【深度学习】预训练和微调概述

预训练和微调概述

  • [1. 预训练和微调的介绍](#1. 预训练和微调的介绍)
    • [1.1 预训练(Pretraining)](#1.1 预训练(Pretraining))
    • [1.2 微调(Fine-Tuning)](#1.2 微调(Fine-Tuning))
  • [2. 预训练和微调的区别](#2. 预训练和微调的区别)

预训练和微调是现代深度学习模型训练中的两个关键步骤,它们通常是一个 预训练-微调 (Pretrain-Finetune) 流程的不同阶段。两者相辅相成,共同帮助模型从通用的知识到特定任务的适应。

1. 预训练和微调的介绍

1.1 预训练(Pretraining)

定义
预训练是指在 大规模、无标注数据 上对模型进行训练,让模型学会一些通用的特征或模式。这个阶段的目标是让模型具备基础的能力和知识,通常不涉及具体的任务。预训练之后,模型可以用作多个不同任务的基础,进一步通过微调来适应特定的应用场景。

目标

  • 让模型学习通用的特征和表示。
  • 在大规模数据集上捕获输入数据的底层模式、结构或规律。
  • 为后续的任务适应和优化提供一个好的起点。

方法

  • 无监督学习或自监督学习:预训练时使用的数据通常没有标注,模型的学习方式可能是无监督的(例如,语言模型学习词与词之间的关系),或者自监督的(例如,BERT 的掩码任务,模型通过预测缺失的词来学习语境)。

例子

  • GPT:在大规模文本上训练模型,让其学习词语的上下文和语言规律。这个阶段使用的是自回归训练任务,模型学会如何根据前面的词预测下一个词。
  • BERT:BERT 使用掩码语言模型(MLM)和下一句预测(NSP)任务,在大量文本数据上进行预训练,学习语言的上下文信息和句子之间的关系。

1.2 微调(Fine-Tuning)

定义
微调是指在 预训练模型 的基础上,通过 小规模、标注数据 对模型进行进一步训练。这个过程让模型在某个特定任务上进行优化,使其能更好地适应该任务的要求。

目标

  • 将预训练模型的能力转移到一个特定任务上,优化模型以适应该任务。
  • 微调的目标是让模型对某个具体的任务(如情感分析、机器翻译、图像分类等)产生更好的表现。

方法

  • 监督学习:微调通常是通过有标签的数据进行的监督学习。例如,对于情感分析任务,模型的输入是文本,输出是对应的情感标签(如"积极"或"消极")。
  • 调整模型参数:微调时,模型通常会继续训练一段时间,更新部分或全部参数。这通常需要较少的数据和较短的时间,因为模型已经在预训练阶段获得了大量的通用特征。
  • 任务特定:微调任务是针对特定应用或领域的,通常通过目标任务的数据集来进行优化。

例子

  • BERT 微调:在预训练阶段,BERT 学会了词汇的上下文关系。然后,BERT 在情感分析、命名实体识别(NER)、问答等任务上进行微调,使得模型在这些任务上有更好的表现。
  • ResNet 微调:在预训练阶段,ResNet 学会了从图像中提取通用的视觉特征(如边缘、形状、纹理等)。在微调阶段,可以用具体的图像数据集(例如猫狗分类)进行训练,以优化模型在该任务上的表现。

2. 预训练和微调的区别

特性 预训练 微调
目标 学习通用特征和模式,训练一个能够迁移到多个任务的模型 让模型适应特定任务,优化特定任务的性能
数据 使用大规模无标注数据 使用特定任务的标注数据
任务类型 通常是通用的、无监督的任务,例如语言建模、掩码任务等 针对特定任务的监督学习,例如分类、回归、生成任务等
计算资源 需要大量的计算资源和时间,通常在大规模数据集上训练 微调需要的计算资源较少,因为微调的是预训练模型的部分参数
训练阶段 训练模型的基础能力,通常在预训练阶段不会涉及特定任务 在预训练后,针对特定任务进一步优化
结果 学到的是模型的通用表示和特征,能够用于多个任务 适应了具体任务,使模型能够在该任务上表现得更好
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