论可再现性在机器学习中的重要性
科技周边小白一枚,正在不断学习积累知识,现将学习到的知识记录一下,也是将我的所得分享给大家!而今天这篇文章《论可再现性在机器学习中的重要性》带大家来了解一下##content_title##,希望对大家的知识积累有所帮助,从而弥补自己的不足,助力实战开发!
译者 | 布加迪
审校 | 重楼
当我自学机器学习时,经常试着根据项目教程编写代码,我会按照作者概述的步骤来做。但有时候,我的模型的表现会比教程作者的模型要差。也许您也遇到过类似的情况。或者,您只是从GitHub拉取了同事的代码。而您模型的性能指标与同事的报告声称的性能指标不一样。所以做同样的事情并不能保证同样的结果,是不是?这是机器学习中一个普遍存在的问题:可再现性难题。
不用说,机器学习模型只有在别人可以复制试验并再现结果时才有用。从典型的“它在我的机器上工作”问题到机器学习模型训练方式的细微变化,可再现性存在几个挑战。
我们在本文中将仔细研究机器学习中可再现性的挑战和重要性,以及数据管理、版本控制和实验跟踪在解决机器学习可再现性挑战中的作用。
什么是机器学习背景下的可再现性?
不妨看看如何在机器学习的背景下最准确地定义可再现性。
假设一个现有的项目针对给定的数据集使用特定的机器学习算法。有了数据集和算法,我们应该能够运行算法(想运行多少次就运行多少次),并在每次运行时再现(或复制)结果。
但机器学习中的可再现性并非没有挑战。我们已经讨论了其中几个挑战,不妨在下一节中更详细地讨论它们。
机器学习中可再现性的挑战
任何应用环境都存在可靠性和可维护性等挑战。然而在机器学习应用中,还存在额外的挑战。
当我们谈论机器学习应用时,我们通常指端到端机器学习管道,它们通常包括以下步骤:
由于其中一个或多个步骤的变更,可能会出现可再现性问题。大多数变更都可以记录在下面其中一种变更中:
- 环境变更
- 代码变更
- 数据变更
不妨看看这每一种变更在如何阻碍可再现性。
环境变更
Python和基于Python的机器学习框架使得开发机器学习应用程序变得轻而易举。然而,Python中的依赖项管理(管理某个项目所需的不同库和版本)却并非易事。一个小小的变更就足以破坏代码,比如使用不同版本的库和使用被废弃的参数的函数调用。
这还包括操作系统的选择。存在与硬件相关的挑战,比如GPU浮点精度方面的差异等。
代码变更
从清洗输入数据集以确定哪些样本进入训练数据集,到训练神经网络时随机初始化权重,随机性在机器学习中扮演着重要作用。
设置不同的随机种子可能导致全然不同的结果。对于我们训练的每个模型,都有一组超参数。因此,调整一个或多个超参数也可能导致不同的结果。
数据变更
即便使用相同的数据集,我们也看到超参数值和随机性的不一致性如何使复制结果变得困难。因此,当数据发生变化(数据分布变化、记录子集的修改或丢弃某些样本)时,显然很难再现结果。
总之,当我们试图复制机器学习模型的结果时,哪怕是代码、所用的数据集和机器学习模型运行的环境出现小小的变化,也会阻止我们获得与原始模型相同的结果。
如何应对可再现性挑战?
现在我们看看如何应对这些挑战。
数据管理
我们发现可再现性最明显的挑战之一是数据方面。有某些数据管理方法(比如对数据集进行版本控制),这样我们就可以跟踪数据集变更,并存储数据集方面的有用元数据。
版本控制
应该使用Git之类的版本控制系统来跟踪代码的任何变更。
在现代软件开发中,您可能遇到过CI/CD管道,它们可以大大简化以下操作,并大大提高效率:跟踪变更、测试新变更,并将它们推送到生产环境。
在其他软件应用程序中,跟踪代码的变更简单直观。然而在机器学习中,代码变更还可能需要对所用的算法和超参数值进行更改。即使对于简单的模型,我们可以尝试的可能性的数量也非常多。这就是实验跟踪的意义所在。
实验跟踪
构建机器学习应用程序等同于进行广泛的试验。从算法到超参数,我们尝试不同的算法和超参数值,因此跟踪这些试验很重要。
跟踪机器学习试验包括如下:
- 记录超参数扫描
- 记录模型的性能指标和模型检查点
- 存储关于数据集和模型的实用元数据
用于机器学习实验跟踪和数据管理等操作的工具
如前所述,控制数据集版本、跟踪代码变更以及跟踪机器学习实验都可以复制机器学习应用程序。下面几个工具可以帮助您构建可再现的机器学习管道:
结语
综上所述,我们已回顾了机器学习中可再现性的重要性和挑战。我们讨论了数据和模型版本控制以及实验跟踪等方法。此外,我们还列出了一些可以用于实验跟踪和更有效的数据管理的工具。
原文标题:The Importance of Reproducibility in Machine Learning,作者:Bala Priya C
好了,本文到此结束,带大家了解了《论可再现性在机器学习中的重要性》,希望本文对你有所帮助!关注golang学习网公众号,给大家分享更多科技周边知识!

