Finetuning
Issue Date: 2025-10-07 [Paper Note] Evolution Strategies at Scale: LLM Fine-Tuning Beyond Reinforcement Learning, Xin Qiu+, arXiv'25, 2025.09 GPT Summary- 進化戦略（ES）を用いて、事前学習済みの大規模言語モデル（LLMs）の全パラメータをファインチューニングする初の成功事例を報告。ESは数十億のパラメータに対して効率的に探索でき、サンプル効率やロバスト性、パフォーマンスの安定性において既存の強化学習（RL）手法を上回ることを示す。これにより、LLMファインチューニングの新たな方向性が開かれる。 Comment
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続報:
#NeuralNetwork #Analysis #Pocket #NLP #LanguageModel #Selected Papers/Blogs
Issue Date: 2025-07-24 [Paper Note] Subliminal Learning: Language models transmit behavioral traits via hidden signals in data, Alex Cloud+, arXiv'25 GPT Summary- サブリミナル学習は、言語モデルが無関係なデータを通じて特性を伝達する現象である。実験では、特定の特性を持つ教師モデルが生成した数列データで訓練された生徒モデルが、その特性を学習することが確認された。データが特性への言及を除去してもこの現象は発生し、異なるベースモデルの教師と生徒では効果が見られなかった。理論的結果を通じて、全てのニューラルネットワークにおけるサブリミナル学習の発生を示し、MLP分類器での実証も行った。サブリミナル学習は一般的な現象であり、AI開発における予期しない問題を引き起こす可能性がある。 Comment
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教師モデルが生成したデータから、教師モデルと同じベースモデルを持つ[^1]生徒モデルに対してファインチューニングをした場合、教師モデルと同じ特性を、どんなに厳しく学習元の合成データをフィルタリングしても、意味的に全く関係ないデータを合成しても（たとえばただの数字列のデータを生成したとしても）、生徒モデルに転移してしまう。これは言語モデルに限った話ではなく、ニューラルネットワーク一般について証明された[^2]。
また、MNISTを用いたシンプルなMLPにおいて、MNISTを教師モデルに対して学習させ、そのモデルに対してランダムノイズな画像を生成させ、同じ初期化を施した生徒モデルに対してFinetuningをした場合、学習したlogitsがMNIST用ではないにもかかわらず、MNISTデータに対して50%以上の分類性能を示し、数字画像の認識能力が意味的に全く関係ないデータから転移されている[^3]、といった現象が生じることも実験的に確認された。
このため、どんなに頑張って合成データのフィルタリングや高品質化を実施し、教師モデルから特性を排除したデータを作成したつもりでも、そのデータでベースモデルが同じ生徒を蒸留すると、結局その特性は転移されてしまう。これは大きな落とし穴になるので気をつけましょう、という話だと思われる。
[^1]: これはアーキテクチャの話だけでなく、パラメータの初期値も含まれる
[^2]: 教師と生徒の初期化が同じ、かつ十分に小さい学習率の場合において、教師モデルが何らかの学習データDを生成し、Dのサンプルxで生徒モデルでパラメータを更新する勾配を計算すると、教師モデルが学習の過程で経た勾配と同じ方向の勾配が導き出される。つまり、パラメータが教師モデルと同じ方向にアップデートされる。みたいな感じだろうか？元論文を時間がなくて厳密に読めていない、かつalphaxivの力を借りて読んでいるため、誤りがあるかもしれない点に注意
[^3]: このパートについてもalphaxivの出力を参考にしており、元論文の記述をしっかり読めているわけではない
#ComputerVision #Pretraining #Pocket #Transformer #PEFT(Adaptor/LoRA) #ICML
Issue Date: 2025-07-14 [Paper Note] ExPLoRA: Parameter-Efficient Extended Pre-Training to Adapt Vision Transformers under Domain Shifts, Samar Khanna+, ICML'25 GPT Summary- PEFT技術を用いたExPLoRAは、事前学習済みビジョントランスフォーマー（ViT）を新しいドメインに適応させる手法で、教師なし事前学習を通じて効率的にファインチューニングを行う。実験では、衛星画像において最先端の結果を達成し、従来のアプローチよりも少ないパラメータで精度を最大8%向上させた。 Comment
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これまでドメイン適応する場合にラベル付きデータ+LoRAでFinetuningしていたのを、ラベル無しデータ+継続事前学習の枠組みでやりましょう、という話のようである。
