机器学习超参调优：常用八种方法

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机器学习算法需要用户定义的输入来实现准确性和通用性之间的平衡。这个过程称为超参数调整。有多种工具和方法可用于调整超参数。

我们整理了一份用于调整机器学习模型超参数的前八种方法的列表。

1.贝叶斯优化

贝叶斯优化已成为机器学习算法超参数调整的有效工具，更具体地说，适用于深度神经网络等复杂模型。它提供了一个有效的框架来优化昂贵的黑盒功能，而无需知道它的形式。它已应用于多个领域，包括学习最优机器人力学、序列实验设计和合成基因设计。

2.遗传算法

遗传算法 (EA) 是一种优化算法，它通过根据称为算子的某些规则修改一组候选解决方案（种群）来工作。EA 的主要优势之一是它们的通用性：这意味着 EA 可以在广泛的条件下使用，因为它们简单且独立于潜在问题。在超参数调整问题中，遗传算法已被证明比基于精度/速度的网格搜索技术表现更好。

3.基于梯度的优化

基于梯度的优化是一种优化多个超参数的方法，基于机器学习模型选择标准相对于超参数的梯度计算。当满足训练标准的一些可微性和连续性条件时，可以应用这种超参数调整方法。

4.网格搜索

网格搜索是超参数调优的基本方法。它对用户指定的超参数集执行详尽的搜索。这种方法是最直接的导致最准确的预测。使用这种调优方法，用户可以找到最佳组合。网格搜索适用于几个超参数，但是搜索空间有限。

5.Keras Tuner

Keras Tuner是一个库，允许用户为机器学习或深度学习模型找到最佳超参数。该库有助于查找内核大小、优化学习率和不同的超参数。Keras Tuner可用于为各种深度学习模型获取最佳参数，以实现最高精度。

6.基于种群的优化

基于种群的方法本质上是一系列基于随机搜索（如遗传算法）的方法。最广泛使用的基于种群的方法之一是 DeepMind 提出的基于种群的训练（PBT）。PBT在两个方面，是一种独特的方法：

• 它允许在训练期间使用自适应超参数
• 它结合了并行搜索和顺序优化

7.ParamILS

ParamILS（参数配置空间中的迭代局部搜索）是一种用于自动算法配置的通用随机局部搜索方法。ParamILS 是一种自动算法配置方法，有助于开发高性能算法及其应用程序。

ParamILS 使用默认和随机设置进行初始化，并采用迭代第一改进作为辅助本地搜索过程。它还使用固定数量的随机移动来进行扰动，并且总是接受更好或同样好的参数配置，但会随机重新初始化搜索。

8.随机搜索

随机搜索可以说是对网格搜索的基本改进。该方法是指对可能参数值的某些分布的超参数进行随机搜索。搜索过程继续进行，直到达到所需的精度。随机搜索类似于网格搜索，但已证明比后者创建更好的结果。该方法通常被用作 HPO 的基线来衡量新设计算法的效率。尽管随机搜索比网格搜索更有效，但它仍然是一种计算密集型方法。

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