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什麼是正則項

正則項是一種用於最佳化機器學習模型的技術,特別是在深度學習中,它通過在損失函式中添加一個額外的項來限制模型的複雜度,從而提高模型的泛化能力,即對新數據的預測能力。正則項的目的是防止模型過擬合訓練數據,避免模型在訓練數據上表現出色,但在未見過的數據上表現不佳。

正則項的類型包括:

L1正則化(Lasso正則化):在損失函式中加入權重的絕對值之和,傾向於創建一個稀疏的權重矩陣,即很多權重值為零。這有助於特徵選擇,因為模型只會使用重要的特徵。

L2正則化:在損失函式中加入權重的平方和,有助於處理權重參數過大導致的過擬合問題。

正則項通常與主要的損失函式(如均方誤差交叉熵)結合使用,以平衡主要損失和正則項之間的關係。例如,總損失可以表示為均方誤差加上一個乘以權重的平方和的正則化項。正則化參數用於控制正則化的強度,較大的值強化正則化效果,有助於減少過擬合,但也可能導致模型欠擬合。

正則化的概念在深度學習和統計學中源於其在數學上的意義,即符合一定規則或標準的事物。在深度學習的上下文中,正則化的目的是為了使模型符合某種「規則」或「標準」,以避免過擬合,增強模型的泛化能力。這種方法遵循了奧卡姆剃刀原則,即最簡單的解釋往往是正確的。通過限制模型的複雜性,正則化確保模型不會過度適應訓練數據中的噪聲或細節,而是學習到更一般、更簡單的模式。