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Few-shot learning并不稳定?受哪些因素影响?

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链载Ai 显示全部楼层 发表于 昨天 10:02 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

ingFang SC", miui, "Hiragino Sans GB", "Microsoft Yahei", sans-serif;font-size: 14px;letter-spacing: 0.5px;text-align: start;background-color: rgb(255, 255, 255);white-space-collapse: preserve !important;word-break: break-word !important;">分享两篇论文

ingFang SC", miui, "Hiragino Sans GB", "Microsoft Yahei", sans-serif;font-size: 14px;letter-spacing: 0.5px;text-align: start;background-color: rgb(255, 255, 255);white-space-collapse: preserve !important;word-break: break-word !important;">1.《Fantastically ordered prompts and where to find them: Overcoming few-shot prompt order sensitivity》

ingFang SC", "Microsoft YaHei", "Source Han Sans SC", "Noto Sans CJK SC", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif;font-size: 15px;letter-spacing: normal;text-align: start;text-wrap: wrap;background-color: rgb(255, 255, 255);">(ACL 2022 outstanding paper)

ingFang SC", "Microsoft YaHei", "Source Han Sans SC", "Noto Sans CJK SC", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif;font-size: 15px;letter-spacing: normal;text-align: start;text-wrap: wrap;background-color: rgb(255, 255, 255);">1.1 太长不看版

ingFang SC", "Microsoft YaHei", "Source Han Sans SC", "Noto Sans CJK SC", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif;font-size: 15px;letter-spacing: normal;text-align: start;text-wrap: wrap;background-color: rgb(255, 255, 255);">样本顺序影响结果

ingFang SC", "Microsoft YaHei", "Source Han Sans SC", "Noto Sans CJK SC", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif;font-size: 15px;letter-spacing: normal;text-align: start;text-wrap: wrap;background-color: rgb(255, 255, 255);">1.2 仔细说明版

ingFang SC", "Microsoft YaHei", "Source Han Sans SC", "Noto Sans CJK SC", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif;font-size: 15px;letter-spacing: normal;text-align: start;text-wrap: wrap;background-color: rgb(255, 255, 255);">样本顺序指的是在训练机器学习模型时,输入样本的排列方式。在大多数传统的监督学习场景中,模型会被训练在大量标记好的数据上,样本的顺序通常被认为是无关紧要的,因为模型通过梯度下降等优化算法学习数据中的模式,理论上不会受到样本顺序的影响。

ingFang SC", "Microsoft YaHei", "Source Han Sans SC", "Noto Sans CJK SC", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif;font-size: 15px;letter-spacing: normal;text-align: start;text-wrap: wrap;background-color: rgb(255, 255, 255);">然而,在**少量样本学习(few-shot learning)或上下文学习(in-context learning)**的设置中,样本顺序变得非常重要。在这些设置中,模型不是通过梯度下降来调整参数,而是通过观察少量的示例来生成预测。这些示例被用作上下文或提示(prompts),直接引导模型对新的输入做出反应。因此,即使是相同的几个样本,如果它们的顺序不同,也可能导致模型做出完全不同的预测。

ingFang SC", "Microsoft YaHei", "Source Han Sans SC", "Noto Sans CJK SC", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif;font-size: 15px;letter-spacing: normal;text-align: start;text-wrap: wrap;background-color: rgb(255, 255, 255);">例如,假设我们有一个分类任务,需要模型识别文本的情感倾向(积极或消极)。如果我们提供给模型两个示例:一个积极和一个消极的评论,那么这两个示例的顺序可能会影响模型对新评论情感的判断。如果模型先看到消极的评论,它可能会对后续的评论倾向于预测消极的结果,反之亦然。

ingFang SC", "Microsoft YaHei", "Source Han Sans SC", "Noto Sans CJK SC", "WenQuanYi Micro Hei", sans-serif;font-size: 15px;letter-spacing: normal;text-align: start;text-wrap: wrap;background-color: rgb(255, 255, 255);">论文中,作者们通过实验发现,在少量样本学习中,样本顺序会让预训练语言模型的性能在SOTA和随机猜之间波动。他们进一步提出了一种方法,通过构建人工开发集并使用熵统计量来识别出性能较好的样本顺序,也即构建更好的prompt,从而提高了模型的预测准确性和鲁棒性

2. 《Calibrate Before Use: Improving Few-Shot Performance of Language Models》

2.1 太长不看版

GPT-3,虽然可以在某种程度上实现zero/few shot learning,但performance非常不稳定,尤其是在三个方面受影响:prompt的格式、few shot的训练样本,训练样本的顺序。

GPT-3总是倾向于预测出常见的label、倾向于预测离prompt结尾最近的样本label、倾向于预测一些常见的词(majority label bias, recency bias, and common token bias)

2.2 仔细说明版

一个prompt通常包含三个部分:整体格式、几个训练样本、训练样本的排列。

整体格式,或者说模板,就是任务说明和训练样本/测试样本的占位符。训练样本,就是few-shot中的shot。训练样本的排列,指的是训练样本在prompt中的顺序。为什么说这种排列很重要,因为语言模型更新隐层的时候,是从左到右的方式。

实验显示GPT3非常依赖训练样本的选择和顺序。顺序甚至比样本的选择更重要。不同的顺序可能会让精度从54.3%变化到93.4%.

往prompt里增加训练样本并不会减少这种偏差。有时甚至加的样本越多,acc越低。这种偏差在更大的模型中也可能会很高。也即这种偏差在不同参数量的模型、各种任务均有出现。

什么导致了这种高偏差?

  • 多数标签偏见(majority label bias):倾向于预测在prompt中频繁出现的标签。所以从0-shot到1-shot往往会观察到掉点现象,因为模型倾向于重复1-shot的label。这种偏见在生成任务中也会发生。

  • 临近偏见(recency bias):倾向于重复prompt末尾的答案。比如prompt中的四个例子的label顺序是 PPNN,模型将高度偏好预测负样本。这种临近偏见甚至比多数标签偏见更影响结果。比如PPPN会导致90%的预测是负样本。

  • 常见标记偏见(common token bias):倾向于在其预训练数据中频繁出现的答案。

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