PolynomialDecay(多项式衰减)

[源代码]

PolynomialDecay

tf_keras.optimizers.schedules.PolynomialDecay(
    initial_learning_rate,
    decay_steps,
    end_learning_rate=0.0001,
    power=1.0,
    cycle=False,
    name=None,
)

一个使用多项式衰减调度的 LearningRateSchedule。

通常观察到,单调递减的学习率(其变化程度经过仔细选择)会产生性能更好的模型。此调度将多项式衰减函数应用于优化器步骤,给定提供的 initial_learning_rate,以在给定的 decay_steps 中达到 end_learning_rate

它需要一个 step 值来计算衰减的学习率。您可以只传递一个 TensorFlow 变量,该变量在每个训练步骤中递增。

该调度是一个 1 参数可调用对象,当传递当前优化器步骤时,会产生衰减的学习率。这对于在优化器函数的不同调用中更改学习率值非常有用。它的计算公式为

def decayed_learning_rate(step):
  step = min(step, decay_steps)
  return ((initial_learning_rate - end_learning_rate) *
          (1 - step / decay_steps) ^ (power)
         ) + end_learning_rate

如果 cycle 为 True,则使用 decay_steps 的倍数,第一个大于 step 的倍数。

def decayed_learning_rate(step):
  decay_steps = decay_steps * ceil(step / decay_steps)
  return ((initial_learning_rate - end_learning_rate) *
          (1 - step / decay_steps) ^ (power)
         ) + end_learning_rate

您可以将此调度直接传递到 tf.keras.optimizers.Optimizer 中作为学习率。示例

使用以下方法拟合模型,同时在 10000 步内从 0.1 衰减到 0.01

sqrt(即 power=0.5)

...
starter_learning_rate = 0.1
end_learning_rate = 0.01
decay_steps = 10000
learning_rate_fn = tf.keras.optimizers.schedules.PolynomialDecay(
    starter_learning_rate,
    decay_steps,
    end_learning_rate,
    power=0.5)

model.compile(optimizer=tf.keras.optimizers.SGD(
                  learning_rate=learning_rate_fn),
              loss='sparse_categorical_crossentropy',
              metrics=['accuracy'])

model.fit(data, labels, epochs=5)

学习率调度也可以使用 tf.keras.optimizers.schedules.serializetf.keras.optimizers.schedules.deserialize 进行序列化和反序列化。

返回值

一个 1 参数可调用学习率调度,它接受当前优化器步骤并输出衰减的学习率,一个与 initial_learning_rate 类型相同的标量 Tensor