目录

一、train set 和 test set 基础知识

二、分析 loss 和 val_loss (test_loss) 变化情况

---

一、train set 和 test set 基础知识

• train set：训练集是用来训练网络模型的数据集。
• test set：测试集用来评估网络性能的数据集。默认测试集是不参与网络训练，仅用来测试网络性能。
• 附：development set（也可称为 validation set），主要用来二次微调整、选择特征以及对学习算法作出其他优化的数据集。常规的训练集和测试集的比例为 0.7 : 0.3，引入验证集后常采用 0.6 : 0.2 : 0.2（现在使用较少）。在保证算法稳定的情况下，训练集和测试集的选取会对输出结果的指标造成不同层次的影响（主要还是数据集的分布特性影响）。

---

二、分析 loss 和 val_loss (test_loss) 变化情况

• 通常回调显示的 loss 有很多种，如一个总 total_loss 多个子 sub_loss 。但本文主要分析最基础的训练情况（只有一个训练 loss，和一个验证 loss）。下文用 loss 代表训练集的损失值（墨守成规不写成 train_loss）；val_loss 代表验证集的损失值（也写成 test_loss）。
• 一般训练规律：

loss	val_loss	网络情况
下降↓	下降↓	网络训练正常，最理想情况情况。
下降↓	稳定/上升↑	网络过拟合。解决办法： ①降低网络性能：在数据集没问题的前提下，向网络某些层的位置添加 Dropout 层（通常会选择较深的层，如一共 100 层，选择在 75 层；或者选择特征最多的层，如 Unet 的最底层等等）；或者逐渐减少网络的深度（靠经验删除部分模块）。 ②修改数据集：数据集有明显错误则需要重做，问题小可尝试混洗数据集并重新分配，通常开源数据集不容易出现这种情况。
稳定	下降↓	数据集有严重问题，建议重新选择。一般不会出现这种情况。
快速稳定	快速稳定	如果数据集规模不小的情况下，代表学习过程遇到瓶颈，需要减小学习率（自适应动量优化器小范围修改的效果不明显）。 其次考虑修改 batchsize 大小。 如果数据集很规模很小的话代表训练稳定。
上升↑	上升↑	可能是网络结构设计问题、训练超参数设置不当、数据集需要清洗等问题。 这种情况属于训练过程中最差情况，得一个一个排除问题。
注意：上面提到的“下降”、“稳定”和“上升”是指整体训练趋势。

---

第一次补充：

• 一系列的损失值能反应网络在训练过程的“健康程度”（当某一刻损失发生突变，并且一直没恢复，那就说明不健康了）。
• 权重文件可以每轮都保存，但是个人推荐选择最优评价指标保存。
• 上面总结仅是广义规律，是用于辅助学习而总结，不保证适用于所有网络。
• 当网络训练跑偏了后，先检查自己写的网络是否存在小错误。然后检查数据集是否有问题（如果是开源数据集，可以先分个小样本训练来检测网络是否设计问题。如果是自定义数据集，可用一些能处理通用任务的网络（如 Unet 或 ResNet）跑一下来检测）

第二次补充：

• 为什么说现在有些网络不怎么使用“训练集（0.6）、验证集（0.2）、测试集（0.2）”的划分：其实在大规模的数据集中尤其是开源数据集，很多图像相关特征或者语义分布是集中的。理论上，验证集能一定程度的提高网络学习的全局最优，用来调整网络的学习率优化。但是当训练集和验证的特征分布充分接近时，验证的调整效果就会越来越不明显，所以甚至大家会在开源代码中发现还有使用“训练集（0.9）、测试集（0.1）”的划分。当然不是说验证集就没什么用，个人经验表示：可以向验证集添加多种 data augmentation 来优化训练（如：训练的 size：256x256，验证的 size：512*512。亦或者训练集的 data augmentation 和验证集不一样）。当然这些东西还需要大家去“炼丹”对比。

第三次补充：

• 很多朋友都在问各种 loss 不正常的原由，其实在正文里面就写了：loss的变化情况只能得出一般规律。光凭 loss 变化没法得出一个确切的问题结论。文中提出的规律是方便大家网络调参。一旦网络跑飞了需要结合 loss、评价指标、输出信息（或图像）等一系列结果综合分析。而本文不是提供错误分析的，对应的错误分析需要大家在互联网上搜索、找相关领域的专业人员提问。同时第二次补充的策略虽然有提高网络泛化的作用，但是在高性能网络中需要合理调参，要避免过拟合现象（吐槽：当网络规模远大于数据集规模时，是很容易过拟合的）。