使用 ML.NET CLI 自动进行模型训练

ML.NET CLI 可为 .NET 开发人员自动生成模型。

若要单独使用 ML.NET API(不使用 ML.NET AutoML CLI),需要选择训练程序(针对特定任务的机器学习算法的实现),以及要应用到数据的数据转换集(特征工程)。 每个数据集的最佳管道各不相同,从所有选择中选择最佳算法增加了复杂性。 此外,每个算法都有一组要调整的超参数。 因此,可能会花费数周甚至数月时间进行机器学习模型优化,以尝试找到特征工程、学习算法和超参数的最佳组合。

ML.NET CLI 使用自动机器学习 (AutoML) 简化了此过程。

注意

本文涉及目前处于预览状态的 ML.NET CLI 和 ML.NET AutoML,且材料可能会有所变化

什么是 ML.NET 命令行接口 (CLI)?

ML.NET CLI 是一个 .NET 工具。 安装后,你为其指定一个机器学习任务和一个训练数据集,而它将生成一个 ML.NET 模型以及要运行的 C# 代码,以便在应用程序中使用该模型。

如下图所示,生成高质量的 ML.NET 模型(序列化模型 .zip 文件)以及用于运行该模型/对该模型评分的示例 C# 代码非常简单。 此外,还会生成用于创建/训练该模型的 C# 代码,以便可以研究和迭代用于该生成的“最佳模型”的算法和设置。

在 ML.NET CLI 内部工作的 AutoML 引擎

可以从自己的数据集生成这些资产而无需自行编码,因此,即使已经了解 ML.NET,它也可以提高工作效率。

目前,ML.NET CLI 支持的 ML 任务包括:

  • 分类
  • 回归
  • 建议
  • 图像分类
  • 预测
  • 定型 (train)

可以使用以下命令根据操作系统及其体系结构安装 ML.NET CLI:

dotnet tool install --global mlnet-<OS>-<ARCH>

例如,x64 版本的 Windows 可以与以下项一起安装:

dotnet tool install --global mlnet-win-x64

有关详细信息,请参阅安装 ML.NET CLI 操作指南。

使用情况示例(分类方案):

mlnet classification --dataset "yelp_labelled.txt" --label-col 1 --has-header false --train-time 10

还有一个命令,你可以使用 mbconfig 文件进行训练。 启动模型生成器会话时,会创建 mbconfig 文件。

从命令行执行 ML.NET 分类

可以在 Windows PowerShell、macOS/Linux bash 或 Windows CMD 上以相同的方式运行它。 但是,表格自动填写(参数建议)不适用于 Windows CMD

生成的输出资产

CLI 中的 ML 任务命令在输出文件夹中生成以下资产:

  • C# 解决方案以及:
    • 一个控制台应用,用于运行生成的模型并进行评分(使用该模型在最终用户应用中进行预测)。
    • 包含用于生成该模型的训练代码的控制台应用(用于学习目的或模型重新训练)。
      • 此序列化模型(“最佳模型”)也作为压缩的 .zip 文件提供,可用于运行预测。
      • mbconfig 文件,其中包含允许在模型生成器中打开模型的配置数据。
  • 日志文件,包含有关评估的多种算法的所有迭代/扫描的信息(包括其详细配置/管道)。

前两个资产可以直接用于最终用户应用(如 ASP.NET Core Web 应用、服务和桌面应用),以使用生成的 ML 模型进行预测。

第三个资产(训练代码)显示 CLI 用于训练生成的模型的 ML.NET API 代码,因此,可以在后台重新训练模型并调查和迭代 CLI 和 AutoML 选择的特定训练程序/算法及超参数。

了解模型的质量

使用 CLI 工具生成“最佳模型”时,可看到适用于所针对的 ML 任务的质量指标(例如准确性和 R 平方)。

这里总结了按 ML 任务分组的指标,以便于了解自动生成的“最佳模型”的质量。

分类模型的指标

下图显示 CLI 找到的排名前五的模型的分类指标列表:

排名前五的模型的分类指标

准确性是分类问题的常用指标,但准确性并不总是用于选择最佳模型的最佳指标,如下文参考中所述。 在某些情况下,需要使用其他指标评估模型的质量。

若要探索和了解由 CLI 输出的指标,请参阅分类评估指标

回归和建议模型指标

如果观测值与模型预测值之间的差异很小且无偏差,则回归模型能够很好地拟合数据。 可以使用特定指标评估回归。

你将看到一个类似的列表,其中包含 CLI 找到的排名前五的质量模型的指标,但在这种情况下,排名前五的模型与回归 ML 任务相关:

排名前五的模型的回归指标

若要探索和了解 CLI 输出的指标,请参阅回归评估指标

请参阅