24、AutoML @ NeurIPS18 Challenge:自动化机器学习竞赛深度剖析

AutoML @ NeurIPS18 Challenge:自动化机器学习竞赛深度剖析

1. 竞赛基本设置

本次竞赛对每个数据集的处理时间进行了严格限制,若超出预算将导致提交被取消资格。完成任务的总时间略超 2 小时,最大的数据集(A)被允许用 1 小时处理。时间预算的确定是基于起始套件中提供给参与者的基线方法所需时间进行估算的,提供的基线方法耗时约为预算时间的三分之一到四分之一。在最终阶段,为每个数据集分配了成比例的时间预算。每个参与者每天可上传两份提交,此机制旨在避免工作节点饱和以及反馈阶段的过拟合问题。

每个提交都会被分配一台具有相同特性的虚拟机:8 个 CPU、16GB RAM 和 100GB 存储容量,这确保了对参与者解决方案的公平比较。竞赛使用了一个由六台具有上述规格的计算节点组成的队列,这些计算节点由巴黎萨克雷大学和微软研究院通过 Azure 资助提供。

为参与者提供了两种不同的竞赛环境。最初提供了一个装有 Python 2.7 和标准机器学习库的 Docker 容器,数据以表格形式提供,参与者可以从一开始就专注于构建预测模型,我们将此竞赛设置称为 Python - 2。在收到参与者的反馈后,推出了第二个 Docker 容器,运行 Python 3 并允许安装更新的软件包和库。此外,还对 Python - 2 版本进行了多项改进,包括提供原始特征、为参与者的解决方案提供更准确的耗时和特征类型信息,将此设置称为 Python - 3。尽管两种环境使用不同版本的编程语言和数据格式,但挑战设置完全相同,包括数据集、评估指标、时间预算等。参与者只能选择其中一个环境参赛,以避免有人通过在两个环境中多次提交获得优势。

2. 评估指标

深度学习作为人工智能的关键分支,依托多层神经网络架构对高维数据进行模式识别与函数逼近,广泛应用于连续变量预测任务。在Python编程环境中,得益于TensorFlow、PyTorch等框架的成熟生态,研究者能够高效构建面向回归分析的神经网络模型。本资源库聚焦于通过循环神经网络及其优化变体解决时序预测问题,特别针对传统RNN在长程依赖建模中的梯度异常现象,引入具有门控机制的长短期记忆网络(LSTM)以增强序列建模能力。 实践案例涵盖从数据预处理到模型评估的全流程:首先对原始时序数据进行标准化处理与滑动窗口分割,随后构建包含嵌入层、双向LSTM层及全连接层的网络结构。在模型训练阶段,采用自适应矩估计优化器配合早停策略,通过损失函数曲线监测过拟合现象。性能评估不仅关注均方根误差等量化指标,还通过预测值与真实值的轨迹可视化进行定性分析。 资源包内部分为三个核心模块:其一是经过清洗的金融时序数据集,包含标准化后的股价波动记录;其二是模块化编程实现的模型构建、训练与验证流程;其三是基于Matplotlib实现的动态结果展示系统。所有代码均遵循面向对象设计原则,提供完整的类型注解与异常处理机制。 该实践项目揭示了深度神经网络在非线性回归任务中的优势:通过多层非线性变换,模型能够捕获数据中的高阶相互作用,而Dropout层与正则化技术的运用则保障了泛化能力。值得注意的是,当处理高频时序数据时,需特别注意序列平稳性检验与季节性分解等预处理步骤,这对预测精度具有决定性影响。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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