对预测模型讨论,预测误差(error)分两类:偏差(bias)造成的误差与方差(variance)造成的误差。最小化偏差与方差的一个权衡。理解这两类误差有利于诊断模型结果和避免过拟合和欠拟合。
偏差与方差
三种方式定义偏差与方差:概念、图形、数学
概念定义:
偏差造成的误差:预期/平均预测值 和 尝试正确预测的值之差。预期/平均预测值作何理解?多次建模,新数据新分析建立模型,由于数据随机,预测会产生一系列预测。偏见度量模型预测(models' predictions) 远离 正确值(the correct value)的程度.
方差造成的误差:对于给定数据点,模型预测的可变性。重复多次,方差就是对于给定点预测,在模型的不同实现之中变化的多少。
图形定义:
由靶心图可视化偏差与方差。靶心完全预测正确,偏离靶心预测差。训练中数据偶然变化。好的时候,集中在靶心;坏,outlier、非标准值(non-standard values)。散点图
图:
高/低 偏差/方差
数学定义:
The Elements of Statistical Learning中的定义:
Variable:预测Y,协变量(covariate)X,存在一种关系,Y=f(X)+e,误差项e为零均值正态分布。