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pytorch中如何安装Nadam优化器?

发布日期:2024-03-11 12:21浏览次数:

安装的pytorch默认没有封装Nadam优化器,那么想使用Nadam优化器的话怎么安装?

PyTorch官方并没有提供Nadam优化器的实现,但可以通过安装第三方优化器库来使用Nadam优化器。下面是一种安装Nadam优化器库的方法:


使用pip安装nadam包:


python


pip install nadam


导入nadam包中的Nadam优化器:


python


from nadam import Nadam


在PyTorch中使用Nadam优化器:


python


import torch.optim as optim

optimizer=optim.Nadam(model.parameters(), lr=learning_rate)


需要注意的是,虽然Nadam优化器在一些深度学习任务中表现良好,但并不是适用于所有的任务,因此在使用之前需要进行充分的实验和验证。

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pip install torch

安装并导入以下库:

import torch  
import torch.nn as nn  
import torch.optim as optim  
from torch.utils.data import DataLoader

创建一个自定义优化器,继承自torch.optim.SGD,并重写step()方法。在step()方法中,实现你的优化逻辑,并传入损失和梯度。

class NadamOptimizer(torch.optim.SGD):  
    def __init__(self, parameters, learning_rate=0.001, momentum=0.9):  
        super().__init__(parameters, lr=learning_rate, momentum=momentum)  
  
    def step(self, param, grad, learning_rate):  
        """Implementation of the optimizer's step function.   
        Args:  
            param (Tensor): The parameter to be optimized.  
            grad (Tensor): The gradient of the parameter with respect to its parameters.  
            learning_rate (float): The learning rate.   
        Returns:  
            Tensor: The optimized parameter.  
        """  
        # Compute the gradient of the parameter w.r.t. its parameters  
        grad_param=grad * param.grad  
  
        # Compute the derivative of the parameter w.r.t. its parameters  
        grad_params=grad_param * param.grad  
  
        # Compute the new parameter values  
        new_params=self.params_initialized + learning_rate * (grad_params - self.params_initialized)  
  
        # Update the parameters  
        self.params_initialized=new_params  
        return super().step(param, grad, learning_rate)

在训练过程中,使用优化器。

# Define the dataset and dataloader  
train_dataset=MyDataset(...)  
train_loader=DataLoader(train_dataset, batch_size=32, shuffle=True)  
  
# Define the model, loss function, and optimizer  
model=MyModel()  
criterion=nn.MSELoss()  
optimizer=NadamOptimizer(parameters=model.parameters(), lr=0.001, momentum=0.9)  
  
# Train the model  
for epoch in range(10):  
    for i, (inputs, targets) in enumerate(train_loader):  
        optimizer.zero_grad()  
        outputs=model(inputs)  
        loss=criterion(outputs, targets)  
        loss.backward()  
        optimizer.step(optimizer.parameters()[0], torch.ones_like(inputs).float(), learning_rate=0.001)

要在PyTorch中使用Nadam优化器的话,需要自己构建一下,原生的PyTorch里面确实没有封装这个优化器。


其实对于优化器的理解,我个人也就是一知半解的程度。我简单理解优化器的主要作用就是调整神经网络的权重和参数,以便模型可以更好地拟合训练数据,达到最优解。不同的优化器使用的算法和方式有差别,所以效果也会有差异。


Nadam优化器是Adam优化器的扩展,可以看成是Adam和Nesterov动量相结合的产物。所以比Adam本身效果会更好一些,学习速度更快,对神经网络的训练也更加友好。不过实现起来难度会更大一点。


要在PyTorch中使用Nadam优化器,基本步骤就是:


1. 继承optim.Optimizer,定义Nadam优化器类Nadam;


2. 在__init__方法中,定义默认参数,如学习率lr、beta1、beta2等,并调用optim.Optimizer.__init__初始化;


3. 重写step方法,这是优化器的核心,定义Nadam的更新规则,包括梯度的计算、动量的更新等;


4. 在神经网络的训练中,使用Nadam(model.parameters(), lr=0.001)等方式构建优化器的实例,对模型的参数进行更新。


具体代码实现也不是很复杂,主要就是按照Nadam的算法公式,实现参数的更新规则。不过优化器的理论知识我还是比较肤浅的,也需要结合更多的学习与实践来加深理解。


总之,要在PyTorch中使用Nadam优化器,需要自己构建和实现这个优化器的类,原生的PyTorch并未内置。实现的主要难度也在于对优化器原理的理解,如果对算法和公式很清楚,代码实现就比较简单了。不过这也需要 investment 较长时间进行学习和实践,我个人也还在学习的过程中,理解还比较肤浅。

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