單元二:分類與機器學習基本語言

單元二:分類與機器學習基本語言

建立 sample、feature、label、training、inference、loss 與 generalization 的共同概念。

單元二:分類與機器學習基本語言

模型在學什麼?

監督式學習從「輸入與正確答案」範例中學習規則。以虛構客服分類為例:

名稱 意義
sample 一則訊息
feature 原始文字或由文字產生的數值表示
label 該訊息的正確類別
class 所有可能答案中的一個選項
model 從 feature 預測 class 的函數
有標籤資料 → fit/training → 已訓練模型
新資料     → predict/inference → 預測標籤

Parameter 與 Hyperparameter

Parameter 是模型從資料學到的數值,例如每個文字特徵的權重或神經網路 weights。

Hyperparameter 是研究者設定或搜尋的選項,例如 n-gram 範圍、regularization、learning rate、batch size 與 epochs。

調 hyperparameter 也在使用資料,因此只能依 training/validation 決定,不能依 test answers 調整。

Multiclass、Multi-label 與 Multi-task

  • Multiclass:多個互斥類別中選一個。
  • Multi-label:同一筆資料可以同時有多個標籤。
  • Multi-task:shared model 同時學習多個相關任務,再由不同 heads 輸出。

Multi-task 的假設是任務共享資訊,但若任務難度與資料量差異很大,也可能互相干擾。

Loss 與 Metric 不同

Loss 是訓練時更新參數的訊號,例如 cross-entropy。Metric 是研究者判斷結果的標準,例如 Macro-F1。

Training loss 下降不代表指定 metric 一定上升,也不代表新資料表現改善。

Underfitting、Overfitting、Generalization

  • Underfitting:模型連訓練資料的重要規律都沒學好。
  • Overfitting:模型記住雜訊或偶然模式,換新資料便失敗。
  • Generalization:模型學到能套用到未見資料的規律。

研究關心的是 generalization,不是 training set 記憶力。

模型不是查表

查表只會問「完全相同的輸入出現過嗎?」分類模型則嘗試學習「哪些模式使輸入更像某個類別」。不同模型只是以不同方式定義與學習相似性。

Teach-back

  1. Parameter 與 hyperparameter 各舉一例。
  2. Training 與 inference 的資料角色有何不同?
  3. Multiclass 和 multi-label 有何不同?
  4. 為什麼 loss 下降不能直接證明模型更好?
  5. 用虛構例子說明 overfitting。

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