快捷方式

RAdam

class torch.optim.RAdam(params, lr=0.001, betas=(0.9, 0.999), eps=1e-08, weight_decay=0, decoupled_weight_decay=False, *, foreach=None, maximize=False, capturable=False, differentiable=False)[source][source]

实现 RAdam 算法。

input:γ (lr),β1,β2 (betas),θ0 (params),f(θ) (objective),λ (weightdecay),maximizeϵ (epsilon),decoupled_weight_decayinitialize:m00 ( first moment),v00 ( second moment),ρ2/(1β2)1fort=1todoifmaximize:gtθft(θt1)elsegtθft(θt1)θtθt1ifλ0ifdecoupled_weight_decayθtθtγλθtelsegtgt+λθtmtβ1mt1+(1β1)gtvtβ2vt1+(1β2)gt2mt^mt/(1β1t)ρtρ2tβ2t/(1β2t)ifρt>5lt(1β2t)vt+ϵrt(ρt4)(ρt2)ρ(ρ4)(ρ2)ρtθtθtγmt^rtltelseθtθtγmt^returnθt\begin{aligned} &\rule{110mm}{0.4pt} \\ &\textbf{input} : \gamma \text{ (lr)}, \: \beta_1, \beta_2 \text{ (betas)}, \: \theta_0 \text{ (params)}, \:f(\theta) \text{ (objective)}, \: \lambda \text{ (weightdecay)}, \:\textit{maximize} \\ &\hspace{13mm} \epsilon \text{ (epsilon)}, \textit{decoupled\_weight\_decay} \\ &\textbf{initialize} : m_0 \leftarrow 0 \text{ ( first moment)}, v_0 \leftarrow 0 \text{ ( second moment)}, \\ &\hspace{18mm} \rho_{\infty} \leftarrow 2/(1-\beta_2) -1 \\[-1.ex] &\rule{110mm}{0.4pt} \\ &\textbf{for} \: t=1 \: \textbf{to} \: \ldots \: \textbf{do} \\ &\hspace{6mm}\textbf{if} \: \textit{maximize}: \\ &\hspace{12mm}g_t \leftarrow -\nabla_{\theta} f_t (\theta_{t-1}) \\ &\hspace{6mm}\textbf{else} \\ &\hspace{12mm}g_t \leftarrow \nabla_{\theta} f_t (\theta_{t-1}) \\ &\hspace{6mm} \theta_t \leftarrow \theta_{t-1} \\ &\hspace{6mm} \textbf{if} \: \lambda \neq 0 \\ &\hspace{12mm}\textbf{if} \: \textit{decoupled\_weight\_decay} \\ &\hspace{18mm} \theta_t \leftarrow \theta_{t} - \gamma \lambda \theta_{t} \\ &\hspace{12mm}\textbf{else} \\ &\hspace{18mm} g_t \leftarrow g_t + \lambda \theta_{t} \\ &\hspace{6mm}m_t \leftarrow \beta_1 m_{t-1} + (1 - \beta_1) g_t \\ &\hspace{6mm}v_t \leftarrow \beta_2 v_{t-1} + (1-\beta_2) g^2_t \\ &\hspace{6mm}\widehat{m_t} \leftarrow m_t/\big(1-\beta_1^t \big) \\ &\hspace{6mm}\rho_t \leftarrow \rho_{\infty} - 2 t \beta^t_2 /\big(1-\beta_2^t \big) \\[0.1.ex] &\hspace{6mm}\textbf{if} \: \rho_t > 5 \\ &\hspace{12mm} l_t \leftarrow \frac{\sqrt{ (1-\beta^t_2) }}{ \sqrt{v_t} +\epsilon } \\ &\hspace{12mm} r_t \leftarrow \sqrt{\frac{(\rho_t-4)(\rho_t-2)\rho_{\infty}}{(\rho_{\infty}-4)(\rho_{\infty}-2) \rho_t}} \\ &\hspace{12mm}\theta_t \leftarrow \theta_t - \gamma \widehat{m_t} r_t l_t \\ &\hspace{6mm}\textbf{else} \\ &\hspace{12mm}\theta_t \leftarrow \theta_t - \gamma \widehat{m_t} \\ &\rule{110mm}{0.4pt} \\[-1.ex] &\bf{return} \: \theta_t \\[-1.ex] &\rule{110mm}{0.4pt} \\[-1.ex] \end{aligned}

有关该算法的更多详细信息,我们请您参考 自适应学习率方差及其他

此实现提供了一个选项,可以使用原始的 weight_decay 实现(如 Adam 中那样,将 weight_decay 应用于梯度),或者使用 AdamW 中的实现(将 weight_decay 应用于权重),通过 decoupled_weight_decay 选项进行选择。当 decoupled_weight_decay 设置为 False(默认)时,它使用原始 Adam 风格的权重衰减;否则,它使用 AdamW 风格,这更接近于 RAdam 论文中作者的实现。有关解耦权重衰减的更多信息,请参见解耦权重衰减正则化

