算法人生(18):從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“剪枝策略”看“怎么找回時間”
人們現(xiàn)在是用各種算法模擬人類的行為,其實,算法的思路也可以反向用于我們的工作、生活中。比如正文分享的這種剪枝策略。
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IT人的工作和生活難平衡這事,到底要怎么解決呢,讓我們從神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的“剪枝策略”中找點靈感吧!
剪枝策略是指訓練和優(yōu)化深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)時采取的一種技術(shù),從名字就知道,它就像修剪樹木一樣,去除不必要的枝葉,讓主干更加清晰,更有利于模型的健康成長。它旨在減少模型中的參數(shù)數(shù)量和計算量,從而提高模型的效率和性能。剪枝策略的核心思想是通過刪除不必要的神經(jīng)元或連接來簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),同時盡量保持模型的性能不受影響。
下面,讓我們來簡單了解下剪枝策略。
一、剪枝策略的原理
- 冗余神經(jīng)元和連接:在深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中,存在著大量的冗余神經(jīng)元和連接,它們對最終的模型性能貢獻不大。剪枝策略的原理就是通過識別和刪除這些冗余神經(jīng)元和連接,從而減少模型的參數(shù)數(shù)量和計算量。
- 稀疏性和泛化能力:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的稀疏性(sparsity)可以提高模型的泛化能力,即對未見過的數(shù)據(jù)的適應能力。剪枝策略通過創(chuàng)建稀疏模型,即刪除部分參數(shù)和連接,從而提高模型的泛化能力,并減少過擬合的風險。
- 精簡模型結(jié)構(gòu):剪枝策略可以將復雜的模型結(jié)構(gòu)精簡化,使其更加簡潔和高效。這有助于減少模型的存儲空間和計算資源的消耗,并提高模型的部署效率。
二、剪枝策略的步驟
- 初始化:首先,需要對深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓練,以獲得一個初始的模型。這個模型可以是在標準數(shù)據(jù)集上進行訓練得到的,也可以是已經(jīng)存在的預訓練模型。
- 重要性評估:接下來,需要對模型中的參數(shù)和連接進行重要性評估。通常使用的方法包括基于梯度的方法、敏感性分析等。這些方法可以幫助確定哪些參數(shù)和連接對模型的性能貢獻最小,從而成為剪枝的候選對象。
- 剪枝決策:根據(jù)重要性評估的結(jié)果,制定剪枝決策,即決定哪些參數(shù)和連接需要被剪掉。通常,可以設(shè)置一個閾值來確定剪枝的策略,將那些重要性低于閾值的參數(shù)和連接刪除。
- 剪枝操作:根據(jù)剪枝決策,對模型進行剪枝操作,刪除那些不必要的神經(jīng)元和連接。
- 微調(diào)和重訓練:在剪枝操作之后,需要對剪枝后的模型進行微調(diào)和重訓練,以恢復模型的性能。這一步驟通常需要在原始數(shù)據(jù)集上進行進一步的訓練,以確保模型在剪枝后仍然具有良好的泛化能力和性能。
三、剪枝策略的分類
- 預剪枝:通常基于一些預設(shè)的規(guī)則或閾值,在構(gòu)建決策樹或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的過程中,提前停止節(jié)點的進一步分裂或權(quán)重的學習。如限制樹的最大深度、節(jié)點所需的樣本數(shù)等。
- 后剪枝:先完全構(gòu)建決策樹或神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,之后從底部向上檢查每個子樹,如果某個子樹被替換為單個節(jié)點后,整體性能(如交叉驗證誤差)沒有明顯下降,則執(zhí)行剪枝操作,即用該節(jié)點代表整個子樹。
由以上的原理、步驟和分類,我們可以看出”剪枝策略”的基礎(chǔ)是“有冗余”、“刪除冗余連接”以提升整體“效率”,同時它有“重要性評估”的步驟,加上”預剪枝“和”后剪枝”兩種方法有策略性地實現(xiàn)了“剪枝”。那我們的這難以平衡的生活,是否也可以運用這一策略來找回那不知道去哪的時間呢?
首先,我們需要整理出自己生活中哪些事情是”冗余“的,比如某個時間段的閑聊,比如某些沒有效率的溝通方式,又或者是對部分娛樂八卦的追蹤等,每個人的情況不一樣,冗余的標準也不一樣,需自行根據(jù)自己的標準來整理冗余有哪些。
然后,看哪些冗余是可以刪減的,哪些是可以減少發(fā)生頻率的,哪些是可以縮短時間的。能刪除連接的,就刪除掉連接。實在刪不掉或不忍刪掉的,就賦予它一個“重要性”分數(shù),給它設(shè)定具體的啟動標準,比如什么場景下,什么時間可以啟動,啟動后賦予的最大時長是多少。假設(shè),追八卦有個啟動標準,那可以設(shè)定每天下班勞累一天后的時間,自己的精力也處于低峰期了,又是下班的坐車的路上,這時就是追八卦的時間,到家后就停止追八卦了。(只是舉例,大家舉一反三啊)。
接著,對于剪枝的兩個分類方法,可以類比我們在時間管理中經(jīng)常會用到的“優(yōu)先級矩陣”和“回顧與調(diào)整”
- 優(yōu)先級矩陣(預剪枝):這是一種預先確定任務重要性和緊急性的方法,把我們?nèi)粘5娜蝿辗譃樗念悾褐匾揖o急、重要但不緊急、不重要但緊急、不重要且不緊急。通過這種分類,可以“剪除”那些不重要或低優(yōu)先級的任務,優(yōu)先聚焦于真正有價值的工作,避免時間浪費在瑣碎或無關(guān)緊要的事情上。
- 回顧與調(diào)整(后剪枝):類似于Sprint開發(fā)中,Sprint回顧會通過定期回顧已完成的Sprint中遇到的問題或做的很好的地方,以此來幫助我們后續(xù)的Sprint能夠及時的發(fā)揮好的地方,避免做的不好的地方。這種“回顧并調(diào)整的方式”就類似于后剪枝。通過分析哪些計劃被執(zhí)行得高效、哪些活動占用了過多時間卻收效甚微,你可以“剪掉”那些低效的習慣、會議或日?;顒?,調(diào)整未來的時間規(guī)劃,以實現(xiàn)更優(yōu)的時間利用。比如每天早上回顧下昨天做的事情和今天要做的事情,梳理下哪些事情以后可以避免,哪些事情應該投入更多的精力等等。這種回顧可以是每日、每周或每月進行,依據(jù)個人的具體情況而定。
此外,在執(zhí)行過程中,我們還要根據(jù)任務的實際難易程度和進度來適時調(diào)整時間分配,比如發(fā)現(xiàn)某任務耗時遠超預期,及時重新規(guī)劃后續(xù)任務。
通過以上這樣的類比,我們可以看到,雖然時間管理和機器學習是兩個截然不同的領(lǐng)域,但在優(yōu)化資源分配、提升效率的目標下,兩者采用了類似的策略思路:既有事前的策略規(guī)劃以預防無效勞動(預剪枝),也有事后反饋和調(diào)整機制以不斷優(yōu)化(后剪枝)。具體的實際操作或許千差萬別,但是指導著具體操作的思維方式可能很類似哦!
如果你也知道有哪些機器學習的思維可以應用到我們的日常生活中,歡迎交流分享。
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