tf.keras.optimizers.experimental.Adam
Оптимизатор, реализующий алгоритм Adam.
Наследуется от: Optimizer, Module
tf.keras.optimizers.experimental.Adam(
learning_rate=0.001,
beta_1=0.9,
beta_2=0.999,
epsilon=1e-07,
amsgrad=False,
clipnorm=None,
clipvalue=None,
global_clipnorm=None,
use_ema=False,
ema_momentum=0.99,
ema_overwrite_frequency=None,
jit_compile=True,
name='Adam',
**kwargs
)
Оптимизация Adam — это метод стохастического градиентного спуска, основанный на адаптивной оценке моментов первого и второго порядка.
Согласно Kingma и др., 2014, этот метод «вычислительно эффективный, с небольшими требованиями к памяти, инвариантный к диагональному масштабированию градиентов и хорошо подходит для задач, больших по объёму данных/параметров».
| Аргументы | |
|---|---|
learning_rate | A tf.Tensor, значение с плавающей точкой, расписание, которое является tf.keras.optimizers.schedules.LearningRateSchedule, или вызываемый объект без аргументов, возвращающий фактическое значение. Скорость обучения. По умолчанию 0.001. |
beta_1 | Значение с плавающей точкой или постоянный тензор с плавающей точкой, или вызываемый объект без аргументов, возвращающий фактическое значение. Экспоненциальная скорость затухания для оценок моментов первого порядка. По умолчанию 0.9. |
beta_2 | Значение с плавающей точкой или постоянный тензор с плавающей точкой, или вызываемый объект без аргументов, возвращающий фактическое значение. Экспоненциальная скорость затухания для оценок моментов второго порядка. По умолчанию 0.999. |
epsilon | Маленькая константа для обеспечения числовой устойчивости. Эта ε — «ε шляпа» в статье Кинга и Ба (в формуле перед разделом 2.1), а не ε в алгоритме 1 статьи. По умолчанию 1e-7. |
amsgrad | Булево значение. Применять ли вариант AMSGrad этого алгоритма из статьи «Об сходимости Adam и за его пределами». По умолчанию False. |
name | Строка. Имя для использования для весов аккумуляторов импульса, созданных оптимизатором. |
clipnorm | Число с плавающей точкой. Если задано, градиент каждого веса индивидуально ограничен, так что его норма не превышает этого значения. |
clipvalue | Число с плавающей точкой. Если задано, градиент каждого веса ограничен значением, не превышающим это значение. |
global_clipnorm | Число с плавающей точкой. Если задано, градиент всех весов ограничен так, что их глобальная норма не превышает этого значения. |
use_ema | Булево значение, по умолчанию False. Если True, применяется экспоненциально взвешенное среднее (EMA). EMA состоит из вычисления экспоненциально взвешенного среднего весов модели (поскольку значения весов изменяются после каждой обучающей партии) и периодической перезаписи весов их скользящим средним. |
ema_momentum | Число с плавающей точкой, по умолчанию 0.99. Используется только если use_ema=True. Это импульс, используемый при вычислении EMA весов модели: new_average = ema_momentum * old_average + (1 - ema_momentum) * current_variable_value. |
ema_overwrite_frequency | Целое число или None, по умолчанию None. Используется только если use_ema=True. Каждые ema_overwrite_frequency шаги итераций мы перезаписываем переменную модели её скользящим средним. Если None, оптимизатор не перезаписывает переменные модели в середине обучения, и вам нужно явно перезаписать переменные в конце обучения, вызвав optimizer.finalize_variable_values() (что обновляет переменные модели на месте). При использовании встроенного цикла обучения fit(), это происходит автоматически после последней эпохи, и вам ничего не нужно делать. |
jit_compile | Булево значение, по умолчанию True. Если True, оптимизатор будет использовать компиляцию XLA. jit_compile не может быть True при обучении с помощью tf.distribute.experimental.ParameterServerStrategy. Кроме того, если не найдено устройство GPU, этот флаг будет проигнорирован. |
**kwargs | ключевые аргументы, используемые только для обратной совместимости. |
Ссылка:
- Kingma и др., 2014
-
Reddi и др., 2018 для
amsgrad.
Примечания:
Значение по умолчанию 1e-7 для ε может быть не лучшим значением по умолчанию в общем случае. Например, при обучении сети Inception на ImageNet текущим хорошим выбором является 1.0 или 0.1. Обратите внимание, что поскольку Adam использует формулу перед разделом 2.1 статьи Кинга и Ба, а не формулу в алгоритме 1, «ε» здесь — «ε шляпа» в статье.
Реализация этого алгоритма для разреженных данных (используется, когда градиент — объект IndexedSlices, обычно из-за tf.gather или поиска вложения в прямом проходе) применяет импульс к срезам переменных, даже если они не использовались в прямом проходе (то есть, у них градиент равен нулю). Затухание импульса (beta1) также применяется к всему аккумулятору импульса. Это означает, что поведение в разреженных и плотных случаях эквивалентно (в отличие от некоторых реализаций импульса, которые игнорируют импульс, если срез переменной фактически не использовался).
| Атрибуты | |
|---|---|
iterations | Количество шагов обучения, пройденных этим optimizer. По умолчанию итерации будут увеличиваться на единицу каждый раз при вызове |
learning_rate | |
Методы
add_variable
add_variable(
shape, dtype=None, initializer='zeros', name=None
)
Создать переменную оптимизатора.
| Аргументы | |
|---|---|
shape | Список целых чисел, кортеж целых чисел или одномерный тензор типа int32. По умолчанию скаляр, если не указано иное. |
dtype | Тип данных переменной оптимизатора, которая будет создана. По умолчанию tf.keras.backend.floatx, если не указано иное. |
initializer | Строка или вызываемый объект. Экземпляр инициализатора. |
name | Имя создаваемой переменной оптимизатора. |
| Возвращаемое значение | |
|---|---|
| Переменная оптимизатора в формате tf.Variable. |
add_variable_from_reference
add_variable_from_reference(
model_variable, variable_name, shape=None, initial_value=None
)
Создать переменную оптимизатора из переменной модели.