参数
  • params (iterable) – 用于优化的参数或 named_parameters 的可迭代对象,或定义参数组的字典的可迭代对象。当使用 named_parameters 时,所有组中的所有参数都应命名

  • lr (float, Tensor, optional) – 学习率(默认值:1e-3)

  • betas (Tuple[float, float], optional) – 用于计算梯度及其平方的运行平均值的系数(默认值:(0.9, 0.999))

  • eps (float, optional) – 添加到分母以提高数值稳定性的项(默认值:1e-8)

  • weight_decay (float, optional) – 权重衰减(L2 惩罚)(默认值:0)

  • decoupled_weight_decay (bool, optional) – 是否使用 AdamW 中的解耦权重衰减来获得 RAdamW(默认值:False)

  • foreach (bool, optional) – 是否使用优化器的 foreach 实现。如果用户未指定(因此 foreach 为 None),我们将尝试在 CUDA 上使用 foreach 而不是 for 循环实现,因为它通常性能更高。请注意,由于中间结果是张量列表而不是单个张量,foreach 实现使用的峰值内存比 for 循环版本多约 ~ sizeof(params)。如果内存受限,请一次批量处理较少的参数通过优化器,或将此标志切换为 False(默认值:None)

  • maximize (bool, optional) – 相对于参数最大化目标,而不是最小化(默认值:False)

  • capturable (bool, optional) – 此实例是否可以安全地在 CUDA 图中捕获。传递 True 可能会损害未图形化的性能,因此如果您不打算图形捕获此实例,请将其保留为 False(默认值:False)

  • differentiable (bool, optional) – 是否应在训练中通过优化器步骤进行自动微分。否则,step() 函数在 torch.no_grad() 上下文中运行。设置为 True 可能会损害性能,因此如果您不打算通过此实例运行自动微分,请将其保留为 False(默认值:False)

add_param_group(param_group)[source]

Optimizerparam_groups 添加一个参数组。

当微调预训练网络时,这可能很有用,因为可以使冻结层可训练,并随着训练的进行将其添加到Optimizer中。

参数

param_group (dict) – 指定应优化的张量以及组特定的优化选项。

load_state_dict(state_dict)[source]

加载优化器状态。

参数

state_dict (dict) – 优化器状态。应为从调用 state_dict() 返回的对象。

注意

参数名称(如果它们存在于 state_dict() 中每个参数组的 “param_names” 键下)不会影响加载过程。要将参数名称用于自定义情况(例如,当加载的状态字典中的参数与优化器中初始化的参数不同时),应实现自定义的 register_load_state_dict_pre_hook 以相应地调整加载的字典。如果 param_names 存在于加载的状态字典 param_groups 中,它们将被保存并覆盖优化器状态中的当前名称(如果存在)。如果它们在加载的状态字典中不存在,则优化器 param_names 将保持不变。

register_load_state_dict_post_hook(hook, prepend=False)[source]

注册一个 load_state_dict 后置钩子,它将在调用 load_state_dict() 之后调用。它应具有以下签名

hook(optimizer) -> None

optimizer 参数是正在使用的优化器实例。

在对 self 调用 load_state_dict 之后,将使用参数 self 调用该钩子。注册的钩子可用于在 load_state_dict 加载 state_dict 后执行后处理。

参数
  • hook (Callable) – 要注册的用户定义的钩子。

  • prepend (bool) – 如果为 True,则提供的后置 hook 将在 load_state_dict 上所有已注册的后置钩子之前触发。否则,提供的 hook 将在所有已注册的后置钩子之后触发。(默认值:False)

返回

一个句柄,可用于通过调用 handle.remove() 删除添加的钩子

返回类型

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_load_state_dict_pre_hook(hook, prepend=False)[source]

注册一个 load_state_dict 前置钩子,它将在调用 load_state_dict() 之前调用。它应具有以下签名

hook(optimizer, state_dict) -> state_dict or None

optimizer 参数是正在使用的优化器实例,state_dict 参数是用户传递给 load_state_dictstate_dict 的浅拷贝。钩子可以就地修改 state_dict 或选择返回新的 state_dict。如果返回 state_dict,它将用于加载到优化器中。

在对 self 调用 load_state_dict 之前,将使用参数 selfstate_dict 调用该钩子。注册的钩子可用于在调用 load_state_dict 之前执行预处理。

参数
  • hook (Callable) – 要注册的用户定义的钩子。

  • prepend (bool) – 如果为 True,则提供的前置 hook 将在 load_state_dict 上所有已注册的前置钩子之前触发。否则,提供的 hook 将在所有已注册的前置钩子之后触发。(默认值:False)

返回

一个句柄,可用于通过调用 handle.remove() 删除添加的钩子

返回类型

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_state_dict_post_hook(hook, prepend=False)[source]

