[机器学习][2]--霍夫丁不等式

本文介绍了霍夫丁不等式在机器学习中的作用,探讨了如何利用该不等式来估计模型在整体数据上的表现。通过举例说明,阐述了在面对多个备选函数时,增加样本量的重要性,以避免过早得出错误的最优解。同时,作者分享了一个用于汉字结构学习的小作品,欢迎大家提出意见。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

[机器学习][2]--霍夫丁不等式


  这一章是为了说明机器学习的可行性的。为了解决一个问题,即我们找到了一个符合要求的函数f,这个函数在测试数据中准确率为90%,那么是否有该函数f在整体中的正确率也有90%,或者说和90%相差不大

 

   我上面说的话很重要,下面就是为了解决上面的问题,一般文章都是那从罐子里取出小球做类比。

   下面我放一篇参考文章机器学习的可能性。

   

   我自己就来讲讲这个内容。

  

  如上图,我们要估计罐子中绿色球所占的比例,但是我们不能把所有球都取出来,这时我们就想到了取样,然后看看取出的样本中绿色的球所占的比例。

  那么我们要想得就是,样本要取多少呢。

  不要担心,我们有霍夫丁不等式

 

 v和u(不打那两个符号了,大家看得明白就可以了),v代表罐子中绿色球实际的比例,这个比例我们不知道,我们想要估计他,u是样本中绿色所占的比例。然后就由上面的不等式可以得到 u和v 的差大于一个我们所给误差的概率小于一个数(右边那个数),我们可以看到,是随着N的增大而减小,随着的减小而增大,也就是说,我们要使得误差越小,就要增加样本量。这样就能用样本中计算得到的绿球的比例取估计实际绿球的比例了。

  在机器学习中也是一样的,我们为了估计我们得到的函数f的准确率,就看f在我们有的样本中的准确率,以此来估计f对于整个系统的正确率。

要深入理解霍夫丁不等式在统计学习中的应用,尤其是如何估计泛化误差的上界,我们首先需要明确泛化误差的概念。泛化误差是指学习算法在独立同分布的测试数据上的预测误差期望值。霍夫丁不等式提供了一个强大的工具来对这种误差的概率上界进行量化。 参考资源链接:[霍夫丁不等式引导的泛化误差上界证明:深度解析与应用](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/58ey7wud75?spm=1055.2569.3001.10343) 霍夫丁不等式表明,如果有一系列独立同分布的随机变量,它们每个都在某个区间[a, b]内取值,那么这些随机变量的平均值与它们期望值之间的差异超过给定阈值的概率,可以被上界限定。具体来说,对于任意ε > 0,有: P(|(1/n) ∑(Xi - E[Xi])| ≥ ε) ≤ 2exp(-2n²ε²/(∑(b_i - a_i)²)) 其中,Xi是随机变量,E[Xi]是它们的期望值,n是样本数量,a_i和b_i是随机变量取值的下界和上界。 在模型预测的上下文中,可以将Xi视为模型预测值与真实值之间的差,而a_i和b_i则对应于差值可能的最大范围。通过这种方式,我们可以利用霍夫丁不等式来估计模型预测误差的期望风险上界。 为了更直观地理解这一过程,我们考虑一个简单的二分类问题,其中模型预测的损失(例如0-1损失)落在区间[0,1]内。使用霍夫丁不等式,我们能够给出一个概率上界,保证在95%的置信水平下,模型的泛化误差不会超出这个上界太多。 具体到应用时,首先需要确定预测误差的可能取值范围,然后通过收集一定量的训练数据来计算预测误差的平均值,并应用霍夫丁不等式来得到泛化误差的上界估计。这一过程不仅有助于我们评估模型在未见数据上的表现,而且对于指导模型选择和超参数调整具有重要的实际意义。 如果你希望更深入地理解这一主题,我推荐阅读《霍夫丁不等式引导的泛化误差上界证明:深度解析与应用》一书。在这本资料中,作者详细讲解了从基础的概率不等式霍夫丁不等式的证明过程,并展示了如何将这些理论应用机器学习模型的泛化误差分析中。通过阅读,你将能够获得对泛化误差、模型预测和上界分析更全面的理解,并掌握将这些理论应用于实际机器学习问题的方法。 参考资源链接:[霍夫丁不等式引导的泛化误差上界证明:深度解析与应用](https://wenku.youkuaiyun.com/doc/58ey7wud75?spm=1055.2569.3001.10343)
评论 3
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值