迁移学习——冻结部分参数,修改全连接层

目录

一、迁移学习简单概念

二、代码例子

1、加载AST网络

2、修改网络结构

3、 加载预先训练好的模型参数

 4、弹出mlp_head.1层参数

5、更新自己的模型参数

 6、冻结部分层

7、选出requires_grad = True 的参数

8、定义损失函数、优化器等等


一、迁移学习简单概念

迁移学习是指利用旧知识来学习新知识,主要目标是将已经学会的知识很快地迁移到一个新的领域中[1]。

[1]刘鑫鹏,栾悉道,谢毓湘,等.迁移学习研究和算法综述.长沙大学学报,2018,32(5):33−36,41。

二、代码例子

此处以预训练模型AST为例,修改最后的mlp.1。

1、加载AST网络

pretrained_model = ASTModel(label_dim=527,
                          fstride=10, tstride=10,
                          input_fdim=128, input_tdim=1024,
                          imagenet_pretrain=False, audioset_pretrain=False,
                          model_size='base384')
print(pretrained_model)

将“imagenet_pretrain, audioset_pretrain“都设为了False,此时只加载了AST的网络结构,没有用预训练模型的参数来初始化。print后的输出为:

ASTModel(
  ....
  ....
  (mlp_head): Sequential(
    (0): LayerNorm((768,), eps=1e-05, elementwise_affine=True)
    (1): Linear(in_features=768, out_features=527, bias=True)
  )
)

因为我们修改的是最后的mlp_head[1],这里只给出mlp_head的部分。 可见此时的输出维度为527。

2、修改网络结构

num_ftrs = pretrained_model.mlp_head[1].in_features # 获取mlp_head[1]输入
pretrained_model.mlp_head[1] = nn.Linear(num_ftrs,10) # 修改mlp_head[1]的输出
print(pretrained_model)

将mlp_head[1]的输出改为了10 ,结果如下:

ASTModel(
  ....
  ....
  (mlp_head): Sequential(
    (0): LayerNorm((768,), eps=1e-05, elementwise_affine=True)
    (1): Linear(in_features=768, out_features=10, bias=True)
  )
)

3、 加载预先训练好的模型参数

 AST的pth文件下载路径:https://github.com/YuanGongND/ast

pretrained_dict = torch.load(r'E:\code\DESED_shujia\pretrained_models\audioset_0.4593.pth')
print(pretrained_dict)

此时的输出为:

迁移学习——冻结部分参数,修改全连接层_第1张图片

 4、弹出mlp_head.1层参数

pretrained_dict.pop('module.mlp_head.1.weight')
pretrained_dict.pop('module.mlp_head.1.bias')

此时mlp_head.1层参数已经被删除。

5、更新自己的模型参数

# 自己的模型参数变量,在开始时里面参数处于初始状态,所以很多0和1
model_dict = pretrained_model.state_dict()
print(f"自己模型参数更新前的状态:{model_dict}")

# 去除不需要的参数
pretrained_dict={k: v for k, v in pretrained_dict.items() if k[7:] in model_dict}

# 模型参数更新
model_dict.update(pretrained_dict)
print(f"自己模型参数更新后的状态:{model_dict}")

 模型参数更新之前,参数处于初始状态,有很多0和1,输出的部分截图如下:

迁移学习——冻结部分参数,修改全连接层_第2张图片

模型参数更新之后, 已经不再是0和1,与上图同一处参数如下:

迁移学习——冻结部分参数,修改全连接层_第3张图片

 ⭐由于pretrained_dict和mode_dict的keys()相差一个"moudle.",所以“#去除不需要的参数”的代码中k后加上了[7:],若两者的keys()相同,则不需要加。本例子中的pretrained_dict和mode_dict的keys()输出如下:

 6、冻结部分层

 # 冻结部分层——将满足条件的参数的 requires_grad 属性设置为 False。
 # requires_grad 为 true 进行更新,为 False 时权重和偏置不进行更新。
 for name, value in pretrained_model.named_parameters():
     if (name != 'fc.weight') and (name != 'fc.bias'):
         value.requires_grad = False

7、选出requires_grad = True 的参数

# 将模型中属性 requires_grad = True 的参数选出来(要更新的参数在 params_conv 当中)
params_conv = filter(lambda p: p.requires_grad, pretrained_model.parameters())

8、定义损失函数、优化器等等

后面这些看自己的需求。优化器只更新需要更新的层,比如:

 optimizer = torch.optim.SGD(params_conv, lr=1e-3)

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