学習曲線

Learning Curve

学習曲線(Learning Curve)とは、モデルの訓練データと検証データに対する性能(精度や損失)を、学習の進行(エポック数やデータ量)に対してプロットしたグラフです。過学習・未学習の診断やデータ量の十分性の判断に活用されます。

エポック vs 性能の学習曲線

訓練損失が低いのに検証損失が高い場合は過学習を示します。両方の損失が高い場合は未学習です。訓練損失と検証損失が近い値で収束していれば良好な学習状態です。

表:学習曲線の要点まとめ
ひとことで言うと学習の進み具合を、訓練と検証の成績の推移としてグラフにしたもの。
何が分かるか過学習か未学習か、データを増やせば改善するかが一目で判断できる。
注意点必ず訓練と検証の両方を描く。片方だけでは判断できない。

データ量 vs 性能の学習曲線

訓練データ量を徐々に増やしてモデルの性能を評価します。訓練性能と検証性能の差が大きければデータを増やすことで改善が期待でき、両者が近い低い値で収束していればモデルの表現力不足です。

図:学習曲線の読み方
1両方とも悪い未学習→モデルを強化
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2両方とも良い理想的な状態
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3差が大きい過学習→正則化やデータ追加
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4打ち手を決める次にやることが分かる