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【机器学习基础】噪声与误差

目标分布(Target Distribution)

在实际情形中,训练数据的误标签的情况,输入数据某一维不准确的情况,都可能导致数据信息不精准,产生噪声数据。
由于受到噪声的影响,我们现在可以把y也看做是一种概率分布,y也是从某种分布中取样而来的,即y~P(y|x)。

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这里的P(y|x)被称为目标分布。

回头来看,我们可以把学习的目标总结为,在常见的输入(符合P(x))中可以预测出理想的目标(P(y|x))。

误差的衡量

之前我们使用真实误差Eout(g)来衡量误差,这里我们考虑的是未知x的抽样数据,针对每一个x的个别衡量和分类(0/1问题)问题。

衡量每个点的误差(Pointwise Error Measure)

我们用每个点的误差衡量来衡量整体误差,用err表示。

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我们用0/1错误来衡量分类问题,用平方错误来衡量回归问题。

新的学习流程

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错误的类型

不同的错误类型可能导致不同的惩罚策略。

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这两种错误分别是错误接受(false accept,即实际是负例,却判为正例)和错误拒绝(false reject,即实际为正例,却判为负例)。
在有些地方这两种错误也称作false positive(假阳性,误报,把合法的判断成非法的)和false negative(假阴性,漏报,把非法的判断成合法)。这里有时会弄混淆,记得在医学上,阳性代表有病或者有病毒,阴性代表正常,那么假阳性就是把正常诊断为有病毒,而假阴性就是把有病毒诊断为正常。

超市指纹识别的例子

如果在超市中通过指纹识别来进行打折活动,如果是vip用户,之前有指纹录入的话,就应该有优惠活动,否则没有。
如果发生false reject的情况,那么顾客可能会不高兴,这样就会损失了一部分未来的生意;而如果发生false accept的话,超市只不过损失了一点小钱。
所以对于超市的成本表,false reject会牺牲成本比较大,而false accept牺牲的成本会较小。所以,我们应该尽量避免false reject的情形。

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CIA指纹识别的例子

如果美国中情局,用指纹识别来判断该人是否有权限进入系统查看重要资料。
那么,发生false accept的情况会导致很严重的后果,而false reject的话,就不会有太大的影响。
所以对于CIA的成本表,应该尽量避免false accept的情形。

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小结

我们根据不同的错误成本,要考虑不同的算法设计策略。具体的问题,我们将在后面的具体算法介绍中,给出解释。这里只需要有一个概念就可以了。
我们在归纳一下我们的机器学习流程。在之前,我们知道用err来衡量误差,而在实际应用中,应该根据不同的错误类型,采取不同的设计策略,所以在真实情况中,采用err hat来评估错误。

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