神经网络测试结果很差，该怎么做——CDA人工智能学院

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当我们编程实现了神经网络模型，将模型用于测试集时，经常会发现测试的准确率非常的低，神经网络层数很深，通常我们不容易判断具体的梯度下降求解参数的过程，那我们该怎么办呢？从机器学习视频中总结的办法！！小程序亲身体验过！

首先要明白，测试集上的准确率低并不一定是过拟合。有可能在训练集上准确率就很低，也就是说你的模型压根没有训练好！！

所以：首先，要用训练好的模型在训练集上跑一遍，如果在训练集上准确率就很低，那么就不是过拟合，而是欠拟合。

原因是在梯度下降求导时，卡在了local minima（在求导为0，是极小值）,saddle point（求导为0，不是极小值）,plateau（求导近似为0）上。

解决这个问题可以有两个做法：1是改变激活函数；2是改变梯度下降求导方式；后边会详细讲。

然后：如果在训练集上准确率很好，在测试集上准确率低，那么就是过拟合(overfitting)。

解决办法是：1是早点停止梯度更新；2是更多的数据（通过数据增强获得更多数据）;3是正则化（l1-torm和l2-torm）;4是Dropout方法。下边将详细介绍。

解决欠拟合的1方法：改变激活函数。一定程度上，欠拟合是因为激活函数选择了sigmoid函数。对于sigmoid函数来说，致命的问题就是梯度消失，sigmoid会衰减输入。梯度消失的含义是：在靠近输出层的参数更新梯度很大，在靠近输入层的参数更新梯度很小，导致在学习率一致的情况下，在靠近输出层的后几层参数更新快，在已经收敛的时候，靠近输入层参数更新很慢，还是接近随机状态，使得靠近输出层参数接收的input接近随机。

我们换用RELU激活函数就可以解决梯度消失的问题。在input<0时，output = 0， 在input>0时，output = input，这样在计算时，参数会少于整体神经元个数，RELU计算很快。Leaky RELU、Parametric RELU等是RELU的变种，用RELU可以解决一般欠拟合。

另外maxout也是一种激活函数，RELU是maxout的一种特例，它可以实现每个神经元都有自己不同的激活函数，但是maxout参数多于其他激活函数（因为每有一个输出，都要在一组给定数目的输出（参数）中选择一个最大的作为输出，而其他的激活函数，都是给一组参数，产生一个输出）。虽然参数变多了，但是在训练时，我们梯度下降只更新一组输出中选出的那个输出对应的参数！！！！并且训练集数据很多，每个数据都会梯度更新不同的参数。maxout是根据数据自动学习权重，模型参数训练好了，模型固定了，也就得到不同的激活函数。

解决欠拟合方法2：改变梯度下降策略；

可以尝试其他的梯度下降函数，比如Adagrad、RMSProp、Momentum、Adam(=Momentum+RMSProp),它们按照一定权重考虑了新梯度值和旧梯度值。

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