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近日，在華為開發(fā)者大會上，華為移動服務(wù)（HMS）向廣大開發(fā)者發(fā)布了手機(jī)及IoT設(shè)備上的AI解決方案——“MindSpore Lite”，方便開發(fā)者在自己的應(yīng)用中快速搭建智能服務(wù)，幫助應(yīng)用識別圖像、語音，實(shí)現(xiàn)與人交流溝通，從而大幅降低AI應(yīng)用開發(fā)門檻，為智能世界注入更多想象空間。相比其他框架，它擁有高效的內(nèi)核算法和匯編級優(yōu)化，能充分發(fā)揮硬件算力；提供超輕量的解決方案，模型更小跑得更快，能部署在極限環(huán)境中；同時支持業(yè)界主流模型格式，并提供模型壓縮、數(shù)據(jù)處理等能力，方便用戶快速部署。

MindSpore Lite發(fā)布會著重提到了自定義模型，即用戶不用局限于官方提供的模型，可以根據(jù)自己的需要優(yōu)化模型。譬如對于檢測水果的應(yīng)用，可以使用官方通用的圖片分類模型，加上開發(fā)者自己的水果圖片，通過MindSpore來進(jìn)行訓(xùn)練、優(yōu)化模型，從而獲得更高的檢測準(zhǔn)確率，使得應(yīng)用變得更加智能。允許自定義模型，可以讓官方的模型多出許多的延伸和分支，開發(fā)者也能擁有更大的發(fā)揮空間，可以說是應(yīng)用創(chuàng)新的利器。而這個讓人眼前一亮的特性源自MindSpore Lite搭載的“增量學(xué)習(xí)算法”。

增量學(xué)習(xí)：人工智能產(chǎn)業(yè)的“新寵”算法

在智能應(yīng)用開發(fā)過程中，人們會借助于機(jī)器學(xué)習(xí)算法，過去這些算法大部分都是批量學(xué)習(xí)Batch Learning模式，即假設(shè)在訓(xùn)練之前所有訓(xùn)練樣本一次都可以得到，學(xué)習(xí)這些樣本之后，學(xué)習(xí)過程就終止而不再學(xué)習(xí)新的知識。然而在實(shí)際應(yīng)用中，訓(xùn)練樣本通常不可能一次全部得到，而是隨著時間逐步得到，并且樣本反映的信息也可能隨著時間產(chǎn)生變化。如果新樣本到達(dá)后要重新學(xué)習(xí)全部數(shù)據(jù)就需要消耗大量時間和空間，效率也隨之大大降低。

由于“一次性批量輸入”的特性，批量學(xué)習(xí)模式被形象的稱為“填鴨式學(xué)習(xí)”，在面對動態(tài)數(shù)據(jù)訓(xùn)練需求時，會形成算力的極大浪費(fèi)，拖慢應(yīng)用開發(fā)速度。為此，學(xué)術(shù)界將更靈活、更具成長性的“增量學(xué)習(xí)”模式納入人工智能的未來算法考量。

增量學(xué)習(xí)是指一個學(xué)習(xí)系統(tǒng)能不斷地從新樣本中學(xué)習(xí)新的知識，并能保存大部分以前已經(jīng)學(xué)習(xí)到的知識。增量學(xué)習(xí)非常類似于人類自身的學(xué)習(xí)模式。因?yàn)槿嗽诔砷L過程中，每天學(xué)習(xí)和接收新的事物，而每一次學(xué)習(xí)都將“烙印”成記憶，從而形成智能的積累。

鑒于增量學(xué)習(xí)“無需保存歷史數(shù)據(jù)”的特性，從而減少存儲空間的占用，特別適合存儲資源有限的場景；此外，由于增量學(xué)習(xí)充分利用了歷史的訓(xùn)練結(jié)果，可以顯著地減少后續(xù)訓(xùn)練的時間，使應(yīng)用開發(fā)更快、經(jīng)濟(jì)成本更低。目前，增量學(xué)習(xí)主要有兩方面的應(yīng)用：一是用于數(shù)據(jù)庫非常大的情形，例如Web日志記錄；二是用于流數(shù)據(jù), 例如股票交易數(shù)據(jù)。

對于開發(fā)者而言，最熟悉的莫過于fine-tune，當(dāng)大規(guī)模數(shù)據(jù)訓(xùn)練時，加載整個網(wǎng)絡(luò)并且訓(xùn)練也是比較耗時的事情。尤其是當(dāng)計(jì)算資源不足時，或者需要使用CPU訓(xùn)練時，雖然微調(diào)總體需要訓(xùn)練步數(shù)較少，但每一步依然需要消耗CPU大量計(jì)算時間。

