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集成学习基学习器数量越多越好吗

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 09:29:36 811 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遇到以下几个问题,这或许能解释您观察到的集成精度下降的现象:

  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. 多样性缺失:集成学习的一个重要优势是基学习器之间的多样性可以降低偏差和方差。如果增加的学习器与已有的学习器高度相似(即它们对错误的预测在很大程度上重叠),那么新增加的学习器对整体决策的贡献就会很小,甚至为负,从而降低了集成的性能。

  3. 计算资源限制:虽然这不是理论上的问题,但在实践中,大量的基学习器可能会超出计算资源的限制,比如内存或CPU/GPU处理能力,这可能导致训练过程不稳定或者被迫使用较低质量的解决方案。

  4. 权重分配问题:在一些集成方法中,如AdaBoost或SAMME,每个学习器都有一个对应的权重,用于决定其在最终决策中的影响力。随着学习器数量的增加,有效地分配这些权重变得更加复杂,不恰当的权重分配可能导致某些学习器的贡献被过度放大或忽视。

对于您提到的使用SAMME算法和残差神经网络(RNN)进行集成学习的情况,特别需要注意的是RNN本身已经是一种复杂的模型,它对训练数据的细微变化非常敏感。因此,在集成多个RNN时,确保它们能够提供互补的信息而不是冗余信息尤为重要。

解决策略包括: - 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,则停止增加学习器。 - 子采样:在训练每个基学习器时,从原始数据集中进行有放回的抽样,以引入多样性。 - 正则化:对基学习器应用正则化技术,避免过拟合。 - 选择不同的基学习器:尝试结合不同类型的基学习器,以提高多样性。 - 优化权重分配策略:探索更有效的权重更新规则,确保每个学习器都能有效贡献。

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