패턴 분류에 많이 사용되는 기법 중의 하나인 메모리 기반 추론 알고리즘은 단순히 메모리에 저장된 학습패턴 또는 초월평면과 테스트 패턴간의 거리를 계산하여 가장 가까운 학습패턴의 클래스로 분류하기 때문에 테스트 패턴을 분류하는 기준을 설명할 수 없다는 문제점을 가지고 있다. 이 문제를 해결하기 위하여, 메모리 기반 학습 기법인 RPA를 기반으로 학습패턴들에 내재된 규칙성을 표현하는 IF-THEN 형태의 규칙을 생성하는 점진적 학습 알고리즘을 제안하였다. 하지만, RPA에 의해 생성된 규칙은 주어진 학습패턴 집합에만 충실히 학습되어 overfitting 현상을 보이게 되며, 또한 패턴 공간의 과도한 분할로 인하여 필요 이상으로 많은 개수의 규칙이 생성된다. 따라서, 본 논문에서는 생성된 규칙으로부터 불필요한 조건을 제거함으로써 ovefitting 현상을 해결함과 동시에 생성되는 규칙의 개수를 줄일 수 있는 점진적 규칙 추출 알고리즘을 제안하였으며, UCI Machine Learning Repository의 벤치마크 데이터를 이용하여 제안한 알고리즘의 성능을 입증하였다.
In this study, the design methodology for alleviating the overfitting problem of Polynomial Neural Networks(PNN) is realized with the aid of two kinds techniques such as L2 regularization and Sum of Squared Coefficients (SSC). The PNN is widely used as a kind of mathematical modeling methods such as the identification of linear system by input/output data and the regression analysis modeling method for prediction problem. PNN is an algorithm that obtains preferred network structure by generating consecutive layers as well as nodes by using a multivariate polynomial subexpression. It has much fewer nodes and more flexible adaptability than existing neural network algorithms. However, such algorithms lead to overfitting problems due to noise sensitivity as well as excessive trainning while generation of successive network layers. To alleviate such overfitting problem and also effectively design its ensuing deep network structure, two techniques are introduced. That is we use the two techniques of both SSC(Sum of Squared Coefficients) and $L_2$ regularization for consecutive generation of each layer's nodes as well as each layer in order to construct the deep PNN structure. The technique of $L_2$ regularization is used for the minimum coefficient estimation by adding penalty term to cost function. $L_2$ regularization is a kind of representative methods of reducing the influence of noise by flattening the solution space and also lessening coefficient size. The technique for the SSC is implemented for the minimization of Sum of Squared Coefficients of polynomial instead of using the square of errors. In the sequel, the overfitting problem of the deep PNN structure is stabilized by the proposed method. This study leads to the possibility of deep network structure design as well as big data processing and also the superiority of the network performance through experiments is shown.
한국데이터정보과학회 2006년도 PROCEEDINGS OF JOINT CONFERENCEOF KDISS AND KDAS
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pp.171-179
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2006
For the problem of variable selection in linear models, we consider the errors are correlated with V covariance matrix. Hocking's theorems on the effects of the overfitting and the underfitting in linear model are extended to the less than full rank and correlated error model, and to the ANCOVA model.
Training a very large deep neural network can be painfully slow and prone to overfitting. Many researches have done for overcoming the problem. In this paper, a combination of early stopping and ADAM based deep neural network was presented. This form of deep network is useful for handling the big data because it automatically stop the training before overfitting occurs. Also generalization ability is better than pure deep neural network model.
International journal of advanced smart convergence
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제9권2호
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pp.173-178
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2020
A common problem with neural network learning is that it is too suitable for the specificity of learning. In this paper, various methods were compared to avoid overfitting: regularization, drop-out, different numbers of data and different types of neural networks. Comparative studies of the above-mentioned methods have been provided to evaluate the test accuracy. I found that the more data using method is better than the regularization and dropout methods. Moreover, we know that deep convolutional neural networks outperform multi-layer neural networks and simple convolution neural networks.
