Ответ вслух Senior Энтропия и KL обновлено

Где в ML живёт KL

Вопрос

Где в машинном обучении используется KL-дивергенция? Назовите несколько мест и объясните, почему именно она.

Попробуйте сами

Ответьте вслух за 2 минуты, как на собесе. Потом сверьтесь с тезисами: что прозвучало, а что нет.

Показать ответ и разбор

Коротко

Во-первых, вся классификация: минимизация кросс-энтропии равна минимизации KL(p‖q) от распределения данных до модели, то есть MLE. Во-вторых, вариационный вывод и VAE: в ELBO есть слагаемое KL(q(zx)‖p(z)), которое держит кодировщик близко к приору.

Что должно прозвучать в ответе

  • Связь с кросс-энтропией и MLE

  • VAE: KL между апостериором кодировщика и приором

  • Дистилляция: KL между распределениями учителя и ученика с температурой

  • RLHF и PPO: штраф за уход политики от исходной модели

  • Мониторинг: дрейф распределений признаков и предсказаний (с оговорками про нули)

Что могут спросить следом

  • Почему в мониторинге часто берут PSI или JS вместо KL?
  • Почему в VAE KL считается аналитически?

Разбор

Во-первых, вся классификация: минимизация кросс-энтропии равна минимизации KL(p‖q) от распределения данных до модели, то есть MLE. Во-вторых, вариационный вывод и VAE: в ELBO есть слагаемое KL(q(z|x)‖p(z)), которое держит кодировщик близко к приору. Для двух гауссиан его считают по формуле, без сэмплирования. В-третьих, дистилляция: ученик минимизирует KL между смягчёнными температурой распределениями учителя и своими, и так перенимает знания о похожести классов. В-четвёртых, RLHF: при обучении политики с наградой добавляют штраф β·KL к исходной SFT-модели, чтобы модель не ушла в странные тексты, взламывая награду. В-пятых, мониторинг дрейфа, где сравнивают распределение признака в проде и в обучении. Там KL неудобна: несимметрична и бесконечна, если в новой корзине у старого распределения ноль, поэтому берут PSI (симметризованную KL по бинам со сглаживанием) или Йенсена-Шеннона.

Ответьте сами, а не прочитайте

В тренажёре вопрос попадёт в повторения и вернётся, когда начнёт забываться. Плюс билеты с зачётом: 20 вопросов, не больше 2 ошибок.