关于optimizer优化器与scheduler策略调整器

关于optimizer优化器与scheduler策略调整器

optimizer优化器：

optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(),
                       args.lr,
                       momentum=args.momentum, nesterov=args.nesterov,
                       weight_decay=args.weight_decay)

上面是SGD优化器的一个使用实例，经过实例化后，optimizer会产生一个列表param_groups，列表中的每个元素param_group是一个字典，以param_group[‘params’]的形式对应model.parameters()的每一层参数，除此之外，还以param_group[‘lr’]的形式对应上面的args.lr等等。

如下所示：

for name, param in model.named_parameters():
    if 'fc' in name or 'class' in name or 'last_linear' in name or 'ca' in name or 'sa' in name:
        parameters.append({'params': param, 'lr': args.lr * args.lr_fc_times})
    else:
        parameters.append({'params': param, 'lr': args.lr})

optimizer = torch.optim.SGD(parameters,
                            args.lr,
                            momentum=args.momentum, nesterov=args.nesterov,
                            weight_decay=args.weight_decay)

这时，传入的参数parameters已经是一个字典列表，他的每个元素parameter已经包括了parameter[‘lr’]了，这时候实例化SGD时传入的args.lr就不会起作用了（传入的lr只在字典中没有lr键值的时候会创建并传入，当字典已经有键值及对应元素后，会跳过），所以这种情况下，每层参数的学习率实际上已经由之前定好的学习率设定好了，args.lr只是一个摆设，不起实际作用。

上述情况通常发生在，对已有预训练网络进行微调后，网络改动部分往往需要更大的学习率，因此整个网络来说，学习率不是完全一样的，需要针对不同层设计不同的学习率，这时通过初始化SGD时传入初始学习率的一刀切办法就不适用了。

调用optimizer.step()即可实现网络参数的更新

scheduler策略调整器

这里有一篇比较好的博客，介绍的挺好

举个例子，如下：

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

将optimizer作为参数传递给scheduler，每次通过调用scheduler.step()就会更新optimizer中每一个param_group[‘lr’]，具体更新策略是什么呢？对于StepLR策略调整器来说，$l{r}_{new}=l{r}_{initial}\ast gamm{a}^{epoch//stepsize}$，即每过固定个epoch，学习率会按照gamma倍率进行衰减。

也可以不使用scheduler策略调整器，就实现optimizer的学习率调整，如下：

def adjust_learning_rate(optimizer, epoch, step_size, lr_init, gamma):
    factor = epoch // step_size
    lr = lr_init * (gamma ** factor)
    for param_group in optimizer.param_groups:
        param_group['lr'] = lr

相当于手动修改optimizer中的param_group[‘lr’]，使用时调用函数如下：

adjust_learning_rate(optimizer, epoch, args.step_size, args.lr, args.gamma)

注意：pytorch1.1之后，scheduler.step()调用需要在optimizer.step()之后