深度學習模型訓練小技巧

這篇文章主要介紹一些在深度學習模型訓練時的一些小技巧。

warmup可以理解為預熱、熱身的意思，它的思想是一開始以較小的學習率去更新引數，然後逐步提高學習率。

這樣的好處是：

有助於減緩模型在初始階段對mini-batch的提前過擬合現象，保持分布的平穩；

有助於保持模型深層的穩定性。

# 線性warmup

# num_warmup_steps：warmup的步數
# init_lr：預設的學習率
global_step = tf.train.get_or_create_global_step(
)global_steps_int = tf.cast(global_step, tf.int32)
warmup_steps_int = tf.constant(num_warmup_steps, dtype=tf.int32)
global_steps_float = tf.cast(global_steps_int, tf.float32)
warmup_steps_float = tf.cast(warmup_steps_int, tf.float32)
warmup_percent_done = global_steps_float / warmup_steps_float
warmup_learning_rate = init_lr * warmup_percent_done
is_warmup = tf.cast(global_steps_int < warmup_steps_int, tf.float32)
learning_rate =((
1.0- is_warmup)
* learning_rate + is_warmup * warmup_learning_rate)

適用場景：通過上述的理解，當我們的模型在前期loss能夠正常下降，但在後期難以收斂的情況下，就可以派上用場了。

global_step = tf.train.get_or_create_global_step(

)# learning_rate：初設的學習率
# num_train_steps：總的訓練次數
# end_learning_rate：學習率最終降為多少
# power：決定遞減的幅度
# cycle：當學習率遞減為end_learning_rate時，是否開始新的一輪遞減
learning_rate = tf.train.polynomial_decay(
learning_rate,
global_step,
num_train_steps,
end_learning_rate=
0.0,
power=
1.0,
cycle=
false
)

global_step = min(global_step, decay_steps)

decayed_learning_rate = (learning_rate - end_learning_rate) *
(1 - global_step / decay_steps) ^ (power) +
end_learning_rate

看到這裡， 相信有人就有疑問了：warmup和學習率遞減，這不是自相矛盾嗎？

確實，它們兩者是完全相反的思路，但是它們有各自不同的適用場景。

並且，在實際情況中，兩者是可以結合一起使用的，例如大名鼎鼎的bert模型就是這麼幹的。但是，warmup一般在前10%-20%的訓練過程中，所以在前期對學習率影響較大的還是warmup，即專注於warmup，後期則是專注於lr_decar。

這樣即可以緩解初設階段對區域性資料的過擬合，也能緩解後期的動盪，提高網路的穩定性，增加模型收斂的可能性

適用場景：當你的梯度很容易出現**的情況下，這個時候就可以考慮使用梯度裁剪了。

# 獲取所有待更新引數

tvars = tf.trainable_variables(
)# 計算所有引數的梯度
# loss：your loss
grads = tf.gradients(loss, tvars)
# 對梯度進行裁剪
(grads, _)
= tf.clip_by_global_norm(grads, clip_norm=
1.0)
optimizer = tf.train.gradientdescentoptimizer(
0.1)
# 進行梯度下降
zip(grads, tvars)
)

grads[i] = grads[i] * clip_norm / max(global_norm, clip_norm)

global_norm = sqrt(sum([l2norm(t)**2 for t in grads]))
l2norm(t) = sqrt(sum(t ** 2))

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