训练过程--对loss和acc的分析、处理。

训练过程–对loss和acc的分析、处理。

转载自https://blog.csdn.net/wydbyxr/article/details/84852672:
计算loss是会把所有的loss层的loss相加。

从验证集误差和测试集误差的角度分析

其实你这个问题就是个伪命题，如果我们刻意的去在训练集上拟合模型，使其准确率达到很高的高度，或者说尽量在验证集合上表现的好，都是相悖的。
  因为我们不能为了某一特定数据集来刻意拟合，因为模型预测数据是不一定就在这个训练或者验证集合的空间中。
  还有，如果这个model预测集合acc20% 训练集合acc19% （即训练集精度低于测试集精度），那么这个模型肯定是不好的。
  还有一点需要注意，就是千万不能为了拟合测试集合而去更改模型，测试集合应该每次都有不同。

那么如何选取一个较为理想的model？

首先，要有一个期望的准确率，通过不同模型的实验，找到最能接近的；
  然后，选定模型后进行参数调优；
  那么我们要尽可能的提高model的准确率，同时提高其泛化的能力，不能单一看某一指标，此时可参考 准确率、召回率、虚警率、F1Score等指标综合评判。或者采用多重验证随机划分训练、预测、验证集合，多次随机后找到最优参数。

有时候训练集合误差很低，但是泛化能力极差，产生过拟合，
  有时候验证集合误差很低，但是可能验证集合无法代表所有的样本，有特殊性或者其他异常点较多。
  所以模型问题不能单一从你这两点来评判。

一般而言，训练集loss < 验证集loss <测试集loss

因为网络 [已见过] 所有训练集samples，故最低。而网络用验证集作为反馈来调节参数，相当于参考了验证集samples中的信息（间接 [已见过]）。又因为网络没有任何测试集的信息，所以测试结果一般而言最差。
  不过这都不是绝对的，有不符合这个一般现象的task，而我们不可以说哪种情况更“好”。
  多数情况验证集上错误率更低一点。因为是选择在验证集上准确率最高的模型来进行测试。考虑到数据的随机性，在验证集上准确率最高的模型在测试集上不一定是最高的，所以算出来的指标通常验证集会比测试集上好一点。

但是实际情况下都有可能，特别是数据量不太大的时候。样本集合的数据也只是近似整体的分布，肯定会有波动。

一个好的网络，二者的差距应该是很低的。但一般情况下因为网络不可避免地存在一定程度上的过拟合，所以肯定是train_loss低于test_lost，但如果低太多，就得考虑是过拟合的问题还是因为样本的特征空间不统一的问题。

一般训练集不大时，最终训练的网络及容易过拟合，也就是说train-loss一定会收敛，但是test-loss不会收敛；

训练时的loss会低于test的loss大概1~2个数量级，通常是10倍左右。

单独观察训练集loss曲线

1）如果你的 learning_rate_policy 是 step 或者其他变化类型的话, loss 曲线可以帮助你选择一个比较合适的 stepsize；
  2）如果loss曲线表现出线性（下降缓慢）表明学习率太低；
  3）如果loss不再下降，表明学习率太高陷入局部最小值；
  4）曲线的宽度和batch size有关，如果宽度太宽，说明相邻batch间的变化太大，应该减小batch size。

可能导致不收敛的问题（如loss为87.3365，loss居高不下等）的解决方案

1）在caffe中可以在solver里面设置：debug_info: true,看看各个层的data和diff是什么值，一般这个时候那些值不是NAN（无效数字）就是INF（无穷大）；
  2）检查数据标签是否从0开始并且连续；
  3）把学习率base_lr调低；
  4）数据问题，lmdb生成有误；
  5）中间层没有归一化，导致经过几层后，输出的值已经很小了，这个时候再计算梯度就比较尴尬了，可以尝试在各个卷积层后加入BN层和SCALE层；
  5）把base_lr调低，然后batchsize也调高；
  6）把data层的输入图片进行归一化，就是从0-255归一化到0-1，使用的参数是：

// An highlighted block
transform_param{
casle:0.00390625//像素归一化，1/255
}

7）网络参数太多，网络太深，删掉几层看看，可能因为数据少，需要减少中间层的num_output；
  8）记得要shuffle数据，否则数据不够随机，几个batch之间的数据差异很小。

loss出现NAN

1）观察loss值的趋势，如果迭代几次以后一直在增大，最后变成nan，那就是发散了，需要考虑减小训练速率，或者是调整其他参数。
  2）数据不能太少，如果太少的话很容易发散"
  3）Gradient Clipp
  处理gradient之后往后传，一定程度上解决梯度爆炸问题。（但由于有了batch normalization，此方法用的不多）
  4）原因可能是训练的时间不够长。
  5）可以看一下训练时，网络参数的L2或L1

联合观察loss曲线和acc

1）单独的 loss 曲线能提供的信息很少的,一般会结合测试机上的 accuracy 曲线来判断是否过拟合；
  2）关键是要看你在测试集上的acc如何；
  3）可以把accuracy和loss的曲线画出来，方便设定stepsize，一般在accuracy和loss都趋于平缓的时候就可以减小lr了；
  4）看第一次test时（即iteration 0），loss和精度，如果太差，说明初始点的设置有问题
  5）使用caffe时，train时，看见的loss是训练集的；accuracy才是测试集的
  6）所谓的过拟合是：loss下降，accuracy也下降