pytorch梯度更新方法

机器人图像处理2023-12-23 4:42

一、方法1 autograd

python 复制代码

import torch
from torch import autograd

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demo1
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x = torch.tensor(1.)
a = torch.tensor(1., requires_grad=True)
b = torch.tensor(2., requires_grad=True)
c = torch.tensor(3., requires_grad=True)

y = a ** 2 * x + b * x + c

print('before:', a.grad, b.grad, c.grad)
grads = autograd.grad(y, [a, b, c])
print('after :', grads[0], grads[1], grads[2])

二、方法2 backward

python 复制代码

import torch
A = torch.tensor(2., requires_grad=True)
B = torch.tensor(.5, requires_grad=True)
E = torch.tensor(1., requires_grad=True)
C = A * B
D = C.exp()
F = D + E
print(F)        # tensor(3.7183, grad_fn=<AddBackward0>) 打印计算结果，可以看到F的grad_fn指向AddBackward，即产生F的运算
print([x.is_leaf for x in [A, B, C, D, E, F]])  # [True, True, False, False, True, False] 打印是否为叶节点，由用户创建，且requires_grad设为True的节点为叶节点
print([x.grad_fn for x in [F, D, C, A]])    # [<AddBackward0 object at 0x7f972de8c7b8>, <ExpBackward object at 0x7f972de8c278>, <MulBackward0 object at 0x7f972de8c2b0>, None]  每个变量的grad_fn指向产生其算子的backward function，叶节点的grad_fn为空
print(F.grad_fn.next_functions) # ((<ExpBackward object at 0x7f972de8c390>, 0), (<AccumulateGrad object at 0x7f972de8c5f8>, 0)) 由于F = D + E， 因此F.grad_fn.next_functions也存在两项，分别对应于D, E两个变量，每个元组中的第一项对应于相应变量的grad_fn，第二项指示相应变量是产生其op的第几个输出。E作为叶节点，其上没有grad_fn，但有梯度累积函数，即AccumulateGrad（由于反传时多出可能产生梯度，需要进行累加）
F.backward(retain_graph=True)   # 进行梯度反传
print(A.grad, B.grad, E.grad)   # tensor(1.3591) tensor(5.4366) tensor(1.) 算得每个变量梯度，与求导得到的相符
print(C.grad, D.grad)   # None None 为节约空间，梯度反传完成后，中间节点的梯度并不会保留

三、总结

深度学习的核心是梯度下降算法，即:

y = wx + b
w(i) = w(i-1) - lr ▽w

b(i) = b(i-1) - lr*▽b