pytorch求hessian

首先有个

网络定义

随意定义了,根据自己的情况

python 复制代码
class ANN(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(ANN, self).__init__()
        self.fc1 = nn.Linear(10000, 1)
        # self.fc1.bias.data.fill_(0)
        
    def forward(self, data):
        x = self.fc1(data)
        return x

求hessian

autograd这个方法求梯度的时候分子是scalar ,分母是vector的时候,也即scalar对vector求导,得到的梯度向量和vector一样,而对于vector对vector求导,autograd没法求,只能求scalar对vector求导,所以需要循环。

python 复制代码
def getHessian(grads, model, loss_fn, dat, tar ,device):


    loss = loss_fn(model(dat), tar)
    grads_fn = torch.autograd.grad(loss, model.parameters(), retain_graph=True, create_graph=True) # 记录一阶梯度的grad_fn
 	
 	# 这部分是更新一阶梯度的值,因为其实我要计算的一阶梯度的值是grads
    for source, target in zip(grads, grads_fn):
        target.data.copy_(source)

    hessian_params = []
    #第k个梯度
    for k in range(len(grads_fn)):
        # 第i个参数
        for param in model.parameters():
            hess_params = []
            # 第k个梯度的地i行参数
            for i in range(grads_fn[k].size(0)):
                # 判断是w还是b
                if len(grads_fn[k].size()) == 2:
                    # w
                    for j in range(grads_fn[k].size(1)):  
                        hess = torch.autograd.grad(grads_fn[k][i][j], param, retain_graph=True, allow_unused= True)
                        hess_params.append(hess[0].cpu().detach().numpy() if hess[0] is not None else None)
                else:
                    # b
                    hess = torch.autograd.grad(grads_fn[k][i], param, retain_graph=True, allow_unused=True)
                    hess_params.append(hess[0].cpu().detach().numpy() if hess[0] is not None else None)
            hessian_params.append(np.array(hess_params))
    return hessian_params

关于backward和autograd

autograd只计算梯度不反向传播更新model的参数,因为这部分是torch中的优化器进行的,backward()也计算梯度,但获得具体一阶梯度信息需要用这个命令

grad_list = p.grad.clone() for p in net.parameters()

而这样得到的一阶梯度是不含grad_fn的,再进行求导的时候报错,虽然我也尝试loss.backward(retain_graph=True)用了这里的参数,但仍然无法解决问题,所以还是用了autograd。但在模型更新的时候两者使用并不冲突

python 复制代码
 net = ANN()
opt = optim.SGD(net.parameters(), lr=1e-4)


 net.load_state_dict(model_state_dict)
 net.to(device)

 opt.load_state_dict(optimizer_state_dict)
 
 opt.zero_grad()
 
 pred = net(inputs)

 loss = loss_fn(pred, targets)


 grads = torch.autograd.grad(loss, net.parameters(), retain_graph=True, create_graph=True) # 计算一阶梯度

 loss.backward(retain_graph=True)
 opt.step()
  
  ·········
  ······
  #之后进行hessian矩阵的计算就可以

参考

1 参考这个博客进行pytorch 求hessian

2 【矩阵的导数运算】标量向量方程对向量求导_分母布局_分子布局 此系列三个视频

3 常用矩阵微分公式_老子今晚不加班的博客-CSDN博客 这里提到的链接,里面也有提到4的链接

4 Matrix calculus - Wikipedia这里面总结的很好

相关推荐
卷无止境1 分钟前
FastAPI 的 WebSocket 装了些什么
后端·python·fastapi
sali-tec1 分钟前
C# 基于OpenCv的视觉工作流-章103-空车位识别
人工智能·opencv·计算机视觉
码云骑士2 分钟前
108-vLLM推理引擎-PagedAttention-连续批处理-吞吐提升10倍
python·vllm
DeepVisionary5 分钟前
从微软砍掉Copilot的AI播客、Deep Research看AI产品“做减法“:个人版与企业版合并,超级应用呼之欲出
python·自动化
IT·侯老师6 分钟前
qq-auto-reply
python
迷迭香yy6 分钟前
大宗交易折溢价因子怎么挖掘本地化Python全流程实战
开发语言·人工智能·python
也非非也7 分钟前
DeepSeek 又开源了一个新东西——DeepSeek Harness
人工智能·开源·agi·deepseek·harness·dsh
海兰14 分钟前
【AI工具】腾讯云开源自研 AI 助手 Octop介绍及安装使用指南
人工智能·云计算·腾讯云
卷无止境15 分钟前
FastAPI 的 Request 类装了什么
后端·python
Yweir15 分钟前
AI大模型开发-Python介绍、版本说明
开发语言·人工智能·python