Получить доступ

Что такое компромисс смещения и разброса (bias-variance tradeoff)?

MiddleОсновы машинного обучения
Ещё спрашивают так:
  • Как сложность модели связана с переобучением?
Коротко

Ошибку модели раскладывают на смещение (bias — модель слишком проста и систематически ошибается), разброс (variance — модель слишком чувствительна к конкретной выборке) и неустранимый шум. Рост сложности уменьшает смещение и увеличивает разброс; оптимум — посередине.

  • Высокий bias — недообучение: плохо и на обучении, и на валидации
  • Высокий variance — переобучение: хорошо на обучении, плохо на валидации
  • Разброс снижают данные, регуляризация, ансамбли (бэггинг); смещение — более сложная модель и признаки

А ещё Большие нейросети показывают «двойной спуск» — после порога сложности ошибка снова падает

Так подсказку видит пользователь sotto на живом собеседовании — за пару секунд, пока вы думаете вслух.

Подробно

Интуиция. Представьте, что модель обучили много раз на разных выборках из одного источника.

  • Смещение — насколько средний прогноз этих моделей далёк от правды. Линейная модель на нелинейной зависимости ошибается одинаково на любой выборке.
  • Разброс — насколько прогнозы разных моделей отличаются друг от друга. Глубокое дерево на маленькой выборке каждый раз выучивает свой шум.

Ожидаемая квадратичная ошибка = смещение² + разброс + шум.

Как диагностировать: кривые обучения — ошибка на обучении и валидации в зависимости от объёма данных или сложности модели. Большой разрыв между ними — разброс; обе высокие и близкие — смещение.

Что делать:

проблемамеры
высокое смещениесложнее модель, больше признаков, меньше регуляризации
высокий разбросбольше данных, регуляризация, проще модель, бэггинг, ранняя остановка

Ансамбли: бэггинг (случайный лес) усредняет модели и снижает разброс; бустинг последовательно исправляет ошибки и снижает смещение.

Современная оговорка: у сильно перепараметризованных нейросетей наблюдают «двойной спуск» — классическая U-образная кривая работает не везде, но для табличных моделей это рабочая рамка.

Что хотят услышать

  • Определения смещения и разброса.
  • Связь со сложностью модели, недо- и переобучением.
  • Как диагностировать и лечить каждое.

Связанные вопросы

Закрытая бета

Подсказки на собеседовании — в реальном времени

sotto слышит вопрос интервьюера и показывает короткий ответ и план, как в блоке «Коротко». Оставьте контакт — пришлём доступ и промокод.

  • Промокод на 2 часа — сверх пробных 30 минут
  • Программа для Windows — скачать сразу, войти — через Яндекс ID или VK ID
  • Прямая связь с разработчиком: что улучшить — сделаем