pytorch中Schedule與warmup_steps如何使用？

在機(jī)器學(xué)習(xí)中，schedule的使用是相當(dāng)重要的，用來進(jìn)行學(xué)習(xí)率的調(diào)節(jié)，而warmup_steps作為耐心系數(shù)也參與了schedule的使用，接下來的這篇文章我們就來了解一下pytorch怎么使用schedule吧。

1. lr_scheduler相關(guān)

lr_scheduler = WarmupLinearSchedule(optimizer, warmup_steps=args.warmup_steps, t_total=num_train_optimization_steps)

其中args.warmup_steps可以認(rèn)為是耐心系數(shù)

num_train_optimization_steps為模型參數(shù)的總更新次數(shù)

一般來說：

num_train_optimization_steps = int(total_train_examples / args.train_batch_size / args.gradient_accumulation_steps)

Schedule用來調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)率，拿線性變換調(diào)整來說，下面代碼中，step是當(dāng)前迭代次數(shù)。

    def lr_lambda(self, step):
        # 線性變換，返回的是某個(gè)數(shù)值x，然后返回到類LambdaLR中，最終返回old_lr*x
        if step < self.warmup_steps: # 增大學(xué)習(xí)率
            return float(step) / float(max(1, self.warmup_steps))
        # 減小學(xué)習(xí)率
        return max(0.0, float(self.t_total - step) / float(max(1.0, self.t_total - self.warmup_steps)))

在實(shí)際運(yùn)行中，lr_scheduler.step()先將lr初始化為0. 在第一次參數(shù)更新時(shí)，此時(shí)step=1，lr由0變?yōu)槌跏贾礽nitial_lr；在第二次更新時(shí)，step=2，上面代碼中生成某個(gè)實(shí)數(shù)alpha，新的lr=initial_lr *alpha；在第三次更新時(shí)，新的lr是在initial_lr基礎(chǔ)上生成，即新的lr=initial_lr *alpha。

其中warmup_steps可以認(rèn)為是lr調(diào)整的耐心系數(shù)。

由于有warmup_steps存在，lr先慢慢增加，超過warmup_steps時(shí)，lr再慢慢減小。

在實(shí)際中，由于訓(xùn)練剛開始時(shí)，訓(xùn)練數(shù)據(jù)計(jì)算出的grad可能與期望方向相反，所以此時(shí)采用較小的lr，隨著迭代次數(shù)增加，lr線性增大，增長率為1/warmup_steps；迭代次數(shù)等于warmup_steps時(shí)，學(xué)習(xí)率為初始設(shè)定的學(xué)習(xí)率；迭代次數(shù)超過warmup_steps時(shí)，學(xué)習(xí)率逐步衰減，衰減率為1/(total-warmup_steps)，再進(jìn)行微調(diào)。

2. gradient_accumulation_steps相關(guān)

gradient_accumulation_steps通過累計(jì)梯度來解決本地顯存不足問題。

假設(shè)原來的batch_size=6，樣本總量為24，gradient_accumulation_steps=2

那么參數(shù)更新次數(shù)=24/6=4

現(xiàn)在，減小batch_size=6/2=3，參數(shù)更新次數(shù)不變=24/3/2=4

在梯度反傳時(shí)，每gradient_accumulation_steps次進(jìn)行一次梯度更新，之前照常利用loss.backward()計(jì)算梯度。

補(bǔ)充：pytorch學(xué)習(xí)筆記 -optimizer.step()和scheduler.step()

optimizer.step()和scheduler.step()的區(qū)別

optimizer.step()通常用在每個(gè)mini-batch之中，而scheduler.step()通常用在epoch里面,但是不絕對(duì)，可以根據(jù)具體的需求來做。只有用了optimizer.step()，模型才會(huì)更新，而scheduler.step()是對(duì)lr進(jìn)行調(diào)整。

通常我們有

optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr = 0.01, momentum = 0.9)
scheduler = lr_scheduler.StepLR(optimizer, step_size = 100, gamma = 0.1)
model = net.train(model, loss_function, optimizer, scheduler, num_epochs = 100)

在scheduler的step_size表示scheduler.step()每調(diào)用step_size次，對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)率就會(huì)按照策略調(diào)整一次。

所以如果scheduler.step()是放在mini-batch里面，那么step_size指的是經(jīng)過這么多次迭代，學(xué)習(xí)率改變一次。

小結(jié)

以上就是pytorch怎么使用schedule的全部內(nèi)容，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持W3Cschool。