RNN Train和Test Mismatch

李宏毅深度学习

https://www.bilibili.com/video/av9770302/?p=8

 

在看RNN的时候，你是不是也会觉得有些奇怪，

Train的过程中，

是把训练集中的结果作为下一步的输入

目标函数，是每一步的真实输出和训练集结果的交叉熵

 

Test的过程中，

是直接把每一步的输出作为下一步的输入

可以看到train和test的时候，每一步的输入是不一样的，这种不一致会带来什么问题？

 

对上面的树形结构，

表示学习的过程，如果网络完全正确的学习到我们的训练集，那就是左边的分支

但如果网络只在第一步没有学对，选择了B，而不是A

那么在test的时候，面对相同的句子，

那么它第一步会选B，但我们之前大部分的学习到的知识都集中在左边的分支，而右边的分支在学习的时候没有碰到过

所以对于网络后续的选择都只能乱选

从这个例子可以看出来，这种mismatch所带来的问题

 

 那么问题是，为什么train的时候，不也把真实的输出作为下一步的输入？

将真实输出作为下一步的输入，会导致网络很难训练

原因是，真实的输出是会变化的，

如上图，开始第一步的输出是B，那么第二步学到的是，输入是B的时候，我们也应该得到一个B

但是随着train的继续，第一步的输出会变成A，趋向正确的结果，这样，之前在第二步学的知识就没有用了，

所以对于训练过程中，我们需要保持condition的稳定性

 

那到底应该怎么样做？

Scheduled Sampling的方法就是每次用一个随机sampling来决定是用哪一个作为下一步的输入

那这个方法不是也会有我们上面说的不稳定问题吗？

注意上面的曲线图，这里sampling的概率是不断变化的，图表示的是用reference的概率随着训练次数的变化

可以看出来，刚开始选reference的概率非常大，所以刚开始和普通的RNN训练没有区别

但是随着训练次数的增多，慢慢的用model的概率会越来越大

这样做的好处是啥，

因为刚开始的时候model不稳定，所以用reference，但是随着训练的进行，model的输出越来越稳定，这时就换成用medel的输出来训练

这样做的好处是，在condition相对稳定的情况下，又可以消除train和test的mismatch