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}

有关算法的更多详细信息,请参阅 On the variance of the adaptive learning rate and beyond

此实现提供了一个选项,可以使用 Adam 中原生的 weight_decay 实现(weight_decay 应用于梯度),或者通过 decoupled_weight_decay 选项使用 AdamW 中的 weight_decay 实现(weight_decay 应用于权重)。当 decoupled_weight_decay 设置为 False(默认)时,它使用原始的 Adam 风格 weight decay;否则,它使用 AdamW 风格的 weight decay,这与 RAdam 论文中的作者实现更接近。有关解耦 weight decay 的更多信息,请参见 Decoupled Weight Decay Regularization

参数
  • params (iterable) – 要优化的参数或命名参数的迭代器,或者定义参数组的字典的迭代器。使用命名参数时,所有组中的所有参数都应已命名。

  • 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 范数惩罚) (默认值: 0)

  • decoupled_weight_decay (bool, optional) – 是否像 AdamW 中那样解耦 weight decay 以获得 RAdamW。如果为 True,算法将不在动量或方差中累积 weight decay。(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 (即 foreach 为 None),我们将尝试在 CUDA 上使用 foreach 而不是 for-loop 实现,因为它通常性能显著更高。请注意,由于中间变量是 tensor list 而不是单个 tensor,foreach 实现比 for-loop 版本多占用约 sizeof(params) 的峰值内存。如果内存不足,请每次通过优化器处理较少的参数,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函数,而不是最小化 (默认值: False)

  • capturable (bool, optional) – 此实例是否可以在 CUDA 图中安全捕获。传入 True 可能会损害非图捕获的性能,因此如果您不打算图捕获此实例,请将其保留为 False (默认值: False)

  • differentiable (bool, optional) – 在训练过程中,是否通过优化器 step 进行 autograd。否则,step() 函数在 torch.no_grad() 上下文下运行。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 autograd,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。

这在微调预训练网络时非常有用,因为可以在训练过程中将冻结的层设为可训练并添加到 Optimizer

参数

param_group (dict) – 指定哪些 Tensor 应该被优化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。应是调用 state_dict() 返回的对象。

注意

参数的名称(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),应实现一个自定义的 register_load_state_dict_pre_hook 以相应调整加载的字典。如果加载的状态字典 param_groups 中存在 param_names,它们将被保存并覆盖优化器状态中当前的名称(如果存在)。如果加载的状态字典中不存在 param_names,则优化器的 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 hook,它将在调用 load_state_dict() 后被调用。它应该具有以下签名

hook(optimizer) -> None

optimizer 参数是正在使用的优化器实例。

hook 将在调用 load_state_dictself 上后,以参数 self 调用。注册的 hook 可用于在 load_state_dict 加载完 state_dict 后执行后处理。

参数
  • hook (Callable) – 要注册的用户定义的 hook。

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

返回

一个句柄,可以通过调用 handle.remove() 来移除添加的 hook

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 hook,它将在调用 load_state_dict() 前被调用。它应该具有以下签名

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。hook 可以原地修改 state_dict,或者可选地返回一个新的 state_dict。如果返回了 state_dict,它将用于加载到优化器中。

hook 将在调用 load_state_dictself 上前,以参数 selfstate_dict 调用。注册的 hook 可用于在调用 load_state_dict 前执行预处理。

参数
  • hook (Callable) – 要注册的用户定义的 hook。

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

返回

一个句柄,可以通过调用 handle.remove() 来移除添加的 hook

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 hook,它将在调用 state_dict() 后被调用。

它应该具有以下签名

hook(optimizer, state_dict) -> state_dict or None

self 上生成 state_dict 后,hook 将以参数 selfstate_dict 调用。hook 可以原地修改 state_dict,或者可选地返回一个新的 state_dict。注册的 hook 可用于在返回 state_dict 前执行后处理。

参数
  • hook (Callable) – 要注册的用户定义的 hook。

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

返回

一个句柄,可以通过调用 handle.remove() 来移除添加的 hook

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 hook,它将在调用 state_dict() 前被调用。

它应该具有以下签名

hook(optimizer) -> None

optimizer 参数是正在使用的优化器实例。在 self 上调用 state_dict 前,hook 将以参数 self 调用。注册的 hook 可用于在调用 state_dict 前执行预处理。

参数
  • hook (Callable) – 要注册的用户定义的 hook。

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

返回

一个句柄,可以通过调用 handle.remove() 来移除添加的 hook

返回类型

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_step_post_hook(hook)[source]

注册一个优化器 step 后置 hook,它将在优化器 step 后被调用。

它应该具有以下签名

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 hook。

返回

一个句柄,可以通过调用 handle.remove() 来移除添加的 hook

返回类型

torch.utils.hooks.RemovableHandle

register_step_pre_hook(hook)[source]

注册一个优化器 step 前置 hook,它将在优化器 step 前被调用。

它应该具有以下签名

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 被前置 hook 修改,则将转换后的值作为包含 new_args 和 new_kwargs 的元组返回。

参数

hook (Callable) – 要注册的用户定义的 hook。

返回

一个句柄,可以通过调用 handle.remove() 来移除添加的 hook

返回类型

torch.utils.hooks.RemovableHandle

state_dict()[source]

dict 的形式返回优化器的状态。

它包含两个条目

  • state: 一个 Dict,保存当前的优化状态。其内容

    因优化器类而异,但有一些共同特征。例如,状态是按参数保存的,而参数本身不被保存。state 是一个 Dictionary,将参数 ID 映射到包含与每个参数对应的状态的 Dict。

  • param_groups: 一个 List,包含所有参数组,其中每个

    参数组是一个 Dict。每个参数组包含特定于优化器的元数据,例如学习率和权重衰减,以及该组中参数的参数 ID 列表。如果参数组是使用 named_parameters() 初始化的,则名称内容也会保存在状态字典中。

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,优化器将打包 param_group params (整型 ID) 和优化器 param_groups (实际的 nn.Parameter) 以匹配状态,无需额外验证。

返回的状态字典可能看起来像

{
    '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) – 一个闭包,重新评估模型并返回损失。

zero_grad(set_to_none=True)[source]

重置所有优化的 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。这通常会降低内存占用,并适度提高性能。但是,它会改变某些行为。例如:1. 当用户尝试访问梯度并对其执行手动操作时,None 属性与全零的 Tensor 行为不同。2. 如果用户请求 zero_grad(set_to_none=True) 后接着反向传播,则对于未接收梯度的参数,.grad 保证为 None。3. torch.optim 优化器在梯度为 0 或 None 时行为不同(一种情况下使用梯度 0 执行 step,另一种情况下完全跳过 step)。

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