- 上一篇
- Web3 或 AI:2023 年,哪一个更具颠覆性?

- 下一篇
- 人工智能助力卫星地图提升清晰度,展示全球可再生能源项目和森林覆盖率
-
- 科技周边 · 人工智能 | 1天前 |
- 豆包AI优化NumPy的3个实用技巧
- 253浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 1天前 |
- 小鹏海外销量18701辆领跑全球
- 147浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 1天前 |
- AI剪辑入门指南:零基础也能轻松做视频
- 160浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 1天前 |
- ChatGPTAPI接入与调试全攻略
- 273浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 1天前 |
- ChatGPT短视频开头吸引技巧分享
- 479浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 1天前 |
- DeepSeek教你3步制作黛玉梗图!
- 426浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 1天前 |
- DeepSeek如何调用外部数据提升内容可信度
- 309浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 1天前 |
- AI证件照怎么拍更自然?
- 154浏览 收藏
-
- 科技周边 · 人工智能 | 1天前 |
- Moonshot剧本实测:分镜对白表现如何?
- 153浏览 收藏
-
- 前端进阶之JavaScript设计模式
- 设计模式是开发人员在软件开发过程中面临一般问题时的解决方案,代表了最佳的实践。本课程的主打内容包括JS常见设计模式以及具体应用场景,打造一站式知识长龙服务,适合有JS基础的同学学习。
- 542次学习
-
- GO语言核心编程课程
- 本课程采用真实案例,全面具体可落地,从理论到实践,一步一步将GO核心编程技术、编程思想、底层实现融会贯通,使学习者贴近时代脉搏,做IT互联网时代的弄潮儿。
- 511次学习
-
- 简单聊聊mysql8与网络通信
- 如有问题加微信:Le-studyg;在课程中,我们将首先介绍MySQL8的新特性,包括性能优化、安全增强、新数据类型等,帮助学生快速熟悉MySQL8的最新功能。接着,我们将深入解析MySQL的网络通信机制,包括协议、连接管理、数据传输等,让
- 498次学习
-
- JavaScript正则表达式基础与实战
- 在任何一门编程语言中,正则表达式,都是一项重要的知识,它提供了高效的字符串匹配与捕获机制,可以极大的简化程序设计。
- 487次学习
-
- 从零制作响应式网站—Grid布局
- 本系列教程将展示从零制作一个假想的网络科技公司官网,分为导航,轮播,关于我们,成功案例,服务流程,团队介绍,数据部分,公司动态,底部信息等内容区块。网站整体采用CSSGrid布局,支持响应式,有流畅过渡和展现动画。
- 484次学习
-
- 千音漫语
- 千音漫语,北京熠声科技倾力打造的智能声音创作助手,提供AI配音、音视频翻译、语音识别、声音克隆等强大功能,助力有声书制作、视频创作、教育培训等领域,官网:https://qianyin123.com
- 138次使用
-
- MiniWork
- MiniWork是一款智能高效的AI工具平台,专为提升工作与学习效率而设计。整合文本处理、图像生成、营销策划及运营管理等多元AI工具,提供精准智能解决方案,让复杂工作简单高效。
- 132次使用
-
- NoCode
- NoCode (nocode.cn)是领先的无代码开发平台,通过拖放、AI对话等简单操作,助您快速创建各类应用、网站与管理系统。无需编程知识,轻松实现个人生活、商业经营、企业管理多场景需求,大幅降低开发门槛,高效低成本。
- 148次使用
-
- 达医智影
- 达医智影,阿里巴巴达摩院医疗AI创新力作。全球率先利用平扫CT实现“一扫多筛”,仅一次CT扫描即可高效识别多种癌症、急症及慢病,为疾病早期发现提供智能、精准的AI影像早筛解决方案。
- 140次使用
-
- 智慧芽Eureka
- 智慧芽Eureka,专为技术创新打造的AI Agent平台。深度理解专利、研发、生物医药、材料、科创等复杂场景,通过专家级AI Agent精准执行任务,智能化工作流解放70%生产力,让您专注核心创新。
- 147次使用
-
- GPT-4王者加冕!读图做题性能炸天,凭自己就能考上斯坦福
- 2023-04-25 501浏览
-
- 单块V100训练模型提速72倍!尤洋团队新成果获AAAI 2023杰出论文奖
- 2023-04-24 501浏览
-
- ChatGPT 真的会接管世界吗?
- 2023-04-13 501浏览
-
- VR的终极形态是「假眼」?Neuralink前联合创始人掏出新产品:科学之眼!
- 2023-04-30 501浏览
-
- 实现实时制造可视性优势有哪些?
- 2023-04-15 501浏览