注册一个 state_dict 后置钩子,它将在调用 state_dict() 之后调用。

它应具有以下签名

hook(optimizer, state_dict) -> state_dict or None

在对 self 生成 state_dict 之后,将使用参数 selfstate_dict 调用该钩子。钩子可以就地修改 state_dict 或选择返回新的 state_dict。注册的钩子可用于在返回 state_dict 之前对其执行后处理。

参数
  • hook (Callable) – 要注册的用户定义的钩子。

  • prepend (bool) – 如果为 True,则提供的后置 hook 将在 state_dict 上所有已注册的后置钩子之前触发。否则,提供的 hook 将在所有已注册的后置钩子之后触发。(默认值:False)

返回

一个句柄,可用于通过调用 handle.remove() 删除添加的钩子

返回类型

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_state_dict_pre_hook(hook, prepend=False)[source]

注册一个 state_dict 前置钩子,它将在调用 state_dict() 之前调用。

它应具有以下签名

hook(optimizer) -> None

optimizer 参数是正在使用的优化器实例。在对 self 调用 state_dict 之前,将使用参数 self 调用该钩子。注册的钩子可用于在调用 state_dict 之前执行预处理。

参数
  • hook (Callable) – 要注册的用户定义的钩子。

  • prepend (bool) – 如果为 True,则提供的前置 hook 将在 state_dict 上所有已注册的前置钩子之前触发。否则,提供的 hook 将在所有已注册的前置钩子之后触发。(默认值:False)

返回

一个句柄,可用于通过调用 handle.remove() 删除添加的钩子

返回类型

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_step_post_hook(hook)[source]

注册一个优化器 step 后置钩子,它将在优化器 step 之后调用。

它应具有以下签名

hook(optimizer, args, kwargs) -> None

optimizer 参数是正在使用的优化器实例。

参数

hook (Callable) – 要注册的用户定义的钩子。

返回

一个句柄,可用于通过调用 handle.remove() 删除添加的钩子

返回类型

torch.utils.hooks.RemovableHandle

register_step_pre_hook(hook)[source]

注册一个优化器 step 前置钩子,它将在优化器 step 之前调用。

它应具有以下签名

hook(optimizer, args, kwargs) -> None or modified args and kwargs

optimizer 参数是正在使用的优化器实例。如果 args 和 kwargs 被 pre-hook 修改,则转换后的值将作为包含 new_args 和 new_kwargs 的元组返回。

参数

hook (Callable) – 要注册的用户定义的钩子。

返回

一个句柄,可用于通过调用 handle.remove() 删除添加的钩子

返回类型

torch.utils.hooks.RemovableHandle

state_dict()[source]

将优化器的状态作为 dict 返回。

它包含两个条目

  • state:一个字典,包含当前的优化状态。其内容

    在不同的优化器类之间有所不同,但一些共同特征仍然存在。例如,状态是按参数保存的,而参数本身不保存。state 是一个字典,将参数 ID 映射到包含每个参数状态的字典。

  • param_groups:一个列表,包含所有参数组,其中每个

    参数组都是一个字典。每个参数组都包含特定于优化器的元数据,例如学习率和权重衰减,以及组中参数的参数 ID 列表。如果参数组使用 named_parameters() 初始化,则名称内容也将保存在状态字典中。

注意:参数 ID 可能看起来像索引,但它们只是将状态与 param_group 关联的 ID。从 state_dict 加载时,优化器将压缩 param_group params(int ID)和优化器 param_groups(实际的 nn.Parameter s),以便在没有额外验证的情况下匹配状态。

返回的状态字典可能如下所示

{
    'state': {
        0: {'momentum_buffer': tensor(...), ...},
        1: {'momentum_buffer': tensor(...), ...},
        2: {'momentum_buffer': tensor(...), ...},
        3: {'momentum_buffer': tensor(...), ...}
    },
    'param_groups': [
        {
            'lr': 0.01,
            'weight_decay': 0,
            ...
            'params': [0]
            'param_names' ['param0']  (optional)
        },
        {
            'lr': 0.001,
            'weight_decay': 0.5,
            ...
            'params': [1, 2, 3]
            'param_names': ['param1', 'layer.weight', 'layer.bias'] (optional)
        }
    ]
}
返回类型

Dict[str, Any]

step(closure=None)[source][source]

执行单个优化步骤。

参数

closure (Callable, optional) – 一个重新评估模型并返回损失的闭包。

zero_grad(set_to_none=True)[source]

重置所有优化后的 torch.Tensor 的梯度。

参数

set_to_none (bool) – 将梯度设置为 None 而不是设置为零。这通常会减少内存占用,并可以适度提高性能。但是,它会更改某些行为。例如:1. 当用户尝试访问梯度并对其执行手动操作时,None 属性或充满 0 的张量的行为会有所不同。2. 如果用户请求 zero_grad(set_to_none=True),然后进行反向传播,则对于未接收到梯度的参数,保证 .grad 为 None。3. 如果梯度为 0 或 None,torch.optim 优化器的行为会有所不同(在一种情况下,它执行梯度为 0 的 step,在另一种情况下,它完全跳过 step)。

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