Создать переменную оптимизатора на основе информации о переменной модели. Например, в оптимизаторе SGD с моментом для каждой переменной модели создается соответствующая переменная момента той же формы и типа данных.
| Аргументы | |
|---|---|
model_variable | tf.Variable. Соответствующая переменная модели для создаваемой переменной оптимизатора. |
variable_name | Строка. Префикс имени создаваемой переменной оптимизатора. Имя создаваемой переменной будет следовать шаблону {variable_name}/{model_variable.name}, например, momemtum/dense_1. |
shape | Список или кортеж, по умолчанию None. Форма создаваемой переменной оптимизатора. Если None, создаваемая переменная будет иметь ту же форму, что и model_variable. |
initial_value | Тензор или Python-объект, преобразуемый в тензор, по умолчанию None. Начальное значение переменной оптимизатора, если None, начальное значение будет по умолчанию 0. |
| Возвращаемое значение | |
|---|---|
| Переменная оптимизатора. |
aggregate_gradients
aggregate_gradients(
grads_and_vars
)
Сводка градиентов на всех устройствах.
По умолчанию мы будем выполнять reduce_sum градиентов по устройствам. Пользователи могут реализовать свою логику агрегации, переопределив этот метод.
| Аргументы | |
|---|---|
grads_and_vars | Список пар (градиент, переменная). |
| Возвращаемое значение | |
|---|---|
| Список пар (градиент, переменная). |
apply_gradients
apply_gradients(
grads_and_vars, skip_gradients_aggregation=False
)
Применение градиентов к переменным.
| Аргументы | |
|---|---|
grads_and_vars | Список пар (градиент, переменная). |
skip_gradients_aggregation | Если True, агрегация градиентов не будет выполняться внутри оптимизатора. Обычно этот аргумент устанавливается в True, когда вы пишете пользовательский код агрегации градиентов за пределами оптимизатора. |
| Возвращаемое значение | |
|---|---|
| None |
| Исключения | |
|---|---|
TypeError | Если grads_and_vars имеет неправильный формат. |
RuntimeError | Если вызов происходит в контексте кросс-реплики. |
build
build(
var_list
)
Инициализация переменных оптимизатора.
Оптимизатор Adam имеет 3 типа переменных: моменты, скорости и скорость_шляпа (только если применяется amsgrad).
| Аргументы | |
|---|---|
var_list | список переменных модели, на которых нужно построить переменные Adam. |
compute_gradients
compute_gradients(
loss, var_list, tape=None
)
Вычислить градиенты потерь по обучаемым переменным.
| Аргументы | |
|---|---|
loss | скаляр или вызываемый объект. Если вызываемый объект, то loss не должен принимать аргументы и возвращать значение для минимизации. |
var_list | список или кортеж объектов Variable, которые нужно обновить для минимизации loss. |
tape | (Необязательно) tf.GradientTape. Если loss предоставлен как Tensor, то должна быть предоставлена лента, которая вычислила loss. |
| Возвращаемые значения | |
|---|---|
Список пар (градиент, переменная). Переменная всегда присутствует, но градиент может быть None. |
finalize_variable_values
finalize_variable_values(
var_list
)
Установить конечное значение обучаемых переменных модели.
Иногда перед завершением обновлений переменных требуется выполнить дополнительные шаги, например, заменить переменные модели на их среднее значение.
| Аргументы | |
|---|---|
var_list | список переменных модели. |
from_config
@classmethod
from_config(
config
)
Создает оптимизатор из его конфигурации.
Этот метод является обратным к get_config, позволяя создать тот же оптимизатор из словаря конфигурации.
| Аргументы | |
|---|---|
config | Словарь Python, обычно результат выполнения get_config. |
| Возвращаемые значения | |
|---|---|
| Экземпляр оптимизатора. |
get_config
get_config()
Возвращает конфигурацию оптимизатора.
Конфигурация оптимизатора — это словарь Python (сериализуемый), содержащий конфигурацию оптимизатора. Позже из этой конфигурации можно восстановить тот же оптимизатор (без сохранения состояния).
Подклассы оптимизатора должны переопределять этот метод, чтобы включать другие гиперпараметры.
| Возвращаемые значения | |
|---|---|
| Словарь Python. |
minimize
minimize(
loss, var_list, tape=None
)
Минимизировать loss путем обновления var_list.
Этот метод просто вычисляет градиент с помощью tf.GradientTape и вызывает apply_gradients(). Если вы хотите обработать градиент перед применением, то вызовите tf.GradientTape и apply_gradients() явно, вместо использования этой функции.
| Аргументы | |
|---|---|
loss | скаляр или вызываемый объект. Если вызываемый объект, то loss не должен принимать аргументы и возвращать значение для минимизации. |
var_list | список или кортеж объектов Variable, которые нужно обновить для минимизации loss. |
tape | (Необязательно) tf.GradientTape. |
| Возвращаемые значения | |
|---|---|
| None |
update_step
update_step(
gradient, variable
)
Шаг обновления, заданный градиентом и связанной переменной модели.
© 2022 The TensorFlow Authors. All rights reserved.
Licensed under the Creative Commons Attribution License 4.0.
Code samples licensed under the Apache 2.0 License.
https://www.tensorflow.org/versions/r2.9/api_docs/python/tf/keras/optimizers/experimental/Adam