MindSpore搭載的增量訓(xùn)練算法，將網(wǎng)絡(luò)拆分為兩個子網(wǎng)絡(luò)，完全凍結(jié)特征提取網(wǎng)絡(luò)層，只訓(xùn)練較小訓(xùn)練量的全連接網(wǎng)絡(luò)，這樣既給用戶提供了自定義模型的靈活度，同時在訓(xùn)練速度也非常具有優(yōu)勢。

華為“增量學(xué)習(xí)”：智能應(yīng)用開發(fā)的助推器

在孵化一款智能應(yīng)用的過程中，搭建系統(tǒng)性的模型框架是關(guān)鍵的一環(huán)，而這往往又是技術(shù)要求高、模型訓(xùn)練、調(diào)試時間和算力投入較高的一環(huán)，而華為MindSpore可以高效解決上述問題。MindSpore具有“增量學(xué)習(xí)”能力，可以實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練時間大幅度縮減，快速打造智能應(yīng)用，為開發(fā)者提供打造智能應(yīng)用的捷徑。

華為“增量學(xué)習(xí)”算法，其主要優(yōu)勢在于保留舊樣本中已經(jīng)學(xué)習(xí)到的知識，做到已有知識的累加，這將避免從頭開始的重復(fù)訓(xùn)練，大幅降低訓(xùn)練參數(shù)量，加快智能服務(wù)的成型。

更為可貴的是，MindSpore 的增量學(xué)習(xí)技術(shù)，不僅可以在云端進(jìn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練，還可在手機(jī)、平板等產(chǎn)品終端進(jìn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練，這就減少了云端服務(wù)器采買的昂貴費(fèi)用，調(diào)用終端的計(jì)算能力，降低了應(yīng)用開發(fā)成本，為開發(fā)者提供易用的、免費(fèi)的服務(wù)幫助。

通過“增量學(xué)習(xí)”等技術(shù)的融入，MindSpore 顯著減少模型開發(fā)時間，降低模型開發(fā)門檻。MindSpore原生適應(yīng)每個場景包括端、邊緣和云，在與華為昇騰AI處理器的協(xié)同優(yōu)化下，可實(shí)現(xiàn)運(yùn)行態(tài)的高效，大大提高計(jì)算性能；同時，MindSpore也支持GPU、CPU等其它處理器。

HMS Toolkit：智能應(yīng)用開發(fā)的“螺絲刀”

如果說“增量學(xué)習(xí)算法”是智能應(yīng)用開發(fā)的引擎，那么HMS Toolkit則是為智能應(yīng)用嵌入華為HMS Core的執(zhí)行工具—— “螺絲刀”。

HMS Toolkit是一個IDE工具插件，提供一套含應(yīng)用創(chuàng)建、編碼和轉(zhuǎn)換、調(diào)測、測試和發(fā)布的開發(fā)工具，可以幫助開發(fā)者以更低的開發(fā)成本、更高的開發(fā)效率集成HMS Core服務(wù)。

當(dāng)開發(fā)者已經(jīng)開發(fā)了一個Android應(yīng)用，集成和使用了GMS（Google Mobile Services）服務(wù)，需要快速遷移使用HMS Core服務(wù)和上線華為應(yīng)用市場的時候；或者當(dāng)開發(fā)者準(zhǔn)備開發(fā)一個新應(yīng)用，需要快速集成華為HMS Core服務(wù)和上線華為應(yīng)用市場的時候，HMS Toolkit就是其最好的幫手。

HMS Toolkit眾多開發(fā)工具中，針對圖像分類的遷移學(xué)習(xí)，提供了AI Create功能，通過深度的機(jī)器學(xué)習(xí)和模型訓(xùn)練，可以很好地幫助用戶對圖像進(jìn)行精確的識別。

AI Create利用遷移學(xué)習(xí)算法在具有良好泛化能力的基座分類模型的基礎(chǔ)上，針對特定領(lǐng)域（如汽車、動物等）百張級數(shù)據(jù)進(jìn)行分鐘級的學(xué)習(xí)訓(xùn)練，自動生成圖像分類識別的新模型，該生成的新模型可以自動識別圖像所屬的類別。HMS Toolkit還提供一鍵生成模型調(diào)用的API文件和模型調(diào)用Demo示例工程的功能，方便開發(fā)者在應(yīng)用程序中快速驗(yàn)證和調(diào)用圖像分類AI模型。

目前，華為HMS生態(tài)中已進(jìn)駐超過180多萬開發(fā)者，全球接入HMS Core的應(yīng)用數(shù)量超過9萬款，開發(fā)者已成為華為進(jìn)軍人工智能時代的主要力量。為幫助開發(fā)者簡化開發(fā)流程、提高開發(fā)效率，華為HMS不斷提供諸如“增量學(xué)習(xí)”算法等先進(jìn)技術(shù)解決方案，普惠更多有想法、有創(chuàng)意的優(yōu)秀開發(fā)者，攜手為用戶打造更美好的全場景智慧生活。