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[科普中国]-迁移学习

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迁移学习是一种机器学习方法,就是把为任务 A 开发的模型作为初始点,重新使用在为任务 B 开发模型的过程中。

简介深度学习中在计算机视觉任务和自然语言处理任务中将预训练的模型作为新模型的起点是一种常用的方法,通常这些预训练的模型在开发神经网络的时候已经消耗了巨大的时间资源和计算资源,迁移学习可以将已习得的强大技能迁移到相关的的问题上。1

定义迁移学习是一种机器学习的方法,指的是一个预训练的模型被重新用在另一个任务中。

迁移学习与多任务学习以及概念飘移这些问题相关,它不是一个专门的机器学习领域。

然而,迁移学习在某些深度学习问题中是非常受欢迎的,例如在具有大量训练深度模型所需的资源或者具有大量的用来预训练模型的数据集的情况。仅在第一个任务中的深度模型特征是泛化特征的时候,迁移学习才会起作用。

深度学习中的这种迁移被称作归纳迁移。就是通过使用一个适用于不同但是相关的任务的模型,以一种有利的方式缩小可能模型的搜索范围。1

方法以下是两个常用的方法:

开发模型的方法

预训练模型的方法

开发模型的方法选择源任务。你必须选择一个具有丰富数据的相关的预测建模问题,原任务和目标任务的输入数据、输出数据以及从输入数据和输出数据之间的映射中学到的概念之间有某种关系,

开发源模型。然后,你必须为第一个任务开发一个精巧的模型。这个模型一定要比普通的模型更好,以保证一些特征学习可以被执行。

重用模型。然后,适用于源任务的模型可以被作为目标任务的学习起点。这可能将会涉及到全部或者部分使用第一个模型,这依赖于所用的建模技术。

调整模型。模型可以在目标数据集中的输入-输出对上选择性地进行微调,以让它适应目标任务。2

预训练模型方法选择源模型。一个预训练的源模型是从可用模型中挑选出来的。很多研究机构都发布了基于超大数据集的模型,这些都可以作为源模型的备选者。

重用模型。选择的预训练模型可以作为用于第二个任务的模型的学习起点。这可能涉及到全部或者部分使用与训练模型,取决于所用的模型训练技术。

调整模型。模型可以在目标数据集中的输入-输出对上选择性地进行微调,以让它适应目标任务。

第二种类型的迁移学习在深度学习领域比较常用。2

本词条内容贡献者为:

王慧维 - 副研究员 - 西南大学