ハイパーパラメータの自動チューニング

完全自動化MLOps

Arturo Opsetmoen Amador

Senior Consultant - Machine Learning

ハイパーパラメータとは?

ハイパーパラメータは学習プロセスを制御する調整可能な値です。

  • 学習中には学習されない
  • モデル学習前に設定する

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例:

  • ニューラルネットのモデル構造
  • 決定木の分岐数
  • 学習率
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ハイパーパラメータチューニングとは?

データサイエンティストがニューラルネットのハイパーパラメータを調整する画像。学習ルーチンは学習時に学習可能なパラメータを調整し、組合せごとに異なるスコアが出る。

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ハイパーパラメータ調整の手法

  • グリッドサーチ

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  • ランダムサーチ

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  • ベイズ最適化

秩序立った探索を示すグリッドサーチのアニメーション。

ランダムな探索を示すランダムサーチのアニメーション。

知的な探索を示すベイズ探索のアニメーション。

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ハイパーパラメータ調整を自動化

ハイパーパラメータの組合せ探索を行うエンジンの画像。

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自動ハイパーパラメータ調整の手順

  • 定義が必要:
    • 最適化するハイパーパラメータ集合
    • 各パラメータの探索空間
    • 最適化する評価指標
    • 停止条件

プロセスの図: 最適化するハイパーパラメータの定義、各ハイパーパラメータの探索空間の定義、最適化対象の指定、停止条件の指定。下部でハイパーパラメータチューニング手法が全体を駆動。

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最良のハイパーパラメータ集合を自動で探索

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前のプロセス図を拡張。下部で最良のハイパーパラメータ集合が見つかる。

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ハイパーパラメータと環境の対称性

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環境の対称性を示す図。同じ調整済みハイパーパラメータを開発・実験と本番の両方で使用。

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ハイパーパラメータ調整 - 実験トラッキング

自動ハイパーパラメータ調整のプロセス図。プロセス上部で自動実験トラッキングが、調整中に使用したハイパーパラメータなどのメタデータを収集し、メタデータストアに保存。

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例 - ハイパーパラメータの可視化

ハイパーパラメータ可視化ツールの例。

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Let's practice!

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