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機(jī)器學(xué)習(xí)方法遷移學(xué)習(xí)的發(fā)展和研究資料說明

2020-07-17 | pdf | 0.75 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

  近年來,遷移學(xué)習(xí)已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注和研究。遷移學(xué)習(xí)是運(yùn)用已存有的知識(shí)對(duì)不同但相關(guān)領(lǐng)域問題進(jìn)行求解的一種新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。它放寬了傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)中的兩個(gè)基本假設(shè):(1) 用于學(xué)習(xí)的訓(xùn)練樣本與新的測(cè)試樣本滿足獨(dú)立同分布的條件;(2) 必須有足夠可利用的訓(xùn)練樣本才能學(xué)習(xí)得到一個(gè)好的分類模型。目的是遷移已有的知識(shí)來解決目標(biāo)領(lǐng)域中僅有少量有標(biāo)簽樣本數(shù)據(jù)甚至沒有的學(xué)習(xí)問題。對(duì)遷移學(xué)習(xí)算法的研究以及相關(guān)理論研究的進(jìn)展進(jìn)行了綜述,并介紹了在該領(lǐng)域所做的研究工作,特別是利用生成模型在概念層面建立遷移學(xué)習(xí)模型。最后介紹了遷移學(xué)習(xí)在文本分類、協(xié)同過濾等方面的應(yīng)用工作,并指出了遷移學(xué)習(xí)下一步可能的研究方向。

  隨著社會(huì)發(fā)展的信息化和網(wǎng)絡(luò)化,人們?cè)谌粘I詈凸ぷ髦袩o時(shí)無刻不在獲取信息,分析信息,并以此作為決策的依據(jù)。在一定程度上,信息的擁有量已經(jīng)成為決定和制約人類社會(huì)發(fā)展的重要因素。想要高效、準(zhǔn)確地尋找到所需的信息,信息分類是必不可少的第一步。通過分類,信息可以得到有效的組織管理,有利于快速、準(zhǔn)確地定位信息。分類學(xué)習(xí)問題,是機(jī)器學(xué)習(xí)中一種重要的學(xué)習(xí)方法,目前已經(jīng)得到廣泛的研究與發(fā)展。 在傳統(tǒng)分類學(xué)習(xí)中,為了保證訓(xùn)練得到的分類模型具有準(zhǔn)確性和高可靠性,都有兩個(gè)基本的假設(shè):(1) 用于學(xué)習(xí)的訓(xùn)練樣本與新的測(cè)試樣本滿足獨(dú)立同分布的條件;(2) 必須有足夠可利用的訓(xùn)練樣本才能學(xué)習(xí)得到一個(gè)好的分類模型。但是,在實(shí)際應(yīng)用中我們發(fā)現(xiàn),這兩個(gè)條件往往無法滿足。首先,隨著時(shí)間的推移,原先可利用的有標(biāo)簽的樣本數(shù)據(jù)可能變得不可用,與新來的測(cè)試樣本的分布產(chǎn)生語義、分布上的缺口。比如,股票數(shù)據(jù)就是很有時(shí)效性的數(shù)據(jù),利用上月份的訓(xùn)練樣本學(xué)習(xí)得到的模型并不能很好地預(yù)測(cè)本月份的新樣本。另外,有標(biāo)簽的樣本數(shù)據(jù)往往很匱乏,而且很難獲得。在 Web 數(shù)據(jù)挖掘領(lǐng)域,新數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn),已有的訓(xùn)練樣本已經(jīng)不足以訓(xùn)練得到一個(gè)可靠的分類模型,而標(biāo)注大量的樣本又非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力,而且由于人的主觀因素容易出錯(cuò),這就引起了機(jī)器學(xué)習(xí)中另外一個(gè)重要問題,如何利用少量的有標(biāo)簽訓(xùn)練樣本或者源領(lǐng)域數(shù)據(jù),建立一個(gè)可靠的模型對(duì)目標(biāo)領(lǐng)域數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)(源領(lǐng)域數(shù)據(jù)和目標(biāo)領(lǐng)域數(shù)據(jù)可以不具有相同的數(shù)據(jù)分布).He 等人[1]指出數(shù)據(jù)分類首先要解決訓(xùn)練集樣本抽樣問題,如何抽到具有代表性的樣本集作為訓(xùn)練集是一個(gè)值得研究的重要問題。提出極小樣本集抽樣方法用于基于超曲面分類算法,該方法可感知非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的分布,并以極小樣本集作為代表子集。該文還指出了極小樣本集有多少種表達(dá)方式,給出了樣本缺失情況下準(zhǔn)確率的精確估計(jì)。文獻(xiàn)[1]表明,在實(shí)際中保證訓(xùn)練得到的分類模型具有高準(zhǔn)確性和可靠性的兩個(gè)基本假設(shè)并不是每種算法都能做到的,因此研究遷移學(xué)習(xí)變得非常重要。 近年來,遷移學(xué)習(xí)已經(jīng)引起了廣泛的關(guān)注和研究[2?18]。根據(jù)維基百科的定義??,遷移學(xué)習(xí)是運(yùn)用已存有的知識(shí)對(duì)不同但相關(guān)領(lǐng)域問題進(jìn)行求解的一種新的機(jī)器學(xué)習(xí)方法。它放寬了傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)中的兩個(gè)基本假設(shè),目的是遷移已有的知識(shí)來解決目標(biāo)領(lǐng)域中僅有少量有標(biāo)簽樣本數(shù)據(jù)甚至沒有的學(xué)習(xí)問題。遷移學(xué)習(xí)廣泛存在于人類的活動(dòng)中,兩個(gè)不同的領(lǐng)域共享的因素越多,遷移學(xué)習(xí)就越容易,否則就越困難,甚至出現(xiàn)“負(fù)遷移”[19,20]的情況,產(chǎn)生副作用。比如:一個(gè)人要是學(xué)會(huì)了騎自行車,那他就很容易學(xué)會(huì)開摩托車;一個(gè)人要是熟悉五子棋,也可以輕松地將知識(shí)遷移到學(xué)習(xí)圍棋中。但是有時(shí)候看起來很相似的事情,卻有可能產(chǎn)生“負(fù)遷移”現(xiàn)象。比如,學(xué)會(huì)騎自行車的人來學(xué)習(xí)三輪車反而不適應(yīng),因?yàn)檫@兩種車型的重心位置不同[21,22]。近幾年來,已經(jīng)有相當(dāng)多的研究者投入到遷移學(xué)習(xí)領(lǐng)域中,每年在機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘的頂級(jí)會(huì)議中都有關(guān)于遷移學(xué)習(xí)的文章發(fā)表,比如,ICML, SIGKDD,NIPS,ICDM 以及 CIKM 等。下面針對(duì)遷移學(xué)習(xí)研究展開系統(tǒng)的綜述,特別是從遷移學(xué)習(xí)采用的技術(shù)角度進(jìn)行介紹。

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