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資訊專欄INFORMATION COLUMN

從3類函數(shù)中理解機器學習

BenCHou / 1971人閱讀

摘要:類函數(shù)凸函數(shù)凹函數(shù)其他類別函數(shù)函數(shù)性質凸函數(shù)凸函數(shù)的任何極小值也是最小值。嚴格凸函數(shù)最多有一個最小值。凹函數(shù)凹函數(shù)的任何極大值也是最大值。

3類函數(shù)

凸函數(shù)

凹函數(shù)

其他類別函數(shù)

函數(shù)性質

凸函數(shù):凸函數(shù)的任何極小值也是最小值。嚴格凸函數(shù)最多有一個最小值。

凹函數(shù):凹函數(shù)的任何極大值也是最大值。嚴格凹函數(shù)最多有一個最大值。

非凹凸函數(shù):有多個極大極小值,只有局部最優(yōu)解

機器學習的任務

機器學習的任務可以理解成下圖:從一堆輸入,經(jīng)過處理,得到想要的輸出

這個機器學習任務流程,可以抽象成函數(shù):y=f(x),x為輸入,y為理想的輸出

于是乎,機器學習就可以看作是求函數(shù)y=f(x)的最優(yōu)解了

損失函數(shù)( loss)的引入

所謂的損失函數(shù),就是用來衡量預測值和實際值之間的誤差

我們的目標就是,找到使損失函數(shù)達到最小值時候的參數(shù)

過擬合和欠擬合問題

判斷機器學習是否執(zhí)行得好,有以下2個目標:

-- 使訓練錯誤率盡可能低(可以通過神經(jīng)網(wǎng)絡,函數(shù)逼近的方法)
-- 使訓練錯誤率與測試錯誤率的差距盡可能小(可以用正則化的方法)

欠擬合:訓練錯誤率比較高

過擬合:測試錯誤率與訓練錯誤率差距比較大

訓練

我們的目標是,找到使損失函數(shù)達到最小值時候的參數(shù)

此時,我們可以對損失函數(shù)進行求導(導數(shù)也成為梯度),尋找極值,常用的方法有:隨機梯度下降(SGD)

訓練就是不斷尋找使損失函數(shù)達到最小值時候的參數(shù)的過程,因為一般的函數(shù)具有多個局部最優(yōu)解

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