人工智慧基礎 遷移學習 對抗學習簡述

2021-09-11 07:34:21 字數 2213 閱讀 5039

圖1.0 遷移學習

遷移學習是機器學習研究的課題,在機器學習中集中於依據習得的知識解決不同但相關的問題;即用已知去解決未知(相關);

(1) 使用模型結構,不利用模型權重,重新訓練資料,輸出訓練模型

圖1.2 僅利用模型結構重新訓練

當新的任務與現存的模型任務差距較大時,可借鑑模型結構,重新進行訓練,以達到較優的效果,如圖1.2中的電單車和腫瘤識別.

(2) 使用模型結構和模型權重,對整個模型的權重進行微調(fine-tuning),訓練資料,輸出訓練模型;

圖1.3 微調模型全部權重

若新任務是現存任務的公升級版,則可利用現有模型的結構和訓練好的模型,微調模型的全部權重,以達到新任務的需求;如提高物品的識別種類,因任務和分類任務相似,新任務只是提高了識別種類,從10類提高到100類,調節訓練權重即可.

(3) 使用模型結構和模型權重,根據需要對部分神經網路層權重進行微調,訓練資料,輸出訓練模型;

圖1.4 調節部分模型權重

如圖1.4所示,任務b在任務a的基礎上,將前兩層權重進行凍結(frozen)對後面的權重進行微調,即可達到效果.

圖1.5 調節最後一層凍結其他層

圖1.5中的識別語言分類中,即只調節最後一層網路,凍結其他層權重,因新任務和現有任務比較類似,且分類差別不大,僅調節最後一層即可.

待訓練資料集數量

任務相似度大高

小低將新任務與現有任務進行兩個維度拆分,即新任務資料集數量和兩個任務的相似度,進行組合,確定使用哪種遷移方法.

(1) 使用模型結構,不利用模型權重

大低:待訓練資料集數量大,任務相似度低;

新任務的資料集的資料量較多,現有模型實現的功能和新任務差異較大,則僅使用模型結構,重新訓練新任務模型,如對圖中的腫瘤圖形進行分類,重新訓練模型效果較好.

(2) 使用模型結構和模型權重,對整個模型的權重進行微調

小高:待訓練資料集數量小,任務相似度高;

新任務是現有任務的公升級,可考慮對全域性權重進行微調,由於資料集較少且要求都較為相似,則對整個模型微調較穩妥,如分類類別增加,從10類到100類.

(3) 使用模型結構和模型權重,根據需要對部分神經網路層權重進行微調

小高:待訓練資料集數量小,任務相似度高;

新任務資料集數量較小,且兩個任務相似度較高,則在特定層次進行微調模型,如輸入層和全連線的最終分類層,可獲得較好效果.

圖2.1 對抗學習原理

如圖2.1所示,對抗學習有兩個部分,生成網路(generator network)和識別網路(discriminator network);生成網路用於生成乙個"假"圖,鑑別網路是乙個二分類器,負責比較生成的"假"圖與實際影象的相似度,輸出比較結果,若為0,則兩張圖相似度為0%,若為1,則兩張圖相似度為100%.

圖2.2 gan分類過程

(1) 生成網路(generator network)

生成網路:通過隨機雜訊x

ix_i

xi​和y

jy_j

yj​在generator網路中生成乙個"假"圖(fake images)即fake ouput;

(2) 辨別網路(discriminator network)

辨別網路:將真實影象(real image)和生成的影象(fake output)在辨別網路中進行識別,類似於二分類網路,輸出辨識結果true或false;若為true則兩影象相似度較高,若為0則相似度較低;

[參考文獻]

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