深度学习——管理模型的参数

改编自李沐老师《动手深度学习》5.2. 参数管理 --- 动手学深度学习 2.0.0 documentation (d2l.ai)

在深度学习中,一旦我们选择了模型架构并设置了超参数,我们就会进入训练阶段。训练的目标是找到能够最小化损失函数的模型参数。这些参数在训练后用于预测,有时我们也需要将它们提取出来,以便在其他环境中使用,或者保存模型以便在其他软件中执行,甚至是为了科学理解而进行检查。

参数访问

访问模型参数

在PyTorch中,我们可以通过模型的层来访问参数。每一层都有自己的参数,比如权重和偏置。我们可以通过索引来访问这些参数。

复制代码
import torch
from torch import nn

# 定义一个简单的模型
net = nn.Sequential(nn.Linear(4, 8), nn.ReLU(), nn.Linear(8, 1))
X = torch.rand(size=(2, 4))
output = net(X)

我们可以通过索引来检查模型中特定层的参数。

复制代码
# 打印第二层(全连接层)的参数
print(net[2].state_dict())

这会显示第二层的权重和偏置,它们是模型学习的关键部分。

访问特定参数的值

我们可以进一步提取特定参数的值。这通常在我们需要对参数进行特定操作时非常有用。

复制代码
# 打印第二层的偏置参数
print(net[2].bias)
print(net[2].bias.data)

参数是复合对象,包含值、梯度和其他信息。在没有进行反向传播的情况下,参数的梯度处于初始状态。

一次性访问所有参数

当需要对所有参数执行操作时,可以一次性访问所有参数。这在处理大型模型时尤其有用。

复制代码
# 打印所有层的参数名称和形状
print(*[(name, param.shape) for name, param in net.named_parameters()])

从嵌套块收集参数

当模型由多个子模块组成时,我们可以通过类似列表索引的方式来访问这些子模块的参数。

复制代码
# 定义一个子模块
def block1():
    return nn.Sequential(nn.Linear(4, 8), nn.ReLU(),
                         nn.Linear(8, 4), nn.ReLU())

# 定义一个包含多个子模块的模型
def block2():
    net = nn.Sequential()
    for i in range(4):
        net.add_module(f'block {i}', block1())
    return net

# 创建一个包含嵌套子模块的模型
rgnet = nn.Sequential(block2(), nn.Linear(4, 1))
output = rgnet(X)

# 打印模型结构
print(rgnet)

# 访问嵌套子模块的参数
print(rgnet[0][1][0].bias.data)

参数初始化

内置初始化

PyTorch提供了多种预置的初始化方法,我们可以根据需要选择。

复制代码
# 初始化所有权重为高斯随机变量,偏置为0
def init_normal(m):
    if type(m) == nn.Linear:
        nn.init.normal_(m.weight, mean=0, std=0.01)
        nn.init.zeros_(m.bias)
net.apply(init_normal)

自定义初始化

有时,我们需要自定义初始化方法来满足特定的需求。

复制代码
# 自定义初始化方法
def my_init(m):
    if type(m) == nn.Linear:
        print("Init", *[(name, param.shape)
                        for name, param in m.named_parameters()][0])
        nn.init.uniform_(m.weight, -10, 10)
        m.weight.data *= m.weight.data.abs() >= 5

net.apply(my_init)

参数绑定

有时我们希望在多个层间共享参数。在PyTorch中,我们可以通过引用同一个层的参数来实现这一点。

复制代码
# 定义一个共享层
shared = nn.Linear(8, 8)

# 使用共享层构建模型
net = nn.Sequential(nn.Linear(4, 8), nn.ReLU(),
                    shared, nn.ReLU(),
                    shared, nn.ReLU(),
                    nn.Linear(8, 1))
output = net(X)

# 检查参数是否相同
print(net[2].weight.data[0] == net[4].weight.data[0])

# 改变一个参数,另一个也会改变
net[2].weight.data[0, 0] = 100
print(net[2].weight.data[0] == net[4].weight.data[0])

这个例子展示了如何在模型的不同层之间共享参数,以及如何通过改变一个参数来影响另一个参数。这种技术在构建复杂的神经网络时非常有用。

相关推荐
Caaacy_YU43 分钟前
多模态大模型研究每日简报【2025-08-21】
论文阅读·人工智能·机器学习·计算机视觉
画中有画1 小时前
使用AI来实现拼多多自动化运营脚本
运维·人工智能·自动化·ai编程·rpa·自动化脚本
钮钴禄·爱因斯晨1 小时前
AIGC浪潮下,风靡全球的Mcp到底是什么?一文讲懂,技术小白都知道!!
开发语言·人工智能·深度学习·神经网络·生成对抗网络·aigc
大模型真好玩1 小时前
深入浅出LangChain AI Agent智能体开发教程(九)—LangChain从0到1搭建知识库
人工智能·python·mcp
xcLeigh1 小时前
文心一言4.5开源模型实战:ERNIE-4.5-0.3B轻量化部署与效能突破
人工智能·开源·大模型·文心一言·ernie·轻量化部署
居7然2 小时前
解锁工业级Prompt设计,打造高准确率AI应用
人工智能·prompt·提示词
星期天要睡觉2 小时前
机器学习——网格搜索(GridSearchCV)超参数优化
人工智能·机器学习
元宇宙时间5 小时前
RWA加密金融高峰论坛&星链品牌全球发布 —— 稳定币与Web3的香港新篇章
人工智能·web3·区块链
天涯海风8 小时前
检索增强生成(RAG) 缓存增强生成(CAG) 生成中检索(RICHES) 知识库增强语言模型(KBLAM)
人工智能·缓存·语言模型
lxmyzzs9 小时前
基于深度学习CenterPoint的3D目标检测部署实战
人工智能·深度学习·目标检测·自动驾驶·ros·激光雷达·3d目标检测