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訓練集(train set)、 驗證集(validation set) 、測試集(test set)

在有監督(supervise learning)機器學習中,資料集常被分成2~3個部分:
訓練集(train set):用來估計模型;
驗證集(validation set):確定網路結構或者控制模型複雜程度的引數;
測試集(test set):檢驗最終選擇最優的模型的效能如何。

一個典型的劃分是訓練集佔總樣本的50%,而其它各佔25%,三部分都是從樣本中隨機抽取。樣本少的時候,上面的劃分就不合適了。常用的是留少部分做測試集。然後對其餘N個樣本採用K折交叉驗證法。就是將樣本打亂,然後均勻分成K份,輪流選擇其中K-1份訓練,剩餘的一份做驗證,計算預測誤差平方和,最後把K次的預測誤差平方和再做平均作為選擇最優模型結構的依據。特別的K取N,就是留一法(leave one out)。

這三個名詞在機器學習領域的文章中極其常見,但很多人對他們的概念並不是特別清楚,尤其是後兩個經常被人混用。Ripley, B.D(1996)在他的經典專著Pattern Recognition and Neural Networks中給出了這三個詞的定義。

Training set: A set of examples used for learning, which is to fit the parameters [i.e., weights] of the classifier.
Validation set: A set of examples used to tune the parameters [i.e., architecture, not weights] of a classifier, for example to choose the number of hidden units in a neural network.
Test set: A set of examples used only to assess the performance [generalization] of a fully specified classifier.

顯然,training set是用來訓練模型或確定模型引數的,如ANN中權值等; validation set是用來做模型選擇(model selection),即做模型的最終優化及確定的,如ANN的結構;而 test set則純粹是為了測試已經訓練好的模型的推廣能力。當然,test set這並不能保證模型的正確性,他只是說相似的資料用此模型會得出相似的結果。但實際應用中,一般只將資料集分成兩類,即training set 和test set,大多數文章並不涉及validation set。

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