快捷方式

NAdam

class torch.optim.NAdam(params, lr=0.002, betas=(0.9, 0.999), eps=1e-08, weight_decay=0, momentum_decay=0.004, decoupled_weight_decay=False, *, foreach=None, maximize=False, capturable=False, differentiable=False)[source][source]

實現 NAdam 演算法。

input:γt (lr),β1,β2 (betas),θ0 (params),f(θ) (objective)λ (weight decay),ψ (momentum decay)decoupled_weight_decay,maximizeinitialize:m00 ( first moment),v00 ( second moment)fort=1todoifmaximize:gtθft(θt1)elsegtθft(θt1)θtθt1ifλ0ifdecoupled_weight_decayθtθt1γλθt1elsegtgt+λθt1μtβ1(1120.96tψ)μt+1β1(1120.96(t+1)ψ)mtβ1mt1+(1β1)gtvtβ2vt1+(1β2)gt2mt^μt+1mt/(1i=1t+1μi)+(1μt)gt/(1i=1tμi)vt^vt/(1β2t)θtθtγmt^/(vt^+ϵ)returnθt\begin{aligned} &\rule{110mm}{0.4pt} \\ &\textbf{input} : \gamma_t \text{ (lr)}, \: \beta_1,\beta_2 \text{ (betas)}, \: \theta_0 \text{ (params)}, \: f(\theta) \text{ (objective)} \\ &\hspace{13mm} \: \lambda \text{ (weight decay)}, \:\psi \text{ (momentum decay)} \\ &\hspace{13mm} \: \textit{decoupled\_weight\_decay}, \:\textit{maximize} \\ &\textbf{initialize} : m_0 \leftarrow 0 \text{ ( first moment)}, v_0 \leftarrow 0 \text{ ( second moment)} \\[-1.ex] &\rule{110mm}{0.4pt} \\ &\textbf{for} \: t=1 \: \textbf{to} \: \ldots \: \textbf{do} \\ &\hspace{5mm}\textbf{if} \: \textit{maximize}: \\ &\hspace{10mm}g_t \leftarrow -\nabla_{\theta} f_t (\theta_{t-1}) \\ &\hspace{5mm}\textbf{else} \\ &\hspace{10mm}g_t \leftarrow \nabla_{\theta} f_t (\theta_{t-1}) \\ &\hspace{5mm} \theta_t \leftarrow \theta_{t-1} \\ &\hspace{5mm} \textbf{if} \: \lambda \neq 0 \\ &\hspace{10mm}\textbf{if} \: \textit{decoupled\_weight\_decay} \\ &\hspace{15mm} \theta_t \leftarrow \theta_{t-1} - \gamma \lambda \theta_{t-1} \\ &\hspace{10mm}\textbf{else} \\ &\hspace{15mm} g_t \leftarrow g_t + \lambda \theta_{t-1} \\ &\hspace{5mm} \mu_t \leftarrow \beta_1 \big(1 - \frac{1}{2} 0.96^{t \psi} \big) \\ &\hspace{5mm} \mu_{t+1} \leftarrow \beta_1 \big(1 - \frac{1}{2} 0.96^{(t+1)\psi}\big)\\ &\hspace{5mm}m_t \leftarrow \beta_1 m_{t-1} + (1 - \beta_1) g_t \\ &\hspace{5mm}v_t \leftarrow \beta_2 v_{t-1} + (1-\beta_2) g^2_t \\ &\hspace{5mm}\widehat{m_t} \leftarrow \mu_{t+1} m_t/(1-\prod_{i=1}^{t+1}\mu_i)\\[-1.ex] & \hspace{11mm} + (1-\mu_t) g_t /(1-\prod_{i=1}^{t} \mu_{i}) \\ &\hspace{5mm}\widehat{v_t} \leftarrow v_t/\big(1-\beta_2^t \big) \\ &\hspace{5mm}\theta_t \leftarrow \theta_t - \gamma \widehat{m_t}/ \big(\sqrt{\widehat{v_t}} + \epsilon \big) \\ &\rule{110mm}{0.4pt} \\[-1.ex] &\bf{return} \: \theta_t \\[-1.ex] &\rule{110mm}{0.4pt} \\[-1.ex] \end{aligned}

有關該演算法的更多詳細資訊,請參閱 將 Nesterov 動量引入 Adam

引數
  • params (iterable) – 要最佳化的引數的可迭代物件或 named_parameters,或定義引數組的字典的可迭代物件。使用 named_parameters 時,所有組中的所有引數都應命名

  • lr (float, Tensor, 可選) – 學習率 (預設值: 2e-3)

  • betas (Tuple[float, float], 可選) – 用於計算梯度及其平方的執行平均值的係數 (預設值: (0.9, 0.999))

