成本高。
✦++ 3.数据增强（数据）
更大的数据集将减少过拟合。如果我们无法收集更多的数据并且受限于当前集中的数据，我们可以应用数据增强来人为地增加数据集的大小。例如，如果我们正在训练图像分类，我们可以对图像数据集执行各种图像转换（例如，翻转、旋转、缩放、移动）。
✦++ 4. 特征选择（数据）
如果我们只有有限数量的训练样本，每个都有大量的特征，我们应该只选择最重要的特征进行训练，这样我们的模型就不需要学习这么多的特征，而且还会导致过拟合。我们可以简单地测试不同的特征，为这些特征训练单独的模型，并评估模型效果，或者使用各种常用的特征选择方法之一。
✦++ 5. L1/L2正则化（学习算法）
过于复杂的网络学习模型的技术可能会导致过拟合，而正则化可以限制这种过拟合。在L1或L2正则化中，我们可以在成本函数上添加一个惩罚项，以将估计的系数推向零（而不是取更多的极值）。L2正则化允许权重衰减到零但不允许为零，而L1正则化允许权重衰减到零。
✦++ 6. 移除层数/每层的神经元数（模型）
如L1或L2正则化中所述，过于复杂的模型可能更容易过拟合。因此，我们可以直接通过移除层和减小模型的大小来降低模型的复杂度。我们可以通过减少全连接层中的神经元数量进一步降低复杂性。我们应该有一个复杂的模型，能够充分平衡欠拟合和过拟合。
✦++ 7. Dropout（模型）
通过将dropout（一种正则化形式）应用于我们的层，我们忽略了具有设定概率的网络神经元的子集。使用dropout可以减少神经元之间相互依赖的学习，这可能导致过拟合。然而由于dropout，模型肯能会需要更多的epoch才能收敛。
✦++ 8. 早停法（Early Stopping模型）
首先我们可以对任意数量的epoch训练我们的模型，并绘制验证损失图（例如，使用hold-out）。一旦验证损失开始减少（例如，停止减少而是开始增加），停止训练并保存当前模型。我们可以通过监控损失图或设置提前停止触发器来实现这一点。保存的模型将是不同epoch训练值之间泛化的最佳模型。
你已经到了文章的结尾！希望你现在拥有一个防止过拟合的方法工具箱。
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原文作者：Rohan
翻译作者：明慧
美工编辑：过儿
校对审稿：过儿
原文链接：https://medium.com/@rohan5076/8-simple-techniques-to-prevent-overfitting-f11b74086b21
