机器学习训练秘籍：第27章

27 减少方差的技术

如果你的学习算法存在着高方差，则可以尝试下面的技术：

添加更多的训练数据：这是最简单也是最可靠的一种方式来处理方差，只要你能访问大量的数据并有足够的计算能力来处理它们。

加入正则化（L2 正则化，L1 正则化，dropout）：这项技术可以降低方差，但却增大了偏差。

加入提前终止（比如根据开发集误差提前终止梯度下降）：这项技术可以降低方差但却增大了偏差。提前终止（Early stopping）有点像正则化理论，一些学者认为它是正则化技术之一。

通过特征选择减少输入特征的数量和种类：这种技术可能有助于解决方差问题，但也可能增加偏差。稍微减少特征的数量（比如从 1000 个特征减少到 900 个）不太可能会对偏差产生很大的影响，但显著地减少它们（比如从 1000 个特征减少到 100 个，10 倍地降低）则很有可能产生很大的影响，你可能排除了太多有用的特征。在现代深度学习中，当数据充足时，特征选择的比重就有所改变，现在我们更有可能将拥有的所有特征提供给算法，并让算法根据数据来确定哪些特征可以使用。但当你的训练集很小的时候，特征选择是非常有用的。

减小模型规模（比如神经元/层的数量）：谨慎使用。这种技术可以减少方差，同时可能增加偏差。然而我不推荐这种处理方差的方法，添加正则化通常会提供更好的分类性能。 减少模型规模的好处是降低了计算成本，从而加快了你对模型进行训练的速度。如果加速模型训练是有用的，那么无论如何都要考虑减少模型的规模。但如果你的目标是减少方差，并且不关心计算成本，那么考虑添加正则化会更好。

下面是两种额外的策略，和解决偏差问题章节所提到的方法重复：

根据误差分析结果修改输入特征：假设误差分析的结果鼓励你创建额外的特征，从而帮助算法消除某个特定类别的误差。这些新的特征对处理偏差和方差都有所帮助。理论上，添加更多的特征将增大方差；然而当你发现这种情况时，加入正则化，这可以消除方差的增加。

修改模型架构（比如神经网络架构）使之更适用于你的问题：这项技术将同时影响偏差和方差。

敬请期待第28章

诊断偏差与方差：学习曲线

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