Zero-Shot 学习

Zero-Shot 学习(零样本学习)是一种机器学习方法,它能够在没有特定任务训练数据的情况下完成任务。这种方法在自然语言处理(NLP)和其他领域中具有广泛的应用前景,尤其适用于新领域和语言的快速分类。

概念

  • Zero-Shot Learning (ZSL):ZSL 的基本思想是通过学习对象(例如图像)与语义嵌入之间的映射关系,在新的测试样本上进行推理。在传统的监督学习中,需要为每个任务提供训练样本和标签,但在实际应用中,很难进行全面的标注和收集,因此 ZSL 的出现极大地扩展了机器学习的应用场景。
  • Zero-Shot Text Classification (ZSTC):在 NLP 领域,ZSTC 是一种将文本分类器应用于未见过的类别或主题的技术。例如,对疫情新闻进行情感分析,但该分类器没有接受过疫情主题的训练。ZSTC 的核心是利用预训练的语言模型,通过建立文本与语义嵌入之间的映射关系来完成任务。

优点

  • 快速建立新分类器:ZSTC 可以快速建立新的分类器,不需要收集或标注训练数据,并且易于扩展到新的领域和语言。
  • 处理实际应用:ZSL 和 ZSTC 在处理实际应用中的自然语言文本分类任务时,是一种理想的方法。

应用

  • 自然语言处理:理解新的词汇或短语,进行文本分类和情感分析。
  • 语音识别:识别新的方言或口音。
  • 医疗诊断:识别新的疾病类型。

示例

假设我们已知驴子和马的形态特征,又已知老虎和鬣狗都是有相间条纹的动物,熊猫和企鹅是黑白相间的动物。在此基础上,我们定义斑马是黑白条纹相间的马科动物。即使不看任何斑马的照片,仅仅凭借推理,在动物园一众动物中,我们也能够找到斑马1

相关技术

  • 基于属性的 ZSL (Attribute-based ZSL):将类别描述为一系列属性,例如有毛、会飞等。模型学习属性与类别的关系,并根据新样本的属性预测其类别。
  • 基于嵌入的 ZSL (Embedding-based ZSL):将类别映射到一个语义空间,使得语义相似的类别在语义空间中距离较近。模型学习语义嵌入,并根据新样本的语义嵌入预测其类别。

结论

Zero-Shot 学习和 Zero-Shot 文本分类作为一种非常有前途的自然语言处理技术,将持续受到关注和研究。未来,它们将在自然语言处理领域的许多实际应用中发挥重要作用