International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems
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제10권2호
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pp.95-100
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2010
This paper proposes a new spatial regularization of Fisher linear discriminant analysis (LDA) to reduce the overfitting due to small size sample (SSS) problem in face recognition. Many regularized LDAs have been proposed to alleviate the overfitting by regularizing an estimate of the within-class scatter matrix. Spatial regularization methods have been suggested that make the discriminant vectors spatially smooth, leading to mitigation of the overfitting. As a generalized version of the spatially regularized LDA, the proposed regularized LDA utilizes the non-uniformity of spatial correlation structures in face images in adding a spatial smoothness constraint into an LDA framework. The region-dependent spatial regularization is advantageous for capturing the non-flat spatial correlation structure within face image as well as obtaining a spatially smooth projection of LDA. Experimental results on public face databases such as ORL and CMU PIE show that the proposed regularized LDA performs well especially when the number of training images per individual is quite small, compared with other regularized LDAs.
데이터에 내포되어 있는 주요 정보나 지식을 추출해 내는 기계학습 방법에서 주요 이슈의 하나는 지식 표현 방식이다. 여러 가지 구조로 표현될 수 있는 지식을 모델이라고 부른다. 모델에는 그 내부 구조에 따라 트리구조, 네트워크 구조, 리스트 구조, 규칙 등 다양한 구조로 나눈다. 구조의 차이는 단지 표현의 차이뿐만 아니라 그것이 갖는 문제해결 능력에도 차이가 있다. 본 논문에서는 모델을 간략화 시켜 오버피팅 문제를 해결하고 분류 능력을 향상시키는 방법을 제안한다. 모델을 단순화 시키는데 사용되는 파티션 유틸리티 기준함수 제시하고 휴리스틱을 이용하여 균형 잡힌 계층 구조를 생성하는 방법을 제안한다.
기계학습에서 분류를 위한 기법으로 의사결정트리 기법을 이용한다. 그러나 의사결정트리는 과적합의 문제로 성능이 저하되는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 여러 개의 부트스트랩을 생성하여 각 자료를 모델링하여 학습하는 Bagging기법, 샘플링한 데이터를 모델링하여 가중치를 조정하여 과적합을 감소시키는 Boosting과 같은 기법으로 이를 해결할 수 있다. 또한, 최근에 Xgboost 기법이 등장하였다. 이에 본 논문에서는 실내 측위를 위한 wifi 신호 데이터를 수집하여 기존 방식과 Xgboost에 적용하고, 이를 통한 성능평가를 수행한다.
미래 값을 예측할 때, 학습 오차(training error)를 최소화하여 추정된 모형은 보통 많은 테스트 오차(test error)를 야기할 수 있다. 이것은 추정 모델이 주어진 데이터 집합에만 집중하여 발생하는 모델 복잡성에 따른 과적합(overfitting) 문제이다. 일부 정규화 및 리샘플링 방법은 이 문제를 완화하여 테스트 오차를 줄이기 위해 도입되었지만, 이 방법들 또한 주어진 데이터 집합에서만 국한 되도록 설계되었다. 본 논문에서는 테스트 오차 최소화 문제를 학습 오차 최소화 문제로 변환하여 테스트 오차를 줄이기 위한 새로운 최적화 방법을 제안한다. 이 변환을 수행하기 위해 주어진 데이터 집합에 대해 의사(pseudo) 데이터라고 하는 새로운 데이터를 추가하였다. 그리고 적절한 의사 데이터를 만들기 위해 결측 데이터 보정법의 세 가지 유형을 사용하였다. 예측 모델로서 선형회귀모형, 자기회귀모형, ridge 회귀모형을 사용하고 이 모형들에 의사 데이터 방법을 적용하였다. 또한, 의사 데이터로 조정된 최적화 방법을 활용하여 환경 데이터 및 금융 데이터에 적용한 사례를 제시하였다. 결과적으로 이 논문에서 제시된 방법은 원래의 예측 모형보다 테스트 오차를 감소시키는 것으로 나타났다.
For the problem of variable selection in linear models, we consider the errors are correlated with V covariance matrix. Hocking's theorems on the effects of the overfitting and the undefitting in linear model are extended to the less than full rank and correlated error model, and to the ANCOVA model
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[게시일 2004년 10월 1일]
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