問3 過学習の解消方法

応用情報​技術者試験 令和7年度 春期 午前、全80問のうちの問3。

出典:令和7年度 春期 応用情報技術者試験 午前 問3

AI における機械学習の過程において,過学習と疑われたときの解消方法として,最も適切なものはどれか。

  1. ア訓練した時と同じ精度を出すために,訓練データをテストデータとして使用する。
  2. イ精度を高めるために,元の訓練データに加工を施し,訓練データの量を増やす。
  3. ウ予測した結果に近づけるために,モデルをより複雑にする。
  4. エより多くの未知のデータに対して予測できるように,汎化性能を下げる。
答えと解説を開く

正解はイです。

過学習は、訓練データには高い精度が出るのに、初めて見るデータでは精度が落ちる状態です。訓練データが少ないと、モデルはデータの本質より、たまたまの癖を覚えてしまいます。そこで、画像なら回転や反転、明るさの変更などの加工をして、訓練データの量と種類を増やします。これをデータ拡張と言います。いろいろな形のデータで学習すると、癖ではなく共通の特徴を覚えやすくなります。正解はイです。

ほかの選択肢が違う理由

  • ア訓練データをテストに使うと、覚えた答えを確かめるだけになり、精度は高く見えます。過学習を見抜けなくなるだけで、解消にはなりません。
  • ウモデルを複雑にすると、訓練データの細かい癖までさらに覚えやすくなります。過学習は悪化します。
  • エ汎化性能は、未知のデータに対して正しく予測できる力です。過学習を解消するには、汎化性能を上げる必要があります。

仕組み

機械学習では、データを訓練用とテスト用に分け、テスト用のデータでの精度で本当の実力を測ります。訓練用だけ精度が高く、テスト用で低ければ過学習を疑います。

過学習への手当てには、データを増やす、モデルを簡単にする、学習を早めに止める、重みが大きくなりすぎないよう罰を与える (正則化) などがあります。

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