初始训练完成后如何向scikit-learn模型新增训练数据避免全量重训?
Scikit-learn增量训练解决方案
你需要的是**增量学习(在线学习)**能力,Scikit-learn中支持增量训练的模型都实现了partial_fit方法,完全可以满足你每次新增少量样本更新模型的需求,不需要每次全量重训。
线性回归场景的实现方案
你当前用的普通LinearRegression是基于闭式解计算的,本身不支持增量训练,可以替换为同效果的SGDRegressor(基于随机梯度下降优化的线性回归,配置对应参数后效果和普通线性回归一致),具体代码如下:
初始训练阶段
from sklearn.linear_model import SGDRegressor from sklearn.preprocessing import StandardScaler # SGD类模型对特征尺度敏感,必须先做归一化 scaler = StandardScaler() scaled_train_X = scaler.fit_transform(test) # 配置loss为squared_error即等价于线性回归 model = SGDRegressor(loss="squared_error") # 初始训练用partial_fit,后续就可以直接增量更新 model.partial_fit(scaled_train_X, result) # 预测逻辑 scaled_task_X = scaler.transform(task) model.predict(scaled_task_X)
新增样本增量训练阶段
# 新增样本必须用同一个归一化器做转换 scaled_new_X = scaler.transform(one_test) # 直接调用partial_fit即可完成模型更新,不需要用到历史数据 model.partial_fit(scaled_new_X, one_result)
其他支持增量训练的Scikit-learn模型
除了上面提到的SGDRegressor,还有以下常用模型支持partial_fit接口:
- 线性分类/回归模型:
SGDClassifier、PassiveAggressiveClassifier、PassiveAggressiveRegressor - 朴素贝叶斯模型:
MultinomialNB、BernoulliNB - 聚类模型:
MiniBatchKMeans - 特征预处理工具:
StandardScaler、MinMaxScaler等也支持增量更新归一化参数
注意事项
- 树模型(决策树、随机森林、GBDT类模型)、传统SVM等算法本身不支持增量训练,如果使用这类模型暂时没有低成本的增量更新方案,建议定期全量重训
- 增量训练要注意数据分布漂移问题,如果新增样本的分布和初始训练样本差异过大,模型效果会出现衰减,建议定期拿全量数据校验模型效果,衰减过多时做一次全量重训
- 使用基于梯度下降的增量模型时,必须保证输入特征做了统一的归一化处理,否则会出现梯度更新不稳定、模型效果波动大的问题
内容的提问来源于stack exchange,提问作者John Ber
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