PyTorch检查模型梯度是否可导

本文介绍了如何利用PyTorch的torch.autograd.gradcheck函数验证复杂网络模型或操作的可导性。通过两个示例展示了对单个操作和整个神经网络模型进行检查的过程,确保模型能够在训练过程中正确优化。

当我们构建复杂网络模型或在模型中加入复杂操作时,可能会需要验证该模型或操作是否可导,即模型是否能够优化,在PyTorch框架下,我们可以使用torch.autograd.gradcheck函数来实现这一功能。

首先看一下官方文档中关于该函数的介绍:

可以看到官方文档中介绍了该函数基于何种方法,以及其参数列表,下面给出几个例子介绍其使用方法,注意:

  • Tensor需要是双精度浮点型且设置requires_grad = True

第一个例子:检查某一操作是否可导

from torch.autograd import gradcheck
import torch
import torch.nn as nn

inputs = torch.randn((10, 5), requires_grad=True, dtype=torch.double)
linear = nn.Linear(5, 3)
linear = linear.double()
test = gradcheck(lambda x: linear(x), inputs)
print
### 如何在 PyTorch检查梯度 为了确保模型训练过程中的稳定性以及调试目的,在 PyTorch 中可以方便地查看张量的梯度。对于含有 `requires_grad=True` 属性设置的张量,可以通过访问 `.grad` 属性来获取对应的梯度值[^4]。 当完成前向传播并调用反向传播方法(即执行 `loss.backward()`),PyTorch 将自动计算所有参与运算且设置了 `requires_grad=True` 的张量相对于损失函数的梯度,并存储于这些变量各自的`.grad`属性之中。 #### 实际操作示范 下面给出一段简单的代码片段用于展示如何定义带有可求参数的简单线性层,并打印出经过一次迭代后的权重和偏置项所累积下来的梯度: ```python import torch from torch import nn, optim # 创建模拟数据集 X = torch.tensor([[1., 2.], [3., 4.]]) y = torch.tensor([[-1.], [-2.]]) class SimpleLinearModel(nn.Module): def __init__(self): super(SimpleLinearModel, self).__init__() self.linear = nn.Linear(2, 1) def forward(self, x): return self.linear(x) model = SimpleLinearModel() criterion = nn.MSELoss() optimizer = optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01) output = model(X) loss = criterion(output, y) print('Loss:', loss.item()) # 反向传播之前先清零现有梯度 optimizer.zero_grad() # 执行反向传播 loss.backward() for name, param in model.named_parameters(): print(f"{name} grad:") print(param.grad) ``` 这段程序首先构建了一个非常基础的一层神经网络实例化对象 `SimpleLinearModel` 并指定了均方误差作为损失衡量标准;接着通过给定输入 X 和目标输出 y 来预测结果并计算相应的损失值;最后一步则是清除任何现存的历史梯度记录再启动反向传播流程以便正确更新各参数上的新梯度信息。
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