The Theory Behind Overfitting, Cross Validation, Regularization, Bagging, and Boosting: Tutorial

过度拟合 Boosting(机器学习) 提前停车 人工智能 阿达布思 梯度升压 机器学习 估计员 数学 支持向量机 交叉验证 泛化误差 计算机科学 集成学习 正规化(语言学) 估计量的偏差 随机森林 算法 统计 最小方差无偏估计量 人工神经网络
作者
Benyamin Ghojogh,Mark Crowley
出处
期刊:Cornell University - arXiv 被引量:10
摘要

In this tutorial paper, we first define mean squared error, variance, covariance, and bias of both random variables and classification/predictor models. Then, we formulate the true and generalization errors of the model for both training and validation/test instances where we make use of the Stein's Unbiased Risk Estimator (SURE). We define overfitting, underfitting, and generalization using the obtained true and generalization errors. We introduce cross validation and two well-known examples which are $K$-fold and leave-one-out cross validations. We briefly introduce generalized cross validation and then move on to regularization where we use the SURE again. We work on both $\ell_2$ and $\ell_1$ norm regularizations. Then, we show that bootstrap aggregating (bagging) reduces the variance of estimation. Boosting, specifically AdaBoost, is introduced and it is explained as both an additive model and a maximum margin model, i.e., Support Vector Machine (SVM). The upper bound on the generalization error of boosting is also provided to show why boosting prevents from overfitting. As examples of regularization, the theory of ridge and lasso regressions, weight decay, noise injection to input/weights, and early stopping are explained. Random forest, dropout, histogram of oriented gradients, and single shot multi-box detector are explained as examples of bagging in machine learning and computer vision. Finally, boosting tree and SVM models are mentioned as examples of boosting.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
丘比特应助wuyu采纳,获得10
刚刚
杰瑞院士完成签到,获得积分10
1秒前
冷静的静蕾完成签到,获得积分10
1秒前
linqin完成签到,获得积分10
1秒前
典雅大白菜真实的钥匙完成签到,获得积分10
1秒前
Andy完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
刻苦的耳机完成签到,获得积分10
2秒前
jtG发布了新的文献求助10
3秒前
YOLO完成签到 ,获得积分10
3秒前
潘继坤完成签到,获得积分10
4秒前
Jovid完成签到,获得积分10
4秒前
hyz完成签到 ,获得积分10
4秒前
书生意气发布了新的文献求助10
5秒前
wenxingsheng完成签到,获得积分10
5秒前
简单的铃铛完成签到 ,获得积分10
5秒前
风中的嚓茶完成签到,获得积分10
5秒前
小怨种完成签到,获得积分10
5秒前
分歧者咋咋完成签到,获得积分10
6秒前
晨儿发布了新的文献求助10
6秒前
冷酷的文博完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
zm完成签到,获得积分10
7秒前
西蓝花完成签到,获得积分10
8秒前
打打应助林夕采纳,获得10
8秒前
天下先完成签到,获得积分10
8秒前
沉静傲易完成签到,获得积分10
9秒前
小醋完成签到,获得积分20
9秒前
9秒前
路瑶瑶完成签到,获得积分10
9秒前
入海完成签到,获得积分10
9秒前
淡淡的豁完成签到,获得积分10
9秒前
大模型应助书生意气采纳,获得10
9秒前
TZC完成签到,获得积分10
9秒前
lbx完成签到,获得积分20
9秒前
zxf发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
背后的小白菜完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
Sustainable Land Management: Strategies to Cope with the Marginalisation of Agriculture 1000
Corrosion and Oxygen Control 600
Yaws' Handbook of Antoine coefficients for vapor pressure 500
Python Programming for Linguistics and Digital Humanities: Applications for Text-Focused Fields 500
Heterocyclic Stilbene and Bibenzyl Derivatives in Liverworts: Distribution, Structures, Total Synthesis and Biological Activity 500
重庆市新能源汽车产业大数据招商指南(两链两图两池两库两平台两清单两报告) 400
Division and square root. Digit-recurrence algorithms and implementations 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2551624
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2177689
关于积分的说明 5610369
捐赠科研通 1898611
什么是DOI,文献DOI怎么找? 947949
版权声明 565534
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 504211