- 集成学习方法
在机器学习中的集成学习可以在一定程度上提高预测精度,常见的集成学习方法有Stacking、Bagging和Boosting,同时这些集成学习方法与具体验证集划分联系紧密。
由于深度学习模型一般需要较长的训练周期,如果硬件设备不允许建议选取留出法,如果需要追求精度可以使用交叉验证的方法。
下面假设构建了10折交叉验证,训练得到10个CNN模型。
那么在10个CNN模型可以使用如下方式进行集成:
- 对预测的结果的概率值进行平均,然后解码为具体字符;
- 对预测的字符进行投票,得到最终字符。
- 深度学习中的集成学习
此外在深度学习中本身还有一些集成学习思路的做法,值得借鉴学习:
5.3.1 Dropout
Dropout可以作为训练深度神经网络的一种技巧。在每个训练批次中,通过随机让一部分的节点停止工作。同时在预测的过程中让所有的节点都其作用。
Dropout
经常出现在在先有的
CNN
网络中,可以有效的缓解模型过拟合的情况,也可以在预测时增加模型的精度。
加入
Dropout
后的网络结构如下:
5.3.2 TTA
测试集数据扩增(Test Time Augmentation,简称TTA)也是常用的集成学习技巧,数据扩增不仅可以在训练时候用,而且可以同样在预测时候进行数据扩增,对同一个样本预测三次,然后对三次结果进行平均。
5.3.3 Snapshot
本章的开头已经提到,假设我们训练了10个CNN则可以将多个模型的预测结果进行平均。但是加入只训练了一个CNN模型,如何做模型集成呢?
在论文Snapshot Ensembles中,作者提出使用cyclical learning rate进行训练模型,并保存精度比较好的一些checkopint,最后将多个checkpoint进行模型集成。
由于在cyclical learning rate中学习率的变化有周期性变大和减少的行为,因此CNN模型很有可能在跳出局部最优进入另一个局部最优。在Snapshot论文中作者通过使用表明,此种方法可以在一定程度上提高模型精度,但需要更长的训练时间。
- 结果后处理
在不同的任务中可能会有不同的解决方案,不同思路的模型不仅可以互相借鉴,同时也可以修正最终的预测结果。
在本次赛题中,可以从以下几个思路对预测结果进行后处理:
- 统计图片中每个位置字符出现的频率,使用规则修正结果;
- 单独训练一个字符长度预测模型,用来预测图片中字符个数,并修正结果。