AI数学基础17——正则化(Regularization)

在数学、统计学和计算机科学中,尤其是在机器学习领域,正则化(Regularization)是为了解决ill-posed 问题,或者是阻止过拟合而引入额外信息的过程。

ill-posed 问题,简单来说误差会带来极大扰动的问题,或者问题的解不存在,或不唯一。

ill-posed 对应的是well-posed, well-posed是指问题的解,存在、唯一以及稳定。稳定的意思是:输入端有一个小量的扰动,输出端也只有一个小量的扰动。

在正则化的过程中,我们将保留所有的特征变量,但是会减小特征变量的数量级。为了达到此目的,引入一个参数λ ,这里,把λ 称做正则化参数。λ 要做的就是控制在两个不同的目标中的平衡关系。

第一个目标就是我们想要训练,使假设更好地拟合训练数据。我们希望假设能够很好的适应训练集。

第二个目标是我们想要保持参数值较小。(通过正则化项)

λ 这个正则化参数需要控制的是这两者之间的平衡,即平衡拟合训练的目标和保持参数值较小的目标。从而来保持假设的形式相对简单,来避免过度的拟合

λ 引入后,经过推导,相当于给矩阵W乘以了(1-a(λ /m))系数,该系数小于1,具有衰减权重的效果,所以L2范数正则化,又叫“权重衰减”。

权重的值越小,通常对应于越光滑的函数,也就是更加简单的函数。因此 就不易发生过拟合的问题

强调一下:只有亲自实现了正则化,才能够对这种影响的有最直观的感受

参考文献:Andrew Ng 《Regularization》

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