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值函数近似-VFA


值函数近似(VFA)在强化学习中的应用与原理

1. 动机与背景
在传统强化学习(如Q-learning)中,状态和动作空间较小时,可通过表格(如Q表)直接存储每个状态的值。但当状态空间庞大(如围棋)或连续(如机器人控制)时,表格方法因存储和计算成本过高而失效。
值函数近似(VFA)通过参数化函数(如线性模型、神经网络)泛化值估计,使算法能处理高维或连续状态。


2. 核心方法
2.1 函数选择
- 线性模型
值函数表示为 ( V(s) = \theta^T \phi(s) ),其中 (\phi(s)) 是人工设计的特征向量(如位置、速度),(\theta) 是权重参数。
优点:计算...

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矩阵分解-


矩阵分解是将一个矩阵表示为几个更简单的矩阵的乘积的过程。这在数学和计算机科学中是一个重要的概念,因为它可以简化许多矩阵运算,如求解线性方程组、计算矩阵的逆、以及进行特征值分析等。 常见的矩阵分解方法包括:

LU分解:将一个矩阵分解为一个下三角矩阵(L)和一个上三角矩阵(U)的乘积。这种分解对于求解线性方程组非常有用。 QR分解:将一个矩阵分解为一个正交矩阵(Q)和一个上三角矩阵(R)的乘积。这种分解在最小二乘问题和特征值问题中非常有用。 奇异值分解(SVD):将一个矩阵分解为一个正交矩阵(U)、一个对角矩阵(Σ)和另一个正交矩阵(V)的乘积。这种分解在数据压缩、信号处理和统计学中非常有用...

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AutoML-视频文字


AutoML(Automated Machine Learning)旨在通过自动化机器学习流程中的关键步骤,降低技术门槛并提升效率。其核心知识体系涵盖以下核心模块:

一、AutoML核心架构

AutoML Architecture (注:此处可插入典型AutoML系统架构图)

1. 自动化数据预处理

  • 数据清洗增强:自动处理缺失值(插值/删除)、异常检测(Isolation Forest)、数据增强(SMOTE过采样)
  • 特征工程自动化:通过遗传编程自动生成高阶特征组合(如乘除运算),特征选择(LASSO正则化)
  • 类型自动识别:智能识别时间序列、文本(TF-IDF)、图像(自动维度匹配)

2. 智能模型选择

  • 元学习系统:构...

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大模型微调-视频文字-


大模型微调(Fine-tuning)是迁移学习的一种重要技术,其核心思想是在预训练模型(Pre-trained Model)的基础上,通过特定任务的数据对模型参数进行进一步调整,使其适配下游任务。以下是其原理的概述:


1. 预训练阶段

  • 目标:利用大规模无标注数据(如文本、图像等)训练模型,学习通用的特征表示。
  • 方法:常见的预训练任务包括:
  • 自回归语言建模(如GPT系列):预测下一个词。
  • 自编码语言建模(如BERT):通过掩码预测(Masked Language Modeling)学习上下文表示。
  • 对比学习(如CLIP):学习跨模态的语义对齐。
  • 输出:模型具备对输入数据的通用理解能力(...

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自动微分


Automatic differentiation(自动微分)是一种在计算机科学和数学领域中用于高效计算函数导数的技术,以下是关于它的详细介绍:

定义

自动微分是一种能够自动计算函数导数的方法,它基于计算机程序对函数表达式的解析和计算,利用链式法则等数学原理,将复杂函数的求导过程分解为一系列基本操作的求导组合,从而实现对函数导数的快速、准确计算。

原理

  • 正向累积:从自变量开始,按照函数的计算顺序,依次计算每个中间变量的导数,并将这些导数信息逐步累积,最终得到目标函数对自变量的导数。例如,对于函数(y = f(g(x))),先计算(g(x))关于(x)的导数(g'(x)),再计算(f(u...

