PyTorch学习记录（四）调节学习率

简介：
本篇文章是《PyTorch学习记录》系列的第四篇，主要探讨如何在PyTorch中调整学习率以优化模型训练过程。 在PyTorch中训练深度学习模型时，动态调整学习率是优化过程中的一个重要环节。为了更好地控制这一过程，`torch.optim.lr_scheduler`模块提供了多种策略来帮助我们根据需要改变学习率的大小，从而提高模型的收敛速度和性能表现。 以下是几种常用的学习率调度器介绍： 1. **StepLR**： StepLR 是一种简单而有效的方法来减少学习率。它按照固定的步长（step_size）乘以一个衰减因子（gamma），在每个epoch结束时更新学习率。例如，如果设置`step_size=10`和`gamma=0.1`，那么每过十个周期后，当前的学习率会变为原来的十分之一。 2. **MultiStepLR**： MultiStepLR 允许用户指定多个特定的epoch值，在这些点上学习率将按照一定的衰减因子进行调整。通过提供一个包含关键epoch位置的列表（如`milestones=[20, 30]`），可以实现灵活的学习率下降策略，这对于处理模型在某些阶段收敛速度变缓的情况特别有用。 3. **ExponentialLR**： ExponentialLR 按照指数函数来衰减学习率。具体来说，每过一个epoch后，新的学习率为 `lr = lr * gamma` ，其中gamma是一个小于1的数值，决定了衰减速率。这种方法适用于希望以稳定速率减少学习率的情况。 4. **ReduceLROnPlateau**： ReduceLROnPlateau 是一种更为智能的学习率调整策略，它根据模型在验证集上的性能来决定是否减小学习率。如果一段时间内（由`patience`参数定义）训练效果不再改善，则会按照预设的比例减少学习率。 5. **LambdaLR**： LambdaLR 允许用户自定义一个衰减速率函数来控制每个epoch的学习率变化，通过提供一个lambda表达式作为输入和输出新的学习率的计算方法。这种方法为实现复杂或特定场景下的学习率调整提供了灵活性。 使用这些调度器时，通常会先创建优化器（例如SGD），然后将该优化器传递给相应的调度器实例中，并在每个epoch结束后通过调用`scheduler.step()`来更新学习率设置。`scheduler.get_lr()`方法可用于获取当前的学习率值。 根据具体任务的需求选择合适的策略是十分重要的，初学者可以从StepLR或MultiStepLR开始尝试，随着经验的积累可以逐步探索更复杂的方法如ReduceLROnPlateau等以获得更好的