『PyTorch』第十一弹_torch.optim优化器

一、简化前馈网络LeNet

import torch as t

class LeNet(t.nn.Module):
    def __init__(self):
        super(LeNet, self).__init__()
        self.features = t.nn.Sequential(
            t.nn.Conv2d(3, 6, 5),
            t.nn.ReLU(),
            t.nn.MaxPool2d(2, 2),
            t.nn.Conv2d(6, 16, 5),
            t.nn.ReLU(),
            t.nn.MaxPool2d(2, 2)
        )
        # 由于调整shape并不是一个class层，
        # 所以在涉及这种操作（非nn.Module操作）需要拆分为多个模型
        self.classifiter = t.nn.Sequential(
            t.nn.Linear(16*5*5, 120),
            t.nn.ReLU(),
            t.nn.Linear(120, 84),
            t.nn.ReLU(),
            t.nn.Linear(84, 10)
        )

    def forward(self, x):
        x = self.features(x)
        x = x.view(-1, 16*5*5)
        x = self.classifiter(x)
        return x

net = LeNet()

二、优化器基本使用方法

1. 建立优化器实例
2. 循环：
   1. 清空梯度
   2. 向前传播
   3. 计算Loss
   4. 反向传播
   5. 更新参数

from torch import optim

# 通常的step优化过程
optimizer = optim.SGD(params=net.parameters(), lr=1)
optimizer.zero_grad()  # net.zero_grad()

input_ = t.autograd.Variable(t.randn(1, 3, 32, 32))
output = net(input_)
output.backward(output)

optimizer.step()

三、网络模块参数定制

为不同的子网络参数不同的学习率，finetune常用，使分类器学习率参数更高，学习速度更快（理论上）。

1.经由构建网络时划分好的模组进行学习率设定，

# # 直接对不同的网络模块制定不同学习率
optimizer = optim.SGD([{'params': net.features.parameters()}, # 默认lr是1e-5
                       {'params': net.classifiter.parameters(), 'lr': 1e-2}], lr=1e-5)

2.以网络层对象为单位进行分组，并设定学习率

# # 以层为单位，为不同层指定不同的学习率
# ## 提取指定层对象
special_layers = t.nn.ModuleList([net.classifiter[0], net.classifiter[3]])
# ## 获取指定层参数id
special_layers_params = list(map(id, special_layers.parameters()))
print(special_layers_params)
# ## 获取非指定层的参数id
base_params = filter(lambda p: id(p) not in special_layers_params, net.parameters())
optimizer = t.optim.SGD([{'params': base_params},
                         {'params': special_layers.parameters(), 'lr': 0.01}], lr=0.001)

四、在训练中动态的调整学习率

'''调整学习率'''
# 新建optimizer或者修改optimizer.params_groups对应的学习率
# # 新建optimizer更简单也更推荐，optimizer十分轻量级，所以开销很小
# # 但是新的优化器会初始化动量等状态信息，这对于使用动量的优化器（momentum参数的sgd）可能会造成收敛中的震荡
# ## optimizer.param_groups:长度2的list，optimizer.param_groups[0]：长度6的字典
print(optimizer.param_groups[0]['lr'])
old_lr = 0.1
optimizer = optim.SGD([{'params': net.features.parameters()},
                       {'params': net.classifiter.parameters(), 'lr': old_lr*0.1}], lr=1e-5)

可以看到optimizer.param_groups结构，[{'params','lr', 'momentum', 'dampening', 'weight_decay', 'nesterov'},{……}]，集合了优化器的各项参数。