手法は下記で、事前学習済みのモデルに対してLoRAを適用し継続事前学習する。ただし、最後尾のLayer、あるいは最初と最後尾のLayerの両方をunfreezeして、trainableにする。また、LoRAはfreezeしたLayerのQ,Vに適用し、それらのLayerのnormalization layerもunfreezeする。最終的に、継続事前学習したモデルにヘッドをconcatしてfinetuningすることで目的のタスクを実行できるようにする。詳細はAlgorithm1を参照のこと。
同じモデルで単にLoRAを適用しただけの手法や、既存手法をoutperformhttps://github.com/user-attachments/assets/14935879-75a4-4e4a-a176-1b1eabc4b8fd"
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画像+ViT系のモデルだけで実験されているように見えるが、LLMとかにも応用可能だと思われる。
OpenReview: https://openreview.net/forum?id=2jibzAXJzH¬eId=rgNMHmjShZ
#NeuralNetwork #ComputerVision #Pocket #NLP #ICML #Selected Papers/Blogs #OOD #Generalization #Encoder #Encoder-Decoder #KeyPoint Notes #Souping Issue Date: 2025-11-28 [Paper Note] Model soups: averaging weights of multiple fine-tuned models improves accuracy without increasing inference time, Mitchell Wortsman+, ICML'22, 2022.03 GPT Summary- ファインチューニングされたモデルの重みを平均化する「モデルスープ」手法を提案し、精度と堅牢性を向上させることを示す。従来のアンサンブル手法とは異なり、追加のコストなしで複数のモデルを平均化でき、ImageNetで90.94%のトップ1精度を達成。さらに、画像分類や自然言語処理タスクにも適用可能で、分布外性能やゼロショット性能を改善することが確認された。 Comment
transformerベースの事前学習済みモデル（encoder-only, encoder-decoderモデル）のファインチューニングの話で、共通のベースモデルかつ共通のパラメータの初期化を持つ、様々なハイパーパラメータで学習したモデルの重みを平均化することでよりロバストで高性能なモデルを作ります、という話。似たような手法にアンサンブルがあるが、アンサンブルでは利用するモデルに対して全ての推論結果を得なければならないため、計算コストが増大する。一方、モデルスープは単一モデルと同じ計算量で済む（＝計算量は増大しない）。
スープを作る際は、Validation dataのAccが高い順に異なるFinetuning済みモデルをソートし、逐次的に重みの平均をとりValidation dataのAccが上がる場合に、当該モデルをsoupのingridientsとして加える。要は、開発データで性能が高い順にモデルをソートし、逐次的にモデルを取り出していき、現在のスープに対して重みを平均化した時に開発データの性能が上がるなら平均化したモデルを採用し、上がらないなら無視する、といった処理を繰り返す。これをgreedy soupと呼ぶ。他にもuniform soup, learned soupといった手法も提案され比較されているが、画像系のモデル（CLIP, ViTなど)やNLP(T5, BERT)等で実験されており、greedy soupの性能とロバストさ（OOD;分布シフトに対する予測性能）が良さそうである。
#Article #Analysis #NLP #Blog #Tokenizer #Encoder Issue Date: 2025-08-02 日本語ModernBERTの開発: トークナイザと性能の関係編 （3_3）, SBIntuitions, 2025.05 Comment
SBIntuitionsが公開している事前学習済みModernBertは4.4Tトークンの超大規模なトークンで学習されており、それらには多様な表現が出現するため通常では大幅に性能が劣化してしまうトークナイザの事後的にトークナイザを変換し、変換後トークナイザ→サブワード化を実施した場合に、downstreamタスクの性能が劣化するかを調査。その結果、性能の劣化がほとんど表出しなかった（特にモデルサイズが310mの場合は性能の劣化はほぼなさそう）。また、MeCab（Unidic)でわかち書きかれている前提の固有表現認識ベンチマークでの評価の結果、同様の条件でトークナイズをするモデル（パラメータサイズも同等）と、同等程度の性能を示した。ので、SBIntuitionsが公開している日本語ModernBERTにおいては、トークナイザを事後的に変換したのちにサブワード化を実施しモデルのinputとするような方法をしても、問題なさそう、という感じな模様。興味深い。
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