PyTorch学习之六个学习率调整策略

PyTorch学习率调整策略经过torch.optim.lr_scheduler接口实现。PyTorch提供的学习率调整策略分为三大类,分别是html

  1. 有序调整:等间隔调整(Step),按需调整学习率(MultiStep),指数衰减调整(Exponential)和 余弦退火CosineAnnealing。
  2. 自适应调整:自适应调整学习率 ReduceLROnPlateau。
  3. 自定义调整:自定义调整学习率 LambdaLR。

等间隔调整学习率 StepLR

等间隔调整学习率,调整倍数为 gamma 倍,调整间隔为 step_size。间隔单位是step。须要注意的是, step 一般是指 epoch,不要弄成 iteration 了。数组

torch.optim.lr_scheduler.StepLR(optimizer, step_size, gamma=0.1, last_epoch=-1)

###参数设置: step_size(int)- 学习率降低间隔数,若为 30,则会在 30、 60、 90…个 step 时,将学习率调整为 lr*gamma。 gamma(float)- 学习率调整倍数,默认为 0.1 倍,即降低 10 倍。 last_epoch(int)- 上一个 epoch 数,这个变量用来指示学习率是否须要调整。当last_epoch 符合设定的间隔时,就会对学习率进行调整。当为-1 时,学习率设置为初始值。 ###举例:函数

# Assuming optimizer uses lr = 0.05 for all groups
# lr = 0.05     if epoch < 30
# lr = 0.005    if 30 <= epoch < 60
# lr = 0.0005   if 60 <= epoch < 90
# ...
scheduler = StepLR(optimizer, step_size=30, gamma=0.1)
for epoch in range(100):
    train(...)
    validate(...)
    scheduler.step()

###注: 学习率调整要放在optimizer更新以后。若是$scheduler.step()$放在$optimizer.update()$的前面,将会调过学习率更新的第一个值。学习

按需调整学习率 MultiStepLR

按设定的间隔调整学习率。这个方法适合后期调试使用,观察 loss 曲线,为每一个实验定制学习率调整时机。url

torch.optim.lr_scheduler.MultiStepLR(optimizer, milestones, gamma=0.1, last_epoch=-1)

###参数设置: milestones(list)- 一个 list,每个元素表明什么时候调整学习率, list 元素必须是递增的。如 milestones=[30,80,120] gamma(float)- 学习率调整倍数,默认为 0.1 倍,即降低 10 倍。spa

指数衰减调整学习率 ExponentialLR

按指数衰减调整学习率,调整公式:$lr=lr∗gamma^epoch$.net

torch.optim.lr_scheduler.ExponentialLR(optimizer, gamma, last_epoch=-1)

###参数设置: gamma- 学习率调整倍数的底,指数为 epoch,即$gamma^epoch$调试

余弦退火调整学习率 CosineAnnealingLR

以余弦函数为周期,并在每一个周期最大值时从新设置学习率。以初始学习率为最大学习率,以 2∗Tmax为周期,在一个周期内先降低,后上升。code

torch.optim.lr_scheduler.CosineAnnealingLR(optimizer, T_max, eta_min=0, last_epoch=-1)

###参数设置: T_max(int)- 一次学习率周期的迭代次数,即 T_max 个 epoch 以后从新设置学习率。 eta_min(float)- 最小学习率,即在一个周期中,学习率最小会降低到 eta_min,默认值为 0。orm

自适应调整学习率 ReduceLROnPlateau

当某指标再也不变化(降低或升高),调整学习率,这是很是实用的学习率调整策略。 例如,当验证集的 loss 再也不降低时,进行学习率调整;或者监测验证集的 accuracy,当accuracy 再也不上升时,则调整学习率。

torch.optim.lr_scheduler.ReduceLROnPlateau(optimizer, mode='min', factor=0.1, patience=10, verbose=False, threshold=0.0001, threshold_mode='rel', cooldown=0, min_lr=0, eps=1e-08)

###参数设置: mode(str)- 模式选择,有 min 和 max 两种模式, min 表示当指标再也不下降(如监测loss), max 表示当指标再也不升高(如监测 accuracy)。 factor(float)- 学习率调整倍数(等同于其它方法的 gamma),即学习率更新为 lr = lr * factor patience(int)- 忍受该指标多少个 step 不变化,当忍无可忍时,调整学习率。 verbose(bool)- 是否打印学习率信息, print(‘Epoch {:5d}: reducing learning rate of group {} to {:.4e}.’.format(epoch, i, new_lr)) threshold_mode(str)- 选择判断指标是否达最优的模式,有两种模式, rel 和 abs。 当 threshold_mode == rel,而且 mode == max 时, dynamic_threshold = best * ( 1 +threshold ); 当 threshold_mode == rel,而且 mode == min 时, dynamic_threshold = best * ( 1 -threshold ); 当 threshold_mode == abs,而且 mode== max 时, dynamic_threshold = best + threshold ; 当 threshold_mode == rel,而且 mode == max 时, dynamic_threshold = best - threshold; threshold(float)- 配合 threshold_mode 使用。 cooldown(int)- “冷却时间“,当调整学习率以后,让学习率调整策略冷静一下,让模型再训练一段时间,再重启监测模式。 min_lr(float or list)- 学习率下限,可为 float,或者 list,当有多个参数组时,可用 list 进行设置。 eps(float)- 学习率衰减的最小值,当学习率变化小于 eps 时,则不调整学习率。

自定义调整学习率 LambdaLR

为不一样参数组设定不一样学习率调整策略。将每个参数组的学习率设置为初始学习率lr的某个函数倍.

torch.optim.lr_scheduler.LambdaLR(optimizer, lr_lambda, last_epoch=-1)

###参数设置: lr_lambda(是一个函数,或者列表(list))--当是一个函数时,须要给其一个整数参数,使其计算出一个乘数因子,用于调整学习率,一般该输入参数是epoch数目或者是一组上面的函数组成的列表。 ###举例:

# Assuming optimizer has two groups.
lambda1 = lambda epoch: epoch // 30
lambda2 = lambda epoch: 0.95 ** epoch
scheduler = LambdaLR(optimizer, lr_lambda=[lambda1, lambda2])
for epoch in range(100):
    train(...)
    validate(...)
    scheduler.step()

引用:

  1. https://blog.csdn.net/shanglianlm/article/details/85143614
  2. https://pytorch.org/docs/master/optim.html
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