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Verbesserung der Anpassungsfähigkeit neuronaler Netzwerke durch domänenspezifisches Finetuning


Temel Kavramlar
Durch die Umwandlung von Batch-Normalisierungsschichten und die Integration von linearer Sondierung und Finetuning kann die Verzerrung von Merkmalen während des Finetunings erheblich reduziert und die Modellleistung sowohl auf in-Verteilung als auch auf out-of-Verteilung Datensätzen verbessert werden.
Özet

Der Artikel stellt einen neuartigen Ansatz namens "Domain-Aware Fine-Tuning" (DAFT) vor, der darauf abzielt, die Anpassungsfähigkeit und Leistung von feinabgestimmten neuronalen Netzwerken zu verbessern.

Der Kern des Ansatzes besteht aus zwei Haupttechniken:

  1. Batch-Normalisierungs-Umwandlung:
  • Vor dem Finetuning werden die Batch-Normalisierungsschichten des vortrainierten Modells an die Zieldomäne angepasst.
  • Dies reduziert die Verzerrung der vortrainierten Merkmale, indem die Statistiken und Parameter an die Zieldomäne angepasst werden.
  1. Integration von linearer Sondierung und Finetuning:
  • Die lineare Sondierung und das Finetuning werden in einem einzigen Schritt integriert.
  • Der Kopfklassifikator wird dabei mit schrittweise angepassten Merkmalen aus der Zieldomäne optimiert.
  • Dies adressiert die Limitierung von LP-FT, bei der der Kopfklassifikator nicht optimal an die sich anpassenden Merkmale angepasst wird.

Die Effektivität des DAFT-Ansatzes wird durch umfangreiche Experimente auf verschiedenen Klassifikations- und Segmentierungsaufgaben demonstriert. DAFT erzielt im Vergleich zu anderen Baseline-Methoden eine höhere Genauigkeit und eine geringere Verzerrung der vortrainierten Merkmale.

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İstatistikler
Die Batch-Normalisierungsstatistiken (Mittelwert und Varianz) der Zieldomäne unterscheiden sich oft erheblich von denen der Quelldomäne, was zu einer starken Verzerrung der vortrainierten Merkmale führen kann. Durch die Umwandlung der Batch-Normalisierungsschichten vor dem Finetuning können die relativen Änderungen der Netzwerkparameter und -statistiken deutlich reduziert werden.
Alıntılar
"Durch die Umwandlung von Batch-Normalisierungsschichten und die Integration von linearer Sondierung und Finetuning kann die Verzerrung von Merkmalen während des Finetunings erheblich reduziert und die Modellleistung sowohl auf in-Verteilung als auch auf out-of-Verteilung Datensätzen verbessert werden."

Önemli Bilgiler Şuradan Elde Edildi

by Seokhyeon Ha... : arxiv.org 03-27-2024

https://arxiv.org/pdf/2308.07728.pdf
Domain-Aware Fine-Tuning

Daha Derin Sorular

Wie könnte der DAFT-Ansatz auf andere Arten von neuronalen Netzwerken wie Transformatoren oder rekurrente Netzwerke erweitert werden?

Der DAFT-Ansatz könnte auf andere Arten von neuronalen Netzwerken wie Transformatoren oder rekurrente Netzwerke erweitert werden, indem die spezifischen Architekturen und Eigenschaften dieser Netzwerke berücksichtigt werden. Bei Transformatoren könnte die Integration von DAFT beispielsweise die Anpassung der Aufmerksamkeitsmechanismen und Schichten umfassen, um die Anpassungsfähigkeit des Modells zu verbessern. Für rekurrente Netzwerke könnte DAFT die Gewichtungen und Verbindungen zwischen den rekurrenten Einheiten optimieren, um eine bessere Anpassung an neue Domänen zu ermöglichen.

Welche zusätzlichen Techniken könnten neben der Batch-Normalisierungs-Umwandlung und der Integration von linearer Sondierung und Finetuning eingesetzt werden, um die Anpassungsfähigkeit neuronaler Netzwerke weiter zu verbessern?

Zusätzlich zur Batch-Normalisierungs-Umwandlung und der Integration von linearer Sondierung und Finetuning könnten weitere Techniken eingesetzt werden, um die Anpassungsfähigkeit neuronaler Netzwerke weiter zu verbessern. Dazu gehören: Regularisierungstechniken: Durch die Integration von Regularisierungsmethoden wie Dropout oder Gewichtsbeschränkungen kann die Generalisierungsfähigkeit des Modells verbessert werden. Data Augmentation: Durch die Anwendung von Data Augmentation-Techniken wie Bildrotation, Zufallscropping oder Farbmanipulation kann die Robustheit des Modells gegenüber Variationen in den Eingabedaten erhöht werden. Domain-Adaptation-Methoden: Die Integration von Domain-Adaptation-Techniken wie adversarialer Training oder Gewichtsanpassung an die Zielverteilung kann dazu beitragen, die Leistung des Modells auf neuen Domänen zu verbessern.

Wie könnte der DAFT-Ansatz in Kombination mit anderen Methoden zur Verbesserung der Übertragbarkeit, wie z.B. Regularisierung oder Gradientenmanipulation, eingesetzt werden, um die Leistung auf out-of-Verteilung-Datensätzen noch weiter zu steigern?

Der DAFT-Ansatz könnte in Kombination mit anderen Methoden zur Verbesserung der Übertragbarkeit wie Regularisierung oder Gradientenmanipulation eingesetzt werden, um die Leistung auf out-of-Verteilung-Datensätzen weiter zu steigern, indem: Regularisierung: Durch die Kombination von DAFT mit Regularisierungstechniken wie L1/L2-Regularisierung oder Dropout kann die Modellrobustheit verbessert und Overfitting reduziert werden. Gradientenmanipulation: Die Integration von Gradientenmanipulationstechniken wie Gradient Clipping oder Gradient Descent mit Momentum kann dazu beitragen, die Konvergenzgeschwindigkeit zu verbessern und die Stabilität des Trainingsprozesses zu erhöhen. Ensemble-Methoden: Durch die Verwendung von Ensemble-Methoden in Kombination mit DAFT können verschiedene Versionen des Modells kombiniert werden, um die Vorhersagegenauigkeit und Robustheit auf out-of-Verteilung-Datensätzen zu erhöhen.
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