摘要:深度信念网络(Deep Belief Network, DBN)是一种深度学习模型, 解决了传统神经网络因梯度消失导致的深层训练难题, 目前已被广泛应用. 然而, 与其他机器学习模型一样, DBN泛化能力同样难以调控, 这对应用范围及效果提出了严峻挑战. 本文提出了一种深度信念网络泛化误差边界量化方法(DBN with Quantitative Generalization, DBN-QG), 旨在解决DBN泛化误差上界不可控的问题, 提升泛化能力. 首先, 构建一个DBN模型, 分析训练误差与测试误差在数据序列上的关联特性, 给出泛化误差的数学描述. 其次, 通过分析模型的Rademacher复杂度、稀疏度等特性, 提出泛化误差边界上限可量化约束性定理, 给出证明. 最后, 根据泛化误差上界约束, 给出DBN模型在训练阶段的最优参数配置, 并将最优参数配置的DBN-QG用于预测胶州湾近海岸水环境CO2浓度. 实验结果显示, 所提出的DBN-QG模型在预测精度和泛化性能方面均优于其他预测模型. 同时, DBN泛化误差的边界量化方法不仅提高了其在CO2预测方面的可解释性, 同时为机器学习模型的量化分析提供了较为一般化的理论基础.