Triple descent和两种过拟合:何时何处出现?
研究发现,通过过度参数化,深度神经网络能够在插值训练数据的同时实现卓越的泛化性能,并且在测试误差上具有双下降现象,该现象可以通过集成平均估计器进行抑制。
Mar, 2020
本文探讨了过度参数化模型,特别是深度神经网络,在训练期间错误率的演化现象,其原因是来自于不同部分在不同时期学习带来的偏差-方差权衡嵌套问题。通过合理调整步长,可以显著提高早停指标。
Jul, 2020
深度学习模型参数通常大于所需,然而其测试误差在过拟合阈值附近有极值和下降,在过参数化区间反而下降,神经切向核模型可以提供有关真实神经网络的细节。
Aug, 2020
本研究探讨了现代机器学习模型中广泛存在的过度拟合现象及理论预测,表明超学习风险会在满足一定条件的情况下逐渐减小,并且在两层神经网络中使用ReLU激活函数的情况下具有近最小化学习率的能力。同时,还发现当网络参数数量超过O(n^2)时,超学习风险开始增加,这与最近的实证结果相符。
Jun, 2021
本文研究表明,随着参数数量的增加,深度神经网络会呈现出“双下降”的特性,同时,随着训练时间的增长,也存在着“按时间下降的双重下降”效应,这在实践中导致训练时间过长,基于验证表现的早停可能导致非最优泛化。作者提出了一种可以从理论上解释“按时间下降的双重下降”的模型,并提供了两种方法来消除这种效应。通过理论分析和实验验证表明,消除缓慢学习特征或修改训练方式可以消除“按时间下降的双重下降”,并且改善模型泛化性能。
Aug, 2021
通过对学习表征的特征空间进行全面分析,我们揭示了双下降现象是在用带有噪声数据训练的不完美模型中产生的,它首先通过拟合噪声数据进行学习,然后通过超参数化添加隐式正则化,从而具备了将信息与噪声分离的能力。我们推断双下降现象不应该在经过良好正则化的模型中发生。
Oct, 2023
传统统计学智慧揭示了模型复杂度和预测误差之间的关系,但最近的研究提出了双峰现象的理论,即在参数个数超过样本大小时,测试误差会出现第二次下降。本研究挑战了此理论,并通过对经典统计机器学习方法的细致研究,提出了双峰现象的解释,认为其位置与插值阈值无直接关联,并且通过采用非参数统计学的视角,证明其曲线实际上符合传统的凸形状,解决了双峰现象和统计直觉之间的矛盾。
Oct, 2023
通过优化视角,我们研究了模型智能双下降现象,提出了一种简单的基于优化的解释,同时证明了多样的因素对于模型智能双下降的贡献,并且通过一系列实验展示了这种基于优化的统一观点,从而得出结论:模型智能双下降在实际的机器学习环境中很不可能出现问题。
Dec, 2023
将经验风险最小化与容量控制结合是机器学习中控制泛化差距和避免过拟合的经典策略。然而,在现代深度学习实践中,非常庞大的超参数化模型(例如神经网络)被优化以完美拟合训练数据,并且仍然具有出色的泛化性能。在插值点之后,增加模型复杂性似乎实际上降低了测试误差。本教程解释了双重下降的概念及其机制,并引入了具有关键作用的归纳偏差,通过选择一种平滑的经验风险最小化器,从多个插值解决方案中选择一个。最后,第三部分探讨了两个线性模型中的双重下降,并从最近相关的工作提供了其他视角。
Mar, 2024
对两层线性神经网络中的epoch-wise双下降现象进行研究,通过推导出标准线性回归模型的学习动力学和具有二次权重的线性两层对角网络之间的梯度流,识别了额外的导致epoch-wise双下降的因素,进而引出了对真正深度模型的未知因素的进一步问题。
Jul, 2024