MAE 预训练模型

切换语言: MAE Pretraining Model

M14 是当前仓库中的自监督预训练路线。

核心思想

它采用 Masked Autoencoder 风格流程:

  1. 遮蔽大比例序列 patch;

  2. 只编码可见部分;

  3. 重建被遮蔽内容;

  4. 用学到的编码器做有监督 EPI 分类。

其重建目标可以写成:

\[\mathcal{L}_{\mathrm{MAE}} = \frac{1}{|\mathcal{M}|}\sum_{i \in \mathcal{M}} \ell(\hat{x}_i, x_i)\]

其中 \(\mathcal{M}\) 是被 mask 的 patch 集合,\(\ell\) 用来衡量重建结果 与真实内容之间的差异。

它和 M13 的区别

M13 引入的是外部大规模预训练基因组先验。 M14 则是在当前项目自身的数据分布上,通过自监督方式学习更贴近任务的表示。

为什么这一页重要

在调控基因组问题里,标签通常珍贵且有限,因此自监督路线很有吸引力,因为它可以:

  • 从未标注或弱标注序列中提取结构;

  • 让表示更贴近本项目数据分布;

  • 在“完全从零训练”和“直接用外部 foundation model”之间提供第三条路线。

实现逻辑

  • 编码器:Transformer 风格序列编码器

  • 预训练目标:mask reconstruction

  • 微调目标:enhancer-promoter 配对分类

也就是说,这个编码器会先在无监督条件下学习“序列结构长什么样”,然后再被迁移到有监督 的配对分类任务上。

项目中的作用

M14 让项目的表示学习光谱更完整:

  • 从零训练基线;

  • 高级序列模型;

  • 外部基础模型;

  • 项目内自监督预训练。

计算复杂度与适用范围

  • 时间复杂度:通常明显高于直接监督训练,因为要先做重建式预训练,再做下游微调。

  • 显存特征:预训练阶段加上后续微调,使其整体代价高于单纯任务头训练路线。

  • 适用范围:适合拥有较多无标注序列、并愿意为更强项目内表示学习投入额外训练成本的情况。

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