【Pytorch进阶】Pytorch冻结部分层的参数

这段代码定义了一个optimizer,使用Adam优化器并指定学习率lr,同时设置amsgrad为True。filter函数被用来选取需要进行梯度更新(requires_grad=True)的神经网络参数,这些参数将参与反向传播过程,而requires_grad=False的层则在训练过程中被冻结不更新。
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1 作用

optimizer = optim.Adam(filter(lambda p: p.requires_grad, self.parameters()), lr=lr, amsgrad=True)
# 
filter(lambda p: p.requires_grad, self.parameters())

在读代码时遇到了上述的情景,记录一下作用。上述代码的作用主要是用来在训练中冻结神经网络中的一些层。其中,self.parameters是存储神经网络中间产数矩阵的变量,lambda是函数,filter是过滤函数。

filter()函数接收两个参数,第一个为函数,第二个为序列,序列的每个元素作为参数传递给函数进行判断,然后返回 True 或 False,最后将返回 True 的元素放到新列表中。

即该函数将requires_grad = True的参数传入优化器进行反向传播,requires_grad = False的则被过滤掉。

2 参考文献

[1]python filter(lambda x: x.requires_grad, parameters)什么意思
[2]Pytorch冻结部分层的参数

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<think>好的,我现在需要帮助用户解决在PyTorch中动态解冻特定参数的问题,用于微调或训练控制。首先,我要回忆一下PyTorch参数冻结的基本方法。通常,我们通过设置`requires_grad`属性来控制参数是否需要梯度更新。冻结参数就是将其`requires_grad`设为False,解冻则是设为True。 用户提到“动态解冻”,这可能意味着在训练的不同阶段逐步解冻某些。比如,先训练顶,然后逐渐解冻更底参数。我需要参考之前的引用内容,特别是引用[3]提到的渐进式解冻策略。那里提到初始阶段冻结所有,只训练分类器,之后逐步解冻layer4、layer3等。这应该是一个动态调整的过程。 接下来,我需要考虑如何实现动态解冻。在训练循环中,可能需要在特定的epoch检查当前的阶段,并解冻相应的。例如,每过几个epoch就解冻下一。这需要编写代码来在训练过程中修改参数的`requires_grad`属性。 然后,要处理优化器的问题。当参数被解冻后,优化器需要知道这些新加入的可训练参数。因此,每次解冻新后,可能需要重新创建优化器,或者将新参数添加到现有的优化器中。不过,PyTorch的优化器在初始化后会记录参数引用,如果之后参数的`requires_grad`状态改变,是否需要重新初始化优化器呢?实际上,优化器在每次step()时会检查参数的梯度状态,所以只要在解冻后,确保这些参数被包含在优化器的参数组中。可能需要使用`add_param_group`方法将新解冻的参数添加到优化器中,或者在创建优化器时动态获取所有需要训练的参数。 此外,学习率的设置也很重要。不同可能需要不同的学习率,比如解冻的底使用较小的学习率,而顶使用较大的。这可以通过为优化器设置不同的参数组来实现,每个组有不同的学习率。 还需要考虑代码的具体实现步骤,比如如何按名称选择特定进行解冻。例如,遍历模型的`named_parameters()`,根据名称的模式(如包含'layer4')来设置`requires_grad`。 可能还需要处理模型的不同部分,比如CNN中的特征提取和分类。用户可能有一个预训练模型,想要先冻结特征提取,训练分类,之后逐步解冻特征的一部分。 最后,要确保代码示例正确,并且解释清楚每个步骤的作用,以及动态解冻的实际应用场景和优势,比如节省显存、避免灾难性遗忘等。同时,参考引用中的内容,如渐进式解冻和微调策略,来增强回答的可信度。</think>在PyTorch中动态解冻特定参数是微调预训练模型时的常见需求,可通过控制参数的`requires_grad`属性和优化器参数组实现。以下是具体实现方法: --- ### 一、核心原理 1. **参数冻结机制** 通过设置`param.requires_grad = False`禁止梯度计算,减少显存占用并固定参数[^2] 2. **动态解冻逻辑** 在训练过程中根据epoch数或性能指标,逐步开放指定参数更新 --- ### 二、实现步骤 #### 1. 初始冻结配置 ```python # 假设使用ResNet模型 model = torchvision.models.resnet50(pretrained=True) # 初始冻结全部参数 for param in model.parameters(): param.requires_grad = False # 解冻最后一全连接 model.fc.requires_grad = True ``` #### 2. 动态解冻函数 ```python def unfreeze_layers(model, epoch, threshold_epoch=5): # 每5个epoch解冻一 if epoch == threshold_epoch: for name, param in model.layer4.named_parameters(): param.requires_grad = True elif epoch == threshold_epoch * 2: for name, param in model.layer3.named_parameters(): param.requires_grad = True return model ``` #### 3. 优化器动态调整 ```python # 初始仅优化全连接 optimizer = torch.optim.Adam(filter(lambda p: p.requires_grad, model.parameters()), lr=1e-3) # 训练循环中更新优化器 for epoch in range(num_epochs): model = unfreeze_layers(model, epoch) # 重新构建优化器包含新解冻参数 optimizer = torch.optim.Adam( [{"params": model.fc.parameters(), "lr": 1e-3}, {"params": model.layer4.parameters(), "lr": 1e-4}] ) ``` --- ### 三、进阶技巧 1. **分学习率** 对底使用更小的学习率(如1e-5),顶使用正常学习率(1e-3)[^4] 2. **梯度检查** 通过`print(next(model.layer3.parameters()).grad)`验证解冻是否生效 3. **选择性冻结** 使用正则表达式匹配特定名: ```python for name, param in model.named_parameters(): if 'conv1' in name: param.requires_grad = False ``` --- ### 四、效果对比 | 策略 | 显存占用 | 训练速度 | 最终精度 | |------|---------|---------|---------| | 全冻结 | 低 | 快 | 差 | | 动态解冻 | 中 | 中 | 优 | | 全解冻 | 高 | 慢 | 良 | --- ### 五、应用场景 1. 迁移学习初期阶段 2. 有限计算资源下的训练 3. 防止灾难性遗忘(catastrophic forgetting)[^3]
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