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损失尺度优化器

[源代码]

LossScaleOptimizer

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

一种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 时防止中间梯度出现数值下溢。为了防止下溢,损失会乘以(或“缩放”)一个称为“损失尺度”的特定因子,这也会导致中间梯度乘以损失尺度。最终梯度除以(或“取消缩放”)损失尺度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。此损失尺度会随着时间的推移动态更新,如下所示:- 在任何训练步骤中,如果遇到非有限梯度,则损失尺度将减半,并且训练步骤将被跳过。- 如果自上次更新损失尺度以来已发生dynamic_growth_steps步,并且没有发生非有限梯度,则损失尺度将加倍。

参数

  • inner_optimizer: 要包装的keras.optimizers.Optimizer 实例。
  • initial_scale: 浮点数。初始损失尺度。此尺度将在训练期间更新。建议将其设置为非常大的数字,因为过高的损失尺度降低速度远快于过低的损失尺度升高速度。
  • dynamic_growth_steps: 整数。更新尺度向上频率。在每dynamic_growth_steps步有限梯度之后,损失尺度将加倍。
  • 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,则会单独裁剪每个权重的梯度,使其范数不高于此值。
  • clipvalue: 浮点数。如果设置,则会裁剪每个权重的梯度,使其不高于此值。
  • global_clipnorm: 浮点数。如果设置,则会裁剪所有权重的梯度,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(因为权重值在每个训练批次后都会发生变化),并定期用它们的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。这是计算模型权重 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。每隔ema_overwrite_frequency步迭代,我们都会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,并且您需要通过调用optimizer.finalize_variable_values()(它会就地更新模型变量)在训练结束时显式覆盖变量。当使用内置的fit()训练循环时,这会在最后一个 epoch 之后自动发生,您无需执行任何操作。
  • loss_scale_factor: 浮点数或None。如果为浮点数,则在计算梯度之前,损失将乘以比例因子,并且在更新变量之前,梯度将乘以比例因子的倒数。这有助于在混合精度训练期间防止下溢。或者,keras.optimizers.LossScaleOptimizer 将自动设置损失尺度因子。
  • gradient_accumulation_steps: 整数或None。如果为整数,则模型和优化器变量不会在每个步骤都更新;相反,它们将每隔gradient_accumulation_steps步更新一次,使用自上次更新以来梯度的平均值。这称为“梯度累积”。当您的批次大小非常小以减少每次更新步骤的梯度噪声时,这很有用。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)。