提高人工智能模型准确率的测试过程中需要注意什么?

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现在人工智能行业发展迅猛,那么人工智能产品特别是使用分类算法实现的产品中判断其能否上线通常是通过算法自带的准确率指标进行对比进行的。而准确率是人工智能模型通过训练后得出的,因此我们需要提高训练的准确率,这其中增加训练次数就是一个通用的方法,但是需要注意的是并不是训练次数越多越好。本文就通过3步来讲述怎样保证合适的训练次数来确保模型的准确率。

1

了解模型训练和结果的关系

目标

掌握人工智能产品评测指标跟训练过程的关系

步骤

1.人工智能产品的本质是选择合适算法然后根据历史数据进行训练得出一个最终的模型,通过这个模型即可对新数据进行预测,而预测的好坏取决于训练时得到的这个模型的指标,比如说分类算法的准确率

2.分类算法的准确率在训练结束的时候就已经固定了,因此需要在训练过程中进行一些改善的操作以期最终提升模型的准确率

3.通过增加训练次数可以在训练过程中让算法更好的从历史数据中归纳、统计规律进而提升模型的准确率

2

过拟合的定义

目标

掌握过拟合的定义

步骤

1.模型准确率的判断

  • 我们的数据分为训练数据和验证数据,通过训练数据进行训练可以得到一个模型,而模型必须在验证数据上进行评测才能科学评判其准确率,在训练数据上的准确率没有参考价值

  • 在训练数据上随着训练次数的增加,训练集上的准确率会增加,但是增加到一定程度的话就必须停止训练了,因为算法已经将数据中的规律全部学习完毕,再进行训练算法会学习到一些不属于规律的噪音数据。这时候我们就称之为训练过程中出现了过拟合

2.过拟合的定义

  • 过拟合就是模型的准确率在训练集上很高,但是在验证集上比较差,这时候训练得出的模型是不能上线的。

3

通过图形判断过拟合来确保模型准确率

目标

  • 掌握图形判断过拟合的方法

  • 掌握确保准确率的方法

步骤

1.通过准确率判断过拟合,如下图所示:

  • 如果图形中在验证集上的准确率先上升后下降而训练集的准确率一直上升的话在验证集准确率下降的一刻就表示出现了过拟合

2.通过损失率判断过拟合,如下图所示:

  • 如果图形中在验证集上的损失率先下降后上升而训练集的准确率一直下降的话在验证集准确率上升的一刻就表示出现了过拟合

3.在出现过拟合的一刻结束模型的训练,可保证模型的准确率达到最佳

4

总结

测试人员在测试人工智能产品的时候,需要对模型的准确率做个提升的测试,而通过增加训练次数可以很好达到这个效果,需要注意的是训练次数有个度,而通过图形检测在出现过拟合的同时结束模型训练可以确保模型的质量最佳。

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AI应用和机器学习模型测试与传统软件测试有所不同,因为其核心依赖于数据驱动的算法和模型推理能力。测试人员在进行AI模型测试时,需要结合算法模型的特性、应用场景以及数据质量等多方面因素,制定全面的测试策略。 ### AI应用测试的主要内容 1. **功能测试** 验证AI应用在特定输入下是否能输出预期的结果。与传统软件不同,AI应用的功能测试通常需要考虑输入数据的多样性、噪声干扰以及边界情况。例如,在图像识别任务中,需要测试模型对模糊图像、光照变化、角度偏移等情形的处理能力。 2. **性能测试** 包括响应时间、吞吐量、资源消耗等指标。在AI应用中,性能测试尤其重要,因为深度学习模型可能涉及大量计算资源,测试人员需评估模型在不同硬件平台上的表现[^1]。 3. **数据质量测试** AI模型依赖于训练数据和测试数据的质量。测试人员需检查数据是否具有代表性、是否存在偏差、数据分布是否合理等。可以采用留出法(hold-out)、交叉验证等方法划分数据集以确保测试有效性[^2]。 4. **模型评估指标测试** 包括准确率(Accuracy)、精确率(Precision)、召回率(Recall)、F1分数、AUC-ROC曲线等。这些指标帮助测试人员量化模型的推理能力,尤其是在分类和预测任务中[^3]。 5. **鲁棒性与安全性测试** 测试模型在异常输入、对抗样本、数据漂移等情况下是否能保持稳定输出。例如,在自动驾驶系统中,模型必须能应对各种复杂环境和潜在攻击[^4]。 6. **可解释性测试** 对于高风险应用(如医疗、金融),模型的决策过程需要具备可解释性。测试人员应评估模型是否能提供清晰的推理路径,以增强用户信任和合规性。 ### 测试策略与方法 1. **测试集准备** 使用留出法或交叉验证法划分训练集、验证集和测试集。确保测试集覆盖真实场景中的数据分布,并包含边缘案例和异常数据[^2]。 2. **模型组件测试** 将AI模型拆解为多个子模块进行测试,如特征提取、归一化处理、分类器等部分,验证每个模块的功能是否符合预期。 3. **自动化测试与持续集成** 利用自动化工具对模型进行回归测试,结合CI/CD流程,确保每次模型更新后都能快速验证其性能与稳定性。 4. **监控与反馈机制** 在生产环境中部署模型监控系统,实时跟踪模型的输入输出、性能变化和异常行为,及时反馈给测试和开发团队进行优化[^3]。 5. **对抗测试** 构造对抗样本测试模型的鲁棒性,评估其在恶意输入下的表现,确保模型具备一定的防御能力[^4]。 ### 示例:模型评估指标测试代码 以下是一个使用Python对分类模型进行评估的示例代码: ```python from sklearn.metrics import accuracy_score, precision_score, recall_score, f1_score, roc_auc_score # 假设 y_true 是真实标签,y_pred 是模型预测结果 y_true = [1, 0, 1, 1, 0, 1] y_pred = [1, 0, 1, 0, 0, 1] accuracy = accuracy_score(y_true, y_pred) precision = precision_score(y_true, y_pred) recall = recall_score(y_true, y_pred) f1 = f1_score(y_true, y_pred) print(f"Accuracy: {accuracy}") print(f"Precision: {precision}") print(f"Recall: {recall}") print(f"F1 Score: {f1}") ``` ### 测试人员的角色与职责 - **理解业务需求**:明确AI模型的应用场景和关键性能指标。 - **设计测试用例**:基于数据分布和业务逻辑设计多样化的测试用例。 - **执行与评估**:使用自动化工具和评估指标对模型进行全面测试。 - **结果分析与报告**:分析测试结果,撰写测试报告,提出优化建议。
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