避免过度拟合、类不平衡和特征缩放问题:机器学习从业者笔记本

机器学习从业者面临三个可能损害模型性能的持续挑战:过度拟合、类别不平衡和特征缩放问题。

来源:KDnuggets

简介

机器学习从业者面临三个可能损害模型性能的持续挑战:过度拟合、类别不平衡和特征缩放问题。这些问题跨领域和模型类型出现,但当从业者了解底层机制并应用有针对性的干预措施时,就会存在有效的解决方案。

避免过度拟合

当模型很好地学习训练数据模式时,就会发生过度拟合,从而捕获噪声而不是可概括的关系。结果是——令人印象深刻的训练准确性与令人失望的现实表现相结合。

交叉验证 (CV) 为检测过度拟合提供了基础。 K-fold CV 将数据分成 K 个子集,在 K-1 折叠上进行训练,同时在剩余折叠上进行验证。这个过程重复 K 次,产生可靠的性能估计。折叠之间的差异也提供了有价值的信息。高方差表明模型对特定训练示例敏感,这是过度拟合的另一个指标。分层 CV 保持跨折叠的类比例,这对于不平衡的数据集尤其重要,其中随机分割可能会创建具有截然不同的类分布的折叠。

from sklearn.model_selection import cross_val_score

从 sklearn.ensemble 导入 RandomForestClassifier

# 假设X和y已经定义

模型 = RandomForestClassifier(n_estimators=100)

分数 = cross_val_score(模型, X, y, cv=5, 评分='准确度')

print(f"平均准确度:{scores.mean():.3f} (+/- {scores.std():.3f})")

学习曲线还显示性能是否已趋于稳定。如果验证误差随着训练集大小的增加而继续减少,那么收集更多数据可能会有所帮助。如果两条曲线都变平,模型架构的变化就会变得更有希望。解决类不平衡问题from imblearn.over_sampling import SMOTEsmote = SMOTE(random_state=42)X_resampled, y_resampled = smote.fit_resample(X_train, y_train)解决功能扩展问题\[\]结论