减少(而不是延迟)神经网络中的过拟合

在神经网络中,常用正则化(例如L2正则化、dropout)来减少过拟合。例如,下图展示了典型的损失与轮次的关系图,分别展示了使用和不使用dropout的情况。实线表示训练集,虚线表示验证集,蓝色表示基线(无dropout),橙色表示使用dropout。图表来自Tensorflow教程。带/不带dropout的损失权重正则化的表现类似。

正则化延迟了验证损失开始增加的轮次,但显然正则化并未降低验证损失的最小值(至少在我使用的模型和上述图表来源的教程中是这样)。

如果我们使用提前停止策略,在验证损失达到最小值时停止训练(以避免过拟合),并且如果正则化只是延迟了验证损失的最小点(而不是降低验证损失的最小值),那么似乎正则化并不会带来更好的网络泛化能力,而只是减缓了训练速度。

如何使用正则化来减少验证损失的最小值(以提高模型的泛化能力),而不是仅仅延迟它?如果正则化只是延迟验证损失的最小值而不是减少它,那么为什么还要使用它呢?


回答:

仅从一个教程图表中过度泛化显然不是一个好主意;这里有一张来自原始dropout论文的相关图表:

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显然,如果dropout的效果只是延迟收敛,它将不会有太大用处。但当然,它并不总是有效(正如你的图表所明显显示),因此不应默认使用(这可能是这里的教训)…

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