算法工程師常用煉丹技巧匯總
本文轉(zhuǎn)載自：煉丹筆記 | 作者：時晴
Focal Loss
針對類別不平衡問題，用預(yù)測概率對不同類別的loss進(jìn)行加權(quán)。Focal loss對CE loss增加了一個調(diào)制系數(shù)來降低容易樣本的權(quán)重值，使得訓(xùn)練過程更加關(guān)注困難樣本。
loss = -np.log(p)
loss = (1-p)^G * loss
Dropout
隨機(jī)丟棄，抑制過擬合，提高模型魯棒性。
Normalization
Batch Normalization 于2015年由 Google 提出，開 Normalization 之先河。其規(guī)范化針對單個神經(jīng)元進(jìn)行，利用網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練時一個 mini-batch 的數(shù)據(jù)來計算該神經(jīng)元 
的均值和方差,因而稱為 Batch Normalization。
x = (x - x.mean()) / x.std()relu
用極簡的方式實現(xiàn)非線性激活，緩解梯度消失。
x = max(x, 0)Cyclic LR
每隔一段時間重啟學(xué)習(xí)率，這樣在單位時間內(nèi)能收斂到多個局部最小值，可以得到很多個模型做集成。
scheduler = lambda x: ((LR_INIT-LR_MIN)/2)*(np.cos(PI*(np.mod(x-1,CYCLE)/(CYCLE)))+1)+LR_MIN
With Flooding
當(dāng)training loss大于一個閾值時，進(jìn)行正常的梯度下降；當(dāng)training loss低于閾值時，會反過來進(jìn)行梯度上升，讓training loss保持在一個閾值附近，讓模型持續(xù)進(jìn)行“random walk”，并期望模型能被優(yōu)化到一個平坦的損失區(qū)域，這樣發(fā)現(xiàn)test loss進(jìn)行了double decent。
flood = (loss - b).abs() + bGroup Normalization
Face book AI research（FAIR）吳育昕-愷明聯(lián)合推出重磅新作Group Normalization（GN），提出使用Group Normalization 替代深度學(xué)習(xí)里程碑式的工作Batch normalization。一句話概括，Group Normbalization（GN）是一種新的深度學(xué)習(xí)歸一化方式，可以替代BN。
def GroupNorm(x, gamma, beta, G, eps=1e-5):
# x: input features with shape [N,C,H,W]
# gamma, beta: scale and offset, with shape [1,C,1,1]
# G: number of groups for GN
N, C, H, W = x.shape
x = tf.reshape(x, [N, G, C // G, H, W])
mean, var = tf.nn.moments(x, [2, 3, 4], keep dims=True)
x = (x - mean) / tf.sqrt(var + eps)
x = tf.reshape(x, [N, C, H, W])
return x * gamma + betaLabel Smoothing
label smoothing將hard label轉(zhuǎn)變成soft label，使網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化更加平滑。標(biāo)簽平滑是用于深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）的有效正則化工具，該工具通過在均勻分布和hard標(biāo)簽之間應(yīng)用加權(quán)平均值來生成soft標(biāo)簽。它通常用于減少訓(xùn)練DNN的過擬合問題并進(jìn)一步提高分類性能。
targets = (1 - label_smooth) * targets + label_smooth / num_classes
Wasserstein GAN
徹底解決GAN訓(xùn)練不穩(wěn)定的問題，不再需要小心平衡生成器和判別器的訓(xùn)練程度
基本解決了Collapse mode的問題，確保了生成樣本的多樣性
訓(xùn)練過程中終于有一個像交叉熵、準(zhǔn)確率這樣的數(shù)值來指示訓(xùn)練的進(jìn)程，數(shù)值越小代表GAN訓(xùn)練得越好，代表生成器產(chǎn)生的圖像質(zhì)量越高
不需要精心設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，最簡單的多層全連接網(wǎng)絡(luò)就可以做到以上3點(diǎn)。
Skip Connection
一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供恒等映射的能力，保證模型不會因網(wǎng)絡(luò)變深而退化。
F(x) = F(x) + x
https://www.zhihu.com/question/427088601
https://arxiv.org/pdf/1701.07875.pdf
https://zhuanlan.zhihu.com/p/25071913
https://www.zhihu.com/people/yuconan/posts
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