【sklearn第二十八讲】验证曲线

本文探讨了在机器学习中验证曲线和学习曲线的重要性。通过示例解释了偏差、方差和噪声在模型选择中的作用。验证曲线帮助评估模型在不同超参数下的过拟合或欠拟合情况,而学习曲线则展示随着训练数据量增加模型性能的变化,从而指导更多数据的获取或模型复杂性的调整。

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每个估计量都有自己的优势和不足。估计量的泛化误差能被分解为偏差(bias), 方差(variance)和噪音(noise). 一个估计量的偏差是它对于不同训练集的平均误差。方差表示它对不同训练集的敏感程度。噪音是数据的属性。在下图里,我们看见函数 f(x)=cos⁡(32πx)f(x)=\cos (\frac{3}{2}\pi x)f(x)=cos(

### 绘制MNIST数据集的热力图 为了绘制MNIST数据集中单个样本的热力图,可以利用`matplotlib`和`seaborn`库来展示图像矩阵中的数值分布情况。下面提供了一个简单的例子说明如何加载MNIST数据并创建热力图。 ```python import numpy as np from sklearn.datasets import fetch_openml import matplotlib.pyplot as plt import seaborn as sns mnist = fetch_openml('mnist_784', version=1, cache=True) # 获取第一个训练样本的数据及其标签 image_data = mnist.data.iloc[0].values.reshape(28, 28) label = mnist.target[0] plt.figure(figsize=(6, 6)) sns.heatmap(image_data, annot=False, cmap='viridis') plt.title(f'MNIST Digit {label}') plt.show() ``` 这段代码展示了如何获取MNIST的第一个手写数字,并将其转换成28x28大小的灰度图像用于显示[^1]。 ### MNIST 数据集上的误差曲线绘制 当涉及到评估机器学习模型的表现时,通常会计算损失函数随迭代次数的变化趋势,即所谓的误差曲线。以下是基于PyTorch框架下构建的一个简易示例,假设已经完成了一轮或多轮epoch的学习过程: ```python epochs = range(len(training_losses)) # 假设training_losses是从训练过程中收集到的一系列loss值列表 plt.plot(epochs, training_losses, 'g', label='Training loss') if validation_losses is not None: plt.plot(epochs, validation_losses, 'b', label='Validation loss') # 同样地,validation_losses代表验证阶段产生的loss序列 plt.title('Training and Validation Losses over Epochs') plt.xlabel('Epochs') plt.ylabel('Loss') plt.legend() plt.show() ``` 此部分脚本假定存在两个变量——`training_losses` 和 `validation_losses` ,它们分别保存着每次更新后的平均batch损失值。通过调用Matplotlib绘图功能,就可以直观地观察到随着训练深入,两种不同场景下的错误率变化状况[^2]。
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