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OpenReview · Representation learning· Jack Lindsey; Samuel Lippl·· 2023-09-24精选AI 评分82

过参数化神经网络中多任务学习与微调的隐式正则化

Implicit regularization of multi-task learning and finetuning in overparameterized neural networks

AI 导读

基于摘要分析。该研究考察辅助任务学习如何影响目标任务的归纳偏置,比较同时训练的多任务学习(MTL)与顺序训练的预训练加微调(PT+FT)。核心贡献是在简化模型中刻画两者的隐式正则化,并提出微调中的“嵌套特征学习”(nested feature learning)行为。 理论分析针对使用梯度下降训练的两层对角线性网络。作者指出,MTL 与 PT+FT 对应的隐式正则化均鼓励任务间特征共享,以及所学任务特定特征的稀疏性。作者的分析表明,微调可同时具有核方法式的“惰性”(lazy)状态与特征学习式的“丰富”(rich)状态;此外,PT+FT 还可能偏向从预训练特征中提取稀疏子集,这一嵌套特征学习行为不能由上述任一状态单独概括。 作者报告,在 ReLU 网络中复现了这些定性行为,并观察到 PT+FT 倾向于学习与辅助任务所需特征相关但不同的特征,而 MTL 更倾向于让两个任务使用相同特征。作者报告,在其考察的较现实设置中,目标任务数据较少时 MTL 泛化更好,数据较多时 PT+FT 表现更好;图像分类深层架构实验也呈现定性一致的现象。作者还依据嵌套特征学习提出了 PT+FT 的修改,并报告经验性能改善。摘要未给出具体数据集、划分、指标、改动形式或提升幅度,实验协议、消融及统计信息尚未验证。 平台推测(待验证):若 EEG 辅助任务与目标任务共享部分特征,但目标判别特征并不完全相同,该机制可用于检验辅助任务训练策略是否受目标数据量制约。可复用的是 MTL 与 PT+FT 的比较框架,需改造的是 EEG 编码器、辅助任务及信号输入方式;低信噪比、被试差异、通道不一致和小数据可能使共享特征主要反映伪迹或个体特征。一个可检验的小实验是在同一 EEG 数据集上固定编码器、辅助数据和被试划分,仅改变目标任务标注量,比较两种策略及仅目标任务训练的基线,检验相对优势是否随数据量变化。相关 EEG 工作尚未检索确认,不能将图像任务结论直接视为 BCI 有效性证据。

阅读价值

该研究从隐式正则化角度区分 MTL 与 PT+FT 的特征共享偏置,为理解辅助任务与目标任务的数据量如何影响训练策略选择提供了可核对的机制解释,但其 EEG/BCI 适用性尚未验证。

来源:OpenReview · Representation learning · openreview.net