Прежде чем перейти к статье, хочу вам представить, экономическую онлайн игру Brave Knights, в которой вы можете играть и зарабатывать. Регистируйтесь, играйте и зарабатывайте!
Глубокое обучение — один из важнейших инструментов анализа огромных объёмов данных. Оно управляет принятием решений во всех сферах деятельности, адаптируясь к точности передаваемых ему людьми знаний.
Однако может случиться и так, что модели предоставят слишком большой объём информации, поскольку задача глубокого обучения заключается в нахождении паттернов и связей между примерами данных с целью ответов на вопросы и подтверждения гипотез. Чем же является уменьшение масштабов датасета ради стабильности и эффективности: недостатком или преимуществом?
Ниже мы расскажем о том, почему при повышении стабильности модели глубокого обучения так важен размер данных.
Связь размера масштабов данных и стабильности
Модель глубокого обучения становится нестабильной или её точность понижается, когда диапазон данных слишком обширен для осознания или когда их границы становятся расплывчатыми. Когда пространство между примерами данных увеличивается, снижается точность. Для создания более умных систем компаниям нужны модели, способные к ускоренному и инновационному мышлению.
Масштабирование данных или признаков под более подходящий размер благодаря снижению этого расстояния создаёт стабильность в модели глубокого обучения с целью получения более быстрых и точных результатов. Стабильность модели системы подчёркивает её способность оставаться устойчивой к изменениям в датасете без создания сильно различающихся результатов по сравнению с этапом до внесения изменений дата-саентистами.
Надёжный датасет позволяет создать качественную модель машинного обучения, однако каким же должен быть его размер, чтобы начать решать сложные задачи? Могут возникать неточные инференсы, поскольку сильно различающиеся примеры данных слишком малого или слишком большого размера запутывают алгоритмы.
Однако масштабирование всегда необходимо выполнять с какой-то целью. Неточные или несогласованные результаты — признак того, что аналитикам необходимо оценить масштаб датасета. Цель заключается в повышении селективности примеров данных с более строгим определением их близости друг к другу.
Стандартизация, нормализация и обучение стабильности
Изменение масштабов с целью обучения модели стабильности принимает различные виды. Его компоненты помогают при регрессивном моделировании, определяющем, какие переменные влияют друг на друга. Каким же образом эти методики позволяют создавать более стабильные модели глубокого обучения?
- Нормализация: при этой все примеры данных и размещаются их в стандартном диапазоне, например, между нулём и единицей. В идеале у аналитиков есть понимание минимальных и максимальных диапазонов и уверенность в отсутствии сильно выделяющихся выбросов.
- Стандартизация: эта операция выравнивает данные относительно среднего значения (нуля) и стандартного отклонения (единицы). Если аналитики могут устранить из уравнения единицы измерения, то стандартизация способна стать наилучшей альтернативой.
Эти методики обеспечивают согласованность данных без потери смысла, однако могут привести к различиям в решениях: на пользу модели может пойти изучение объяснений с разными масштабами данных. Часто аналитики выполняют эти шаги на этапе предварительной обработки, чтобы они не приводили к неточным решениям, способным в дальнейшем нарушить работу нейронных сетей.
Процесс проб и ошибок на этом этапе разработки глубокого обучения может быть долгим и дорогостоящим. Однако он стоит потраченного времени, потому что обеспечит наибольший выигрыш для любой технологии, будь то обработка естественного языка для чат-бота или ИИ в технологии Internet of Things (IoT).
Создание более стабильных моделей глубокого обучения
Если масштабы данных более подходят под контекст, результаты модели становятся более конкретными и совершенными. Когда модели передаются примеры данных разного масштаба, веса становятся хаотичными. Например, информацию, относящуюся к единицам измерений, невозможно точно соотнести с денежными единицами. Алгоритмы обучаются эффективнее, если атрибуты метаданных схожи, но определённы.
Кроме того, это повышает стабильность модели, поскольку глубокое обучение точно взвешивает поступающие данные. Оно становится умнее с каждым примером данных и принятым решением, поэтому может сравнивать входящие данные с имеющимся пулом информации, определяя, насколько сильно они будут влиять на результаты.
Однако существует ещё несколько проблем с масштабированием. Например, что будет, если в датасете возникают пробелы, когда он становится слишком маленьким, или когда ценность данных имеет неточные веса?
Для решения этих проблем можно стратегически применять курируемое сэмплирование и дата-майнинг, однако дата-саентисты всё ещё изучают способы наиболее точного выбора информации для датасетов.
Наряду с повышением точности модели дата-саентисты могут преобразовывать данные при помощи дополнительных данных. Датасеты податливы, поэтому если результаты работы модели демонстрируют перекошенное гауссово распределение, когда его быть не должно, настаёт время изучить визуализацию и сделать выводы.
Изменение масштабов для совершенствования модели глубокого обучения
Хотя кажется логичным, что повышение объёма информации сделает систему умнее, иногда для улучшения глубокого обучения необходимо уменьшить масштабы с целью формирования экспертизы. Компании должны курировать модели глубокого обучения, а не подвергать их влиянию мешанины посторонних факторов. Как ни странно, чтобы получить максимум от глубокого обучения, необходимо ограничить данные до необходимого минимума с целью повышения точности и улучшения результатов.
