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自适应学习率调整的PyTorch优化器技巧

发布时间:2023-12-18 23:16:35

自适应学习率调整是深度学习中常用的优化器技巧,其目的是在网络训练的过程中动态地调整学习率的大小,从而提高模型的性能。

在PyTorch中,有多个优化器可以实现自适应学习率调整,包括Adam、Adagrad、RMSprop等。这些优化器具有自己独特的调整学习率的方式和参数设置。

下面以Adam优化器为例,介绍如何使用自适应学习率调整的PyTorch优化器技巧。

首先,我们需要导入必要的库和模块:

import torch
import torch.optim as optim

接下来,我们定义一个简单的全连接神经网络用于演示:

class Net(torch.nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Net, self).__init__()
        self.fc1 = torch.nn.Linear(784, 256)
        self.fc2 = torch.nn.Linear(256, 10)
        
    def forward(self, x):
        x = x.view(-1, 784)
        x = torch.relu(self.fc1(x))
        x = self.fc2(x)
        return x

然后,我们加载数据集并进行一些预处理:

import torchvision
import torchvision.transforms as transforms

transform = transforms.Compose([transforms.ToTensor(),
                                transforms.Normalize((0.5,), (0.5,))])

trainset = torchvision.datasets.MNIST(root='./data', train=True,
                                      download=True, transform=transform)
trainloader = torch.utils.data.DataLoader(trainset, batch_size=64,
                                          shuffle=True, num_workers=2)

testset = torchvision.datasets.MNIST(root='./data', train=False,
                                     download=True, transform=transform)
testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset, batch_size=64,
                                         shuffle=False, num_workers=2)

接着,我们定义训练函数和测试函数:

def train(net, criterion, optimizer, trainloader, epochs):
    net.train()
    for epoch in range(epochs):
        running_loss = 0.0
        for i, data in enumerate(trainloader, 0):
            inputs, labels = data
            optimizer.zero_grad()
            
            outputs = net(inputs)
            loss = criterion(outputs, labels)
            loss.backward()
            optimizer.step()
            
            running_loss += loss.item()
            if i % 200 == 199:
                print('[%d, %5d] loss: %.3f' %
                      (epoch + 1, i + 1, running_loss / 200))
                running_loss = 0.0

def test(net, criterion, testloader):
    net.eval()
    correct = 0
    total = 0
    with torch.no_grad():
        for data in testloader:
            images, labels = data
            outputs = net(images)
            _, predicted = torch.max(outputs.data, 1)
            total += labels.size(0)
            correct += (predicted == labels).sum().item()
    print('Accuracy of the network on the 10000 test images: %d %%' % (100 * correct / total))

最后,我们定义模型、损失函数、优化器并进行训练和测试:

net = Net()
criterion = torch.nn.CrossEntropyLoss()
optimizer = optim.Adam(net.parameters(), lr=0.001)

train(net, criterion, optimizer, trainloader, epochs=5)
test(net, criterion, testloader)

通过自适应学习率调整技巧,优化器会在训练过程中根据损失函数的变化情况自动调整学习率的大小,从而提高模型的性能。

总结起来,使用自适应学习率调整的PyTorch优化器技巧是很简单的,只需要使用合适的优化器,并设置合适的参数即可。这可以帮助我们更好地训练深度学习模型,并取得更好的性能。