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集成学习增加基学习器数量多了会导致什么结果

基学习器数量多了除了训练时间增加了还会有什么问题,我用SAMME和残差神经网络训练时学习器增加刚开始学习器数量少的时候精度还能增加,后来再加学习器数量就会导致集成精度下降,是什么原因

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游客xsje5sjlnngqc 2019-10-08 09:29:33 496 分享 版权
阿里云 AI 助理回答

基学习器数量的增加确实会延长训练时间,这是直观且直接的影响。除此之外,集成学习中增加基学习器的数量还可能带来以下几个问题:

  1. 过拟合风险:随着基学习器数量的增加,模型可能会开始学习训练数据中的噪声而非实际的模式,导致在新数据上的泛化能力下降。特别是当学习器之间相关性较高时,这种现象更为明显,因为它们可能都在重复捕捉相同的数据特征或噪声。

  2. 偏差-方差权衡:集成学习通过增加多样性来降低泛化误差,但过多的学习器可能导致方差减小的同时增加了偏差,尤其是当学习器本身已经很复杂或者过度拟合时。这可能是您观察到精度下降的原因之一。

  3. 计算资源消耗:更多的学习器意味着需要更多的计算资源和内存,这对于资源有限的环境来说是一个挑战。

  4. 优化难度:在使用如SAMME(用于AdaBoost算法的一种策略)和残差神经网络等复杂方法时,随着学习器数量的增加,优化过程可能变得更加困难。特别是在深度学习场景中,更深或更复杂的集成可能需要更精细的调参才能达到最优性能。

  5. 基学习器间的相关性:如果新增加的学习器与已有的学习器高度相关,那么它们对集成整体性能的贡献就会减少,甚至产生负面影响。理想情况下,每个基学习器应提供独特且有价值的信息。

针对您提到的集成精度随学习器数量增加而下降的现象,建议采取以下措施:

  • 早停法:监控验证集上的性能,一旦性能不再提升或开始下降,就停止增加学习器。
  • 正则化:考虑对集成模型应用正则化技术,以减少过拟合的风险。
  • 基学习器多样性:确保基学习器具有一定的差异性,可以通过初始化条件、子采样策略、不同的超参数设置等方式实现。
  • 深入分析:检查学习器之间的相关性,以及单个学习器的表现,找出可能的问题所在。
  • 调整学习率:在一些集成方法中(如AdaBoost),可以尝试调整学习率以控制每个学习器对最终预测的贡献度,避免过快地收敛到某个状态。

综上所述,集成学习中基学习器数量的增加是一把双刃剑,需要根据具体任务和数据特性谨慎调整。

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