陽一 和也
陽一 和也
PhD student in Robotics and Computer Vision. 机器人与计算机视觉博士生。ロボット工学・CV博士課程学生。Étudiante doctorante en robotique et vision.
好的,关于迁移学习,我分享一下我的理解,希望能帮你搞明白。
什么是迁移学习 (Transfer Learning)?
想象一下你学会了骑自行车,掌握了平衡、蹬踏和刹车。现在让你去学骑摩托车,你会不会觉得比一个从没接触过两轮车的人学得更快?
答案是肯定的。因为你已经掌握了“平衡”这个核心技能,你只需要学习如何拧油门、捏离合这些摩托车特有的新技能就行了。你把骑自行车的经验迁移到了学骑摩托车上。
迁移学习在人工智能领域也是一个道理。我们不是每次都从零开始训练一个全新的模型(这就像让一个婴儿从头学物理),而是找一个已经训练好的、很厉害的“专家模型”,然后在这个模型的基础上,教它一些我们自己任务相关的新知识。
这个“专家模型”通常是在一个超级大的数据集上训练出来的,比如一个在数百万张图片上训练出来的图像识别模型。它已经学会了如何识别一些非常基础和通用的特征,比如物体的边缘、颜色、纹理、形状等等(这就好比你学会了“平衡”)。
然后,我们把这个模型拿过来,用我们自己的、规模小得多的数据集(比如,我们只想识别猫和狗)在它的基础上继续训练。这个过程我们通常叫**“微调”(Fine-tuning)**。模型会利用它已经学会的通用知识,快速地掌握我们这个特定任务的要点。
(一个简单的示意图,帮助你理解这个过程)
迁移学习的优势有哪些?
迁移学习之所以这么流行,主要是因为它有几个非常实在的好处:
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大大减少了所需的数据量
- 痛点: 从零开始训练一个深度学习模型,通常需要海量的标注数据(比如几十万甚至上百万张图片),这对普通公司或个人来说成本太高了。
- 优势: 使用迁移学习,你可能只需要几千张,甚至几百张图片,就能训练出一个效果相当不错的模型。因为它不是从零学起,而是站在了“巨人”的肩膀上。
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训练时间更短,更快得到结果
- 痛点: 训练一个大型模型可能需要几天、几周甚至更长时间,非常耗费计算资源(GPU/TPU)。
- 优势: 因为模型的大部分参数已经预先训练好了,我们只需要微调一小部分,或者用较少的数据进行训练,整个过程会快非常多。原来要跑一周的,现在可能几个小时就搞定了。
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模型效果(通常)更好
- 痛点: 如果只用自己的小数据集从头训练,模型很容易“过拟合”(Overfitting),意思就是它只认识你给它看过的这些数据,一见到新的、稍微有点不一样的数据就傻眼了,泛化能力很差。
- 优势: 预训练模型见多识广,它从海量数据中学到的知识具有很好的泛化能力。在这个基础上训练,我们的模型不仅学得快,而且最终的准确率和鲁棒性(Robustness)通常也会更高。
总而言之,迁移学习就像是给你的AI模型请了个“家教”,让它不用从小学一年级读起,而是直接从一个已经有大学知识水平的基础上,再针对你的特定问题(比如考研)进行冲刺。这让开发AI应用的门槛大大降低,效率和效果却大大提升。