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结构化剪枝


结构化剪枝也是模型剪枝技术中的一种,和非结构化剪枝相对应,以下是关于它的具体介绍:

定义

结构化剪枝是一种在神经网络模型压缩中,以特定结构为单位对模型进行剪枝的方法。它不是像非结构化剪枝那样针对单个参数进行操作,而是对模型中的具有一定结构的组件,如卷积核、通道、神经元等进行整体删除或调整,从而在减少模型复杂度的同时,尽量保持模型的性能。

实现方式

  • 卷积核剪枝:在卷积神经网络中,卷积核是提取特征的关键组件。卷积核剪枝就是根据一定的标准,直接删除整个卷积核。例如,可以计算每个卷积核的重要性得分,这个得分可以基于卷积核的参数幅度、对特征提取的贡献等因素来确定。然后,将得分低于某个阈值的卷积核...

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非结构化剪枝


非结构化剪枝是模型压缩和优化领域中的一种重要技术,以下是关于它的详细介绍:

定义

非结构化剪枝是一种对神经网络模型进行剪枝的方法,它不依赖于特定的结构或模式,而是直接对模型中的参数进行操作。通过去除神经网络中对模型性能影响较小的连接或参数,以达到减少模型存储需求、降低计算量和提高推理速度等目的,同时尽量保持模型的准确性。

实现方式

  • 基于幅度的剪枝:这是一种最常见的非结构化剪枝方法。其核心思想是根据参数的绝对值大小来决定是否剪枝。通常会设定一个阈值,将绝对值小于该阈值的参数直接设置为零。例如,在一个卷积神经网络中,对于卷积层的权重参数,会遍历每个参数,若其绝对值小于给定阈值,如0.01,...

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神经架构搜索


神经架构搜索(Neural Architecture Search,NAS)是一种用于自动化搜索神经网络架构的技术,以下从其背景、方法、应用场景等方面进行详细介绍:

背景

随着深度学习在图像识别、语音识别、自然语言处理等诸多领域取得巨大成功,神经网络的架构设计变得越来越重要。传统的神经网络架构设计主要依赖于人工经验,需要大量的专业知识和时间成本。NAS旨在通过自动化的方式搜索出最优的神经网络架构,减少人工设计的工作量,提高模型的性能和效率。

方法

  • 搜索空间:定义了所有可能的神经网络架构的集合,包括网络的层数、每层的神经元数量、连接方式、激活函数等。例如,在图像识别中,搜索空间可能包含不...

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模型压缩技术


模型压缩技术是一系列旨在减小深度学习模型体积、降低计算/存储开销、提升推理效率的技术,同时尽可能保持模型性能(如准确率)。这些技术对于在资源受限的设备(如手机、嵌入式设备)上部署模型至关重要,尤其在自然语言处理(NLP)、计算机视觉(CV)等领域广泛应用。以下是主要技术及其原理:


1. 量化(Quantization)

  • 原理:将高精度浮点数(如32位浮点)转换为低精度数值(如8位整数),减少模型存储和计算开销。
  • 类型
  • 静态量化:离线校准量化参数。
  • 动态量化:运行时动态调整量化范围。
  • 量化感知训练(QAT):在训练中模拟量化误差,提升压缩后模型性能。
  • 优点:简单高效,硬件支持广泛(如...

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知识蒸馏-V2


知识蒸馏(Knowledge Distillation)是一种在深度学习领域中广泛应用的技术,旨在将复杂模型(教师模型)的知识传递给简单模型(学生模型),以提高学生模型的性能同时降低其复杂度。以下是对知识蒸馏的详细介绍:

一、知识蒸馏的背景和意义

随着深度学习的发展,深度神经网络在许多任务中取得了巨大的成功。然而,这些复杂的模型通常需要大量的计算资源和存储空间,难以在资源受限的设备上部署,如智能手机、嵌入式传感器节点等。知识蒸馏应运而生,为解决这一问题提供了一种有效的途径。通过知识蒸馏,可以将大型教师模型的知识迁移到小型学生模型中,使得学生模型在保持较小规模的同时,能够获得接近甚至超越大...

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