反转了?在一场新较量中,号称替代MLP的KAN只赢一局

反转了?在一场新较量中,号称替代MLP的KAN只赢一局

💡 原文中文,约4100字,阅读约需10分钟。
📝

内容提要

KAN是一种新的符号表示中的替代方法,具有更好的准确性和可解释性,参数更少。然而,在公平比较中,MLP通常在机器学习、计算机视觉、自然语言处理和音频处理等任务中优于KAN。差异在于激活函数,KAN使用B样条函数。KAN在符号表示任务中表现更好,但MLP在其他任务中通常更优。KAN和MLP在连续学习任务中的性能相似。KAN和MLP的主要区别在于激活函数和线性和非线性操作的顺序。在大多数任务中,MLP仍然是更好的选择。

🔎

延伸解读

公平比较的关键:控制参数与FLOP

此前KAN与MLP的对比常因参数或计算量不同而有失公允。新加坡国立大学的研究者推导了参数量和FLOP的计算公式,并在实验中严格控制两者相等。这种公平设置下,KAN仅在符号公式表示任务中领先,其他任务MLP更优。这提醒读者,评估新架构时需关注比较基准是否一致,否则结论可能被计算资源差异误导。

KAN优势来源:B样条激活函数

KAN在符号公式表示上的优势源于其使用的B样条激活函数。实验发现,将MLP的激活函数替换为B样条后,MLP在符号任务上的性能达到甚至超过KAN。但B样条无法提升MLP在计算机视觉等任务上的表现。这表明KAN的增益主要来自激活函数的设计,而非架构本身的普遍优越性。

持续学习:KAN遗忘问题更严重

在更标准的类递增持续学习设置中,固定训练迭代次数下,KAN的遗忘问题比MLP更严重。原始KAN论文使用一维函数平移任务比较,而本文采用更贴近实际的持续学习场景,结果发现KAN并未表现出优势。对于需要持续学习的应用,MLP可能是更稳妥的选择。

实践选择:MLP仍是多面手

综合多个领域的实验,MLP在机器学习、计算机视觉、自然语言处理和音频处理等大多数任务中优于KAN。KAN仅在符号公式表示任务中表现更好,且其优势在控制FLOP时也未必稳定。因此,在实际应用中,除非任务明确涉及符号公式表示,否则MLP仍是更通用、更可靠的选择。

❓

Q&A

KAN和MLP的主要区别是什么?

KAN和MLP的主要区别在于激活函数和线性与非线性操作的顺序。KAN使用B样条函数作为激活函数,而MLP通常使用ReLU或GELU等激活函数。

在符号表示任务中,KAN的表现如何?

在符号公式表示任务中,KAN的表现优于MLP,在控制参数数量的情况下,KAN在8个数据集中的7个上表现更好。

MLP在机器学习和计算机视觉任务中的表现如何?

在机器学习数据集上,MLP通常保持优势,在8个数据集中的6个上表现优于KAN。在计算机视觉数据集中,MLP的表现始终优于KAN。

KAN在连续学习任务中的表现如何?

KAN在连续学习任务中的表现并不比MLP好,且其遗忘问题比MLP更严重。

KAN的优势来源于什么?

KAN的优势源于其使用的B样条激活函数,这使得其在符号表示任务中表现更好。

在公平比较中,KAN和MLP的表现如何?

在公平比较中,KAN仅在符号公式表示任务中优于MLP,而在其他任务中,MLP通常表现更优。

🏷️

标签

➡️

继续阅读