  • eps (float, 可選) – 新增到分母中以提高數值穩定性的項 (預設值: 1e-8)

  • weight_decay (float, 可選) – 權重衰減 (L2 懲罰) (預設值: 0)

  • momentum_decay (float, 可選) – 動量衰減 (預設值: 4e-3)

  • decoupled_weight_decay (bool, 可選) – 是否像 AdamW 中那樣解耦權重衰減以獲得 NAdamW。如果為 True,演算法不會在動量或方差中累積權重衰減。(預設值: False)

  • foreach (bool, 可選) – 是否使用最佳化器的 foreach 實現。如果使用者未指定 (即 foreach 為 None),我們將在 CUDA 上嘗試使用 foreach 實現而非 for-loop 實現,因為它通常效能顯著更高。請注意,foreach 實現比 for-loop 版本多佔用大約 sizeof(params) 的峰值記憶體,因為中間結果是一個 tensorlist 而不是一個 tensor。如果記憶體受限,請每次透過最佳化器的引數批次減少或將此標誌切換為 False (預設值: None)

  • maximize (bool, 可選) – 相對於引數最大化目標函式,而不是最小化 (預設值: False)

  • capturable (bool, 可選) – 此例項是否可以在 CUDA graph 中安全捕獲。傳遞 True 可能會影響未圖形化時的效能,因此如果您不打算對該例項進行圖形捕獲,請將其保留為 False (預設值: False)

  • differentiable (bool, 可選) – 在訓練期間,autograd 是否應穿過最佳化器步驟。否則,step() 函式將在 torch.no_grad() 上下文中執行。設定為 True 可能會影響效能,因此如果您不打算透過此例項執行 autograd,請將其保留為 False (預設值: False)

add_param_group(param_group)[source][source]

Optimizerparam_groups 新增一個引數組。

這在微調預訓練網路時很有用,因為可以在訓練過程中使凍結的層變為可訓練並將其新增到 Optimizer 中。

引數

param_group (dict) – 指定哪些 Tensor 應該被最佳化,以及組特定的最佳化選項。

load_state_dict(state_dict)[source]

載入最佳化器狀態。

引數

state_dict (dict) – 最佳化器狀態。應該是呼叫 state_dict() 返回的物件。

注意

引數的名稱 (如果在 state_dict() 中每個引數組的 “param_names” 鍵下存在) 不會影響載入過程。要在自定義情況下使用引數名稱 (例如,載入的狀態字典中的引數與最佳化器中初始化的引數不同時),應實現自定義的 register_load_state_dict_pre_hook 來相應地調整載入的字典。如果在載入的狀態字典 param_groups 中存在 param_names,它們將被儲存,並覆蓋最佳化器狀態中當前的名稱(如果存在)。如果在載入的狀態字典中不存在,最佳化器的 param_names 將保持不變。

register_load_state_dict_post_hook(hook, prepend=False)[source]

註冊一個 load_state_dict 後置鉤子,它將在呼叫 load_state_dict() 之後被呼叫。它應具有以下簽名

hook(optimizer) -> None

optimizer 引數是正在使用的最佳化器例項。

鉤子將在對 self 呼叫 load_state_dict 後,帶引數 self 被呼叫。註冊的鉤子可用於在 load_state_dict 載入 state_dict 後執行後處理。

引數
  • hook (Callable) – 要註冊的使用者定義的鉤子。

  • prepend (bool) – 如果為 True,則提供的後置 hook 將在所有已註冊的 load_state_dict 後置鉤子之前觸發。否則,提供的 hook 將在所有已註冊的後置鉤子之後觸發。(預設值: False)

返回值

一個控制代碼,可以透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_load_state_dict_pre_hook(hook, prepend=False)[source]

註冊一個 load_state_dict 前置鉤子,它將在呼叫 load_state_dict() 之前被呼叫。它應具有以下簽名

hook(optimizer, state_dict) -> state_dict or None

optimizer 引數是正在使用的最佳化器例項,state_dict 引數是使用者傳入 load_state_dictstate_dict 的淺複製。鉤子可以就地修改 state_dict,或者可選地返回一個新的 state_dict。如果返回了 state_dict,它將用於載入到最佳化器中。

鉤子將在對 self 呼叫 load_state_dict 之前,帶引數 selfstate_dict 被呼叫。註冊的鉤子可用於在進行 load_state_dict 呼叫之前執行預處理。

引數
  • hook (Callable) – 要註冊的使用者定義的鉤子。

  • prepend (bool) – 如果為 True,則提供的前置 hook 將在所有已註冊的 load_state_dict 前置鉤子之前觸發。否則,提供的前置 hook 將在所有已註冊的前置鉤子之後觸發。(預設值: False)

