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损失缩放优化器

[源代码]

LossScaleOptimizer

keras.optimizers.LossScaleOptimizer(
    inner_optimizer, initial_scale=32768.0, dynamic_growth_steps=2000, **kwargs
)

动态缩放损失以防止下溢的优化器。

损失缩放是一种技术,用于在使用 float16 时防止中间梯度中的数值下溢。为了防止下溢,损失会乘以(或“缩放”)一个称为“损失缩放”的特定因子,这会导致中间梯度也乘以损失缩放。最终的梯度除以(或“取消缩放”)损失缩放,以将其恢复到原始值。

LossScaleOptimizer 包装另一个优化器,并对其应用动态损失缩放。此损失缩放会随着时间的推移而动态更新,如下所示:- 在任何训练步骤中,如果遇到非有限梯度,则损失缩放将减半,并跳过训练步骤。- 如果自上次更新损失缩放以来发生了 dynamic_growth_steps,并且没有发生非有限梯度,则损失缩放将加倍。

参数

  • inner_optimizer: keras.optimizers.Optimizer 实例,用于包装。
  • initial_scale: 浮点数。初始损失缩放。此缩放将在训练期间更新。建议将其设置为一个非常大的数字,因为过高的损失缩放比过低的损失缩放下降得更快。
  • dynamic_growth_steps: 整数。更新向上缩放的频率。在每 dynamic_growth_steps 步具有有限梯度后,损失缩放会加倍。
  • name: 字符串。用于优化器创建的动量累加器权重的名称。
  • weight_decay: 浮点数。如果设置,则应用权重衰减。
  • clipnorm: 浮点数。如果设置,则会单独剪裁每个权重的梯度,使其范数不高于此值。
  • clipvalue: 浮点数。如果设置,则会剪裁每个权重的梯度,使其不高于此值。
  • global_clipnorm: 浮点数。如果设置,则会剪裁所有权重的梯度,使其全局范数不高于此值。
  • use_ema: 布尔值,默认为 False。如果为 True,则应用指数移动平均 (EMA)。EMA 包括计算模型权重的指数移动平均值(随着每个训练批次后权重值发生变化),并定期用其移动平均值覆盖权重。
  • ema_momentum: 浮点数,默认为 0.99。仅在 use_ema=True 时使用。这是在计算模型权重的 EMA 时使用的动量:new_average = ema_momentum * old_average + (1 - ema_momentum) * current_variable_value
  • ema_overwrite_frequency: 整数或 None,默认为 None。仅在 use_ema=True 时使用。在每 ema_overwrite_frequency 步迭代中,我们用其移动平均值覆盖模型变量。如果为 None,则优化器不会在训练过程中覆盖模型变量,并且您需要在训练结束时通过调用 optimizer.finalize_variable_values()(这会原地更新模型变量)来显式覆盖变量。在使用内置 fit() 训练循环时,这会在最后一个 epoch 之后自动发生,您不需要做任何操作。
  • loss_scale_factor: 浮点数或 None。如果为浮点数,则在计算梯度之前,缩放因子将乘以损失,在更新变量之前,缩放因子的倒数将乘以梯度。对于防止混合精度训练期间的下溢很有用。或者,keras.optimizers.LossScaleOptimizer 将自动设置损失缩放因子。
  • gradient_accumulation_steps: 整数或 None。如果为整数,模型和优化器变量不会在每一步都更新;相反,它们将在每 gradient_accumulation_steps 步更新一次,使用自上次更新以来的梯度平均值。这被称为“梯度累积”。当您的批次大小非常小时,这可能很有用,以减少每次更新步骤的梯度噪声。EMA 频率将查看“累积”迭代值(优化器步骤 // 梯度累积步骤)。学习率调度将查看“真实”迭代值(优化器步骤)。