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机器学习的战略(5)--迁移学习

迁移学习

好激动, 这是整个机器学习里面最激动人心最吸引人的部分了. 知道了迁移学习这事情以后, 我才比较理解为什么整个课程一直没有进入各种fancy的CNN, RNN之类的神经网络结构, 而仅仅就是把层次多一点的神经网络称为深度神经网络.

迁移学习是说, 可以用训练好的神经网络稍微改改, 用自己的数据来训练最后几层. 比如可以用ImangeNet的优胜者模型, 类似GoogleNet, VGG之类, 这些网络模型是用来分类常规图像的, 比如阿猫阿狗, 但是可以固定前面层次的参数, 留出最后一两层的全连接神经网络, 用自己的数据, 比如眼底图片或者放射科影像来训练.

这时候训练的数据量不需要很大, 至少不必像ImageNet那样的大量数据集了. 因为前面一些层次的神经元往往是用来提取图像的低级特征的, 类似提取边缘之类的.

如果只训练了最后一个全连接层觉得效果不够好, 可以再逐渐加层次. 也就是把训练好的模型(如VGG)当作标准的特征提取器或者域变换操作, 先对数据进行预处理, 然后送进自己的神经网络.

补充说一下, 由于迁移学习常用, 所以很多机器学习的框架例如tensorflow \ pytorch都有所谓的model zoo. 知名的模型已经都摆在zoo里面供大家挑选了.

这里面需要注意的是, 迁移学习用的模型数据形式至少要和目标是一样的, 比如用ImageNet竞赛获奖模型, 那么至少应该是用来看图的.

然后, 吴恩达老师举例子的时候, 目标dataset的数据量终于从100k的数量级降到1k的数量级了. 突然觉得有希望能做东西了有没有.

多任务学习

这一部分离我远一些, 兴趣不大. 大概在自动驾驶的场景里比较多.

与单独识别一张照片里有猫还是没猫不一样. 可以同时训练在图像里找到多个目标, 比如是否有红灯\是否有行人\是否有其他车辆, 这些事情要放在一起学, 不要单独训练是否有红灯, 再用另一组dataset训练是否有行人, 因为拆分了任务就很难保证足够大的dataset, 效果会差一些.


update

迁移学习也是有代价的, 继承深度神经网络的处理能力时, 也会继承神经网络内在的"错觉", 我觉得错觉比bug更能解释问题的所在. 从成本考虑, 我觉得未来肯定越来越多的应用是使用迁移学习来的, 被继承的深度神经网络只会是有限的几个. 会有一些针对性的错觉被发现, 甚至还可能会有共有的错觉.

参考Even Artificial Neural Networks Can Have Exploitable 'Backdoors'


参考资料: