Кіріспе

Алгоритмнің дәлдігін өлшеу. Машиналық оқыту және статистикалық оқыту теориясындағы қадағалаулы оқыту салаларында, жалпылау қатесі (сонымен қатар, үлгіден тыс қате немесе тәуекел деп те аталады) – алгоритмнің бұрын көрмеген деректер үшін нәтижелік шамаларды қаншалықты дәл болжауға қабілеттілігінің өлшемі болып табылады. Оқу алгоритмдері шектеулі үлгілерде бағаланатындықтан, оқу алгоритмін бағалау үлгі алу қатесіне ұшырауы мүмкін. Сәйкесінше, қолданыстағы деректердегі болжау қателігінің өлшемдері жаңа деректердегі болжау мүмкіндігі туралы көп ақпарат бермейді. Жалпылау қатесін оқу алгоритмінде артық үйлесімділіктен (overfitting) сақтану арқылы азайтуға болады. Машиналық оқыту алгоритмінің өнімділігі оқу процесінде жалпылау қатесінің бағаланған мәндерін көрсететін графиктер арқылы бейнеленеді, мұндай графиктер оқу қисықтары деп аталады.

Тұрақтылығы дәлелденген алгоритмдер

Бірқатар алгоритмдердің тұрақты екендігі дәлелденді және осының нәтижесінде олардың жалпылау қателігіне шектеулер қойылды. Осы алгоритмдердің тізімі мен тұрақтылығын дәлелдеген мақалалар осы жерде қолжетімді.

Артық орнатумен байланысы

Жалпылау қатесі мен артық үйлесім ұғымдары тығыз байланысты. Артық үйлесім, оқытылған функция үлгідегі қателікке (шуға) сезімтал болғанда пайда болады. Нәтижесінде, функция оқу жиынында жақсы жұмыс істейді, бірақ және бірлескен ықтималдық таралымынан алынған басқа деректерде нашар жұмыс істейді. Сондықтан, артық үйлесімге ұшыраған сайын жалпылау қатесі артады. Артық үйлесімнің деңгейін тексеру үшін кросс-валидация әдістерін қолдануға болады, олар үлгіні оқу үшін жарамды және сынаққа арналған жарамды үлгілерге бөледі. Модельді оқу үлгісінде оқытады, ал сынақ үлгісінде бағалайды. Сынақ үлгісі алгоритмге бұрын көрінбеген, сондықтан және бірлескен ықтималдық таралымынан алынған кездейсоқ үлгі болып табылады. Бұл сынақ үлгісі күтілетін қателіктерді және осының салдарынан жалпылау қатесінің белгілі бір түрін шамалауға мүмкіндік береді. Артық үйлесімді болдырмау үшін көптеген алгоритмдер бар. Минимизациялау алгоритмі күрделірек функцияларды жазалай алады (Тихонов реттеуі деп аталады), немесе гипотеза кеңістігін функциялар түрінде немесе минимизациялау функциясына шектеулер қосу арқылы шектеуге болады (Иванов реттеуі). Артық үйлесімді болдырмайтын функцияны табуға тырысу, деректердің ерекше ерекшеліктерін түсіруге жеткілікті күрделі функцияны табу мақсатына қайшы келеді. Бұл бейімділік-дисперсия арақатынасы деп аталады. Артық үйлесімге ұшырауды болдырмау үшін функцияны қарапайым ұстау нәтижелерде бейімділікке әкелуі мүмкін, ал оны күрделірек ету артық үйлесімге және нәтижелерде жоғары дисперсияға әкелуі мүмкін. Екеуін бір уақытта азайту мүмкін емес.