返回值

一個控制代碼,可以透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_state_dict_post_hook(hook, prepend=False)[source]

註冊一個 state dict 後置鉤子,它將在呼叫 state_dict() 之後被呼叫。

它應具有以下簽名

hook(optimizer, state_dict) -> state_dict or None

鉤子將在對 self 生成 state_dict 後,帶引數 selfstate_dict 被呼叫。鉤子可以就地修改 state_dict,或者可選地返回一個新的 state_dict。註冊的鉤子可用於在返回 state_dict 之前執行後處理。

引數
  • hook (Callable) – 要註冊的使用者定義的鉤子。

  • prepend (bool) – 如果為 True,則提供的後置 hook 將在所有已註冊的 state_dict 後置鉤子之前觸發。否則,提供的後置 hook 將在所有已註冊的後置鉤子之後觸發。(預設值: False)

返回值

一個控制代碼,可以透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_state_dict_pre_hook(hook, prepend=False)[source]

註冊一個 state dict 前置鉤子,它將在呼叫 state_dict() 之前被呼叫。

它應具有以下簽名

hook(optimizer) -> None

optimizer 引數是正在使用的最佳化器例項。鉤子將在對 self 呼叫 state_dict 之前,帶引數 self 被呼叫。註冊的鉤子可用於在進行 state_dict 呼叫之前執行預處理。

引數
  • hook (Callable) – 要註冊的使用者定義的鉤子。

  • prepend (bool) – 如果為 True,則提供的前置 hook 將在所有已註冊的 state_dict 前置鉤子之前觸發。否則,提供的前置 hook 將在所有已註冊的前置鉤子之後觸發。(預設值: False)

返回值

一個控制代碼,可以透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemoveableHandle

register_step_post_hook(hook)[source]

註冊一個最佳化器步驟後置鉤子,它將在最佳化器步驟之後被呼叫。

它應具有以下簽名

hook(optimizer, args, kwargs) -> None

optimizer 引數是正在使用的最佳化器例項。

引數

hook (Callable) – 要註冊的使用者定義的鉤子。

返回值

一個控制代碼,可以透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemovableHandle

register_step_pre_hook(hook)[source]

註冊一個最佳化器步驟前置鉤子,它將在最佳化器步驟之前被呼叫。

它應具有以下簽名

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

optimizer 引數是正在使用的最佳化器例項。如果 args 和 kwargs 被前置鉤子修改,則轉換後的值將作為包含 new_args 和 new_kwargs 的元組返回。

引數

hook (Callable) – 要註冊的使用者定義的鉤子。

返回值

一個控制代碼,可以透過呼叫 handle.remove() 來移除新增的鉤子

返回型別

torch.utils.hooks.RemovableHandle

state_dict()[source]

將最佳化器的狀態作為 dict 返回。

它包含兩個條目

  • state: 一個包含當前最佳化狀態的 Dict。其內容

    因最佳化器類的不同而異,但有一些共同的特點。例如,狀態按引數儲存,引數本身不儲存。state 是一個字典,將引數 ID 對映到包含對應每個引數狀態的 Dict。

  • param_groups: 一個包含所有引數組的 List,其中每個

    引數組都是一個 Dict。每個引數組都包含最佳化器特定的元資料,例如學習率和權重衰減,以及該組中引數的引數 ID 列表。如果引數組是使用 named_parameters() 初始化的,名稱內容也將儲存在狀態字典中。

注意:引數 ID 可能看起來像索引,但它們只是將狀態與 param_group 關聯起來的 ID。從 state_dict 載入時,最佳化器將壓縮 param_group 的 params(整數 ID)和最佳化器的 param_groups(實際的 nn.Parameter)以便匹配狀態,無需額外驗證。

返回的狀態字典可能看起來像這樣

{
    '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)
        }
    ]
}
返回型別

dict[str, Any]

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

執行一次最佳化步驟。

引數

closure (Callable, 可選) – 一個重新評估模型並返回損失的閉包。

zero_grad(set_to_none=True)[source]

重置所有最佳化過的 torch.Tensor 的梯度。

引數

set_to_none (bool) – 不設定為零,而是將梯度設定為 None。這通常會減少記憶體佔用,並可適度提高效能。但是,它會改變某些行為。例如:1. 當用戶嘗試訪問梯度並對其執行手動操作時,None 屬性或全為 0 的 Tensor 的行為將不同。2. 如果使用者請求 zero_grad(set_to_none=True),然後進行反向傳播,則對於未接收到梯度的引數,.grads 保證為 None。3. 如果梯度為 0 或 None,torch.optim 最佳化器的行為不同 (在一種情況下,它會使用 0 梯度執行步驟,在另一種情況下,它會完全跳過該步驟)。

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