基于先验知识的最大后验偏好优化框架MaPPO

本文提出MaPPO框架,通过将先验奖励知识融入优化目标,扩展了现有偏好学习方法。该框架兼容DPO及其变体,在MT-Bench等基准测试中展现性能提升,且不增加计算复杂度。

摘要

随着大语言模型(LLM)代理用户时代的到来,偏好优化(PO)方法已成为对齐人类偏好与提升模型性能的核心技术。提出最大后验偏好优化(MaPPO)框架,通过将先验奖励估计融入最大后验(MaP)目标,扩展了现有基于最大似然估计(MLE)的方法。该框架不仅能泛化DPO及其变体,还通过缓解响应二元分类的过度简化问题提升对齐效果。值得注意的是,MaPPO无需引入额外超参数,同时支持离线和在线优化场景,并可作为插件兼容SimPO、IPO、CPO等DPO变体。在MT-Bench、AlpacaEval 2.0和Arena-Hard三个基准测试中,不同规模模型系列的实验表明,该方法在保持计算效率的同时持续提升对齐性能。

技术亮点

  1. 先验知识整合:通过贝叶斯框架将先验奖励估计融入优化目标
  2. 兼容性设计:支持作为插件增强现有DPO变体(SimPO/IPO/CPO)
  3. 双模式优化:同时支持离线和在线偏好学习场景
  4. 效率保障:在7B至70B参数规模的LLM上验证计算效率

方法架构

  1. 概率建模:建立包含先验分布的响应偏好概率模型
  2. 优化目标:推导基于KL散度的正则化损失函数
  3. 动态加权:自动平衡先验知识与观测数据贡献
  4. 梯度分析:证明相比DPO具有更平滑的优化路径

实验结果

基准测试 相对DPO提升 训练耗时增幅
MT-Bench +12.3% <1%
AlpacaEval 2.0 +9.7% 0.8%
Arena-Hard +15.2% 1.2%

应用价值

  • 提升对话系统的安全对齐能力
  • 增强基于人类反馈的强化学习(RLHF)稳定性
  • 为多模态大模型的偏好学习提供通用框架
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