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Pytorch入门之一文看懂SGD
发布时间:2024-04-29 03:41:08浏览次数:

pytorch.optim包中可以直接调用SGD进行构建优化器,很简单,也很方便,但仍有一些细节需要注意一下

参考:Pytorch中优化器源码解析

PyTorch由4个主要包装组成:
1.Torch:类似于Numpy的通用数组库,可以在将张量类型转换为(torch.cuda.TensorFloat)并在GPU上进行计算。
2.torch.autograd:用于构建计算图形并自动获取渐变的包
3.torch.nn:具有共同层和成本函数的神经网络库
4.torch.optim:具有通用优化算法(如SGD,Adam等)的优化包

这里调用SGD的常用格式是:

 

这里是例化了一个对象,优化器的实现需要给出网络的参数空间param_groups,然后就会得到优化器optimizer,该优化器叫SGD,即随机梯度下降。在神经网络中,优化器通过反向传播计算得到的梯度来更新网络的参数,达到训练的目的,从而降低目标函数的值。常见目标函数有平均误差和交叉熵(cross?entropy)

?

那么,这个优化器是如何实现参数的优化的呢?那就得进入SGD的源码来看了

下面直接根据SGD的源码进行说明(截取一部分,帮助我们去理解内部在干什么)

? class SGD(Optimizer):
? def __init__(self, params, lr=required, momentum=0, dampening=0,
weight_decay=0, nesterov=False):
defaults = dict(lr=lr, momentum=momentum, dampening=dampening,
? weight_decay=weight_decay, nesterov=nesterov)
if nesterov and (momentum <= 0 or dampening != 0):
raise ValueError("Nesterov momentum requires a momentum and zero dampening")
super(SGD, self).__init__(params, defaults)

这是SGD的__init__方法,我们从这里只需要知道SGD中的param_group是一个长度为2的list,其中params, lr=required, momentum=0, dampening=0, weight_decay=0, nesterov=False组成一个字典,即param_groups[0],至于param_group[1]表明了优化器状态。其他参数简单提一下,learningRate(梯度下降速率),learningRateDecay(梯度下降速率的衰减),weightDecay(权重衰减),momentum(动量?or?冲量)等等

 

方法step是SGD进行参数优化的核心,其实只要看到最后一行p.data.add_(-group['lr'], d_p),你就能明白这是什么了,没错,这就是w -=?learning?rate * (w的梯度)。从这里我们就知道了,梯度的计算要在step函数之前进行,否则你拿什么来更新参数呢?

这里要注意一下 y.add_(a,b)?就是? y+a*b,而不是y+a+b!

于是乎,就有了我们常见的一种写法:

 

Note:

1、进行新一轮backward之前,一定要清空之前那个batch输入在计算图中留下的梯度,否则下面的backward产生的新梯度将会和旧梯度形成梯度累加。

2、我们一般都会把model移到GPU上,故模型参数将会从cpu变成gpu上的参数,参数的变化要求我们必须得在创建优化器之前就得做好转移的工作。

SGD具体的源码我也给在这了:https://github.com/pytorch/pytorch/blob/cd9b27231b51633e76e28b6a34002ab83b0660fc/torch/optim/sgd.py#L63

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