什么是增量學(xué)習(xí)?增量學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)有什么關(guān)系
在下述的內(nèi)容中,小編將會(huì)對(duì)增量學(xué)習(xí)的相關(guān)消息予以報(bào)道,如果增量學(xué)習(xí)是您想要了解的焦點(diǎn)之一,不妨和小編共同閱讀這篇文章哦。
一、什么是增量學(xué)習(xí)
增量學(xué)習(xí)(Incremental Learning, IL)是持續(xù)學(xué)習(xí)的核心分支,指模型在無全量歷史數(shù)據(jù)的場景下,通過流式增量數(shù)據(jù)逐步更新參數(shù),既能習(xí)得新知識(shí),又能避免舊知識(shí)遺忘的機(jī)器學(xué)習(xí)范式。其核心本質(zhì)是平衡 “新知識(shí)學(xué)習(xí)的可塑性” 與 “舊知識(shí)保留的穩(wěn)定性”,解決傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí) “靜態(tài)一次性訓(xùn)練” 的痛點(diǎn)。
傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)需基于固定全量數(shù)據(jù)集訓(xùn)練,面對(duì)真實(shí)場景中持續(xù)生成的新數(shù)據(jù)(如每日新增的用戶行為數(shù)據(jù)、工業(yè)傳感器實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)),要么因存儲(chǔ) / 算力限制無法重訓(xùn),要么重訓(xùn)時(shí)覆蓋舊知識(shí)導(dǎo)致 “災(zāi)難性遺忘”。而增量學(xué)習(xí)適配數(shù)據(jù)流式輸入特點(diǎn),無需回溯全部歷史數(shù)據(jù),僅通過增量數(shù)據(jù)微調(diào)模型,實(shí)現(xiàn)知識(shí)的動(dòng)態(tài)累積。
其核心特征包括:數(shù)據(jù)非靜態(tài)(分批次 / 流式輸入)、訓(xùn)練資源有限(不依賴全量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與重訓(xùn)算力)、知識(shí)持續(xù)演進(jìn)(模型參數(shù)隨新數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)更新)、無災(zāi)難性遺忘(核心目標(biāo)之一)。
增量學(xué)習(xí)的核心價(jià)值在于適配真實(shí)世界的動(dòng)態(tài)場景,例如電商平臺(tái)基于每日新增用戶行為優(yōu)化推薦模型、安防系統(tǒng)通過新增監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)更新異常識(shí)別能力、醫(yī)療 AI 通過新增病例數(shù)據(jù)提升診斷精度等,在降低訓(xùn)練成本的同時(shí),讓模型具備持續(xù)進(jìn)化的能力。
二、增量學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)有什么關(guān)系
增量學(xué)習(xí)是一種面向持續(xù)學(xué)習(xí)場景的機(jī)器學(xué)習(xí)范式,而深度學(xué)習(xí)是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為核心的機(jī)器學(xué)習(xí)方法,二者并非并列關(guān)系,而是 “場景范式” 與 “技術(shù)方法” 的結(jié)合關(guān)系。
深度學(xué)習(xí)模型(如 CNN、Transformer)在實(shí)際應(yīng)用中,常面臨 **“災(zāi)難性遺忘”問題:當(dāng)學(xué)習(xí)新任務(wù)或新數(shù)據(jù)時(shí),模型會(huì)覆蓋舊知識(shí),導(dǎo)致對(duì)原有任務(wù)的性能大幅下降。增量學(xué)習(xí)正是為解決這一痛點(diǎn)而生,它為深度學(xué)習(xí)提供了持續(xù)學(xué)習(xí)的技術(shù)框架 **,目標(biāo)是讓深度學(xué)習(xí)模型在不重訓(xùn)全部數(shù)據(jù)的前提下,高效吸收新知識(shí),同時(shí)保留舊知識(shí)。
從技術(shù)實(shí)現(xiàn)看,增量學(xué)習(xí)的核心策略均圍繞深度學(xué)習(xí)模型展開:一是參數(shù)隔離,通過固定舊任務(wù)核心參數(shù)、新增分支網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)新任務(wù),避免參數(shù)干擾;二是知識(shí)蒸餾,用舊模型的輸出監(jiān)督新模型訓(xùn)練,固化歷史知識(shí);三是少量重放,存儲(chǔ)舊任務(wù)代表性數(shù)據(jù),與新數(shù)據(jù)混合訓(xùn)練。
反過來,深度學(xué)習(xí)的發(fā)展也推動(dòng)了增量學(xué)習(xí)的進(jìn)步。大模型的涌現(xiàn)為增量學(xué)習(xí)提供了更強(qiáng)的特征提取能力,降低了知識(shí)遺忘的概率;同時(shí),深度學(xué)習(xí)的正則化、注意力機(jī)制等技術(shù),也為增量學(xué)習(xí)的算法優(yōu)化提供了新思路。
簡言之,增量學(xué)習(xí)是深度學(xué)習(xí)在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)場景下的延伸與優(yōu)化,是讓深度學(xué)習(xí)模型具備 “終身學(xué)習(xí)” 能力的關(guān)鍵技術(shù)支撐。
最后,小編誠心感謝大家的閱讀。你們的每一次閱讀,對(duì)小編來說都是莫大的鼓勵(lì)和鼓舞。希望大家對(duì)增量學(xué)習(xí)已經(jīng)具備了初步的認(rèn)識(shí),最后的最后,祝大家有個(gè)精彩的一天。





