2026-08-28·by Sijie Wang#idea#math

price-of-capacity

容量的代价(偏差–方差)

父节点:vc-dimension 前置知识:learning-theory —— err(h)εmH

攀上 ladder 换来更强的表达力,但从来不是免费的。

  • 更多数据:样本复杂度按 VCdim(H)/ε 增长(fundamental-theorem)——在同样的保证下,VC-100 的类所需的数据量约是 VC-1 的 100 倍。
  • 过拟合:在数据量固定的情况下,VC 越高,训练误差与真实误差之间的差距就越大。一个灵活到足以捕捉信号的类,也灵活到足以记住噪声(VC = ∞ 什么都能拟合,却什么都学不到——vc-sin)。

分解

在样本量固定的情况下,你选出的假设的真实误差可以分解为

d = VCdim(H)

true errorwant small    infhHerr(h)bias (approximation)  +  O ⁣(dm)variance (estimation).\underbrace{\text{true error}}_{\text{want small}} \;\le\; \underbrace{\inf_{h\in H}\text{err}(h)}_{\textbf{bias (approximation)}} \;+\; \underbrace{O\!\left(\sqrt{\tfrac{d}{m}}\right)}_{\textbf{variance (estimation)}}.
  • 偏差(近似误差):H最好的规则离真值有多远。随着 H 变大而缩小
  • 方差(估计误差):在有限样本上,你选中的规则相对于类内最优规则能偏离多远。随着 H(经由 VC)变大而增大

扩大 H 是在两者之间做取舍——因此总误差呈U 形

杠杆:结构风险最小化

所以要把 VC 提高到刚好能容纳真值为止,不多不少:太低 → 表达不了真值(偏差 / 欠拟合);太高 → 拟合了噪声(方差 / 过拟合)。选择这个层级——在一条嵌套链 H₁ ⊂ H₂ ⊂ … 中搜索,选出使 训练误差 + 容量惩罚 最小的那一级——就是 Vapnik 的结构风险最小化(SRM),是正则化在理论一侧的祖先。

about this entry

One of sijie's wiki entries. The AI on this site is grounded in the same corpus and answers in sijie's voice, with citations back to entries like this one — answering costs sijie money, so it waits behind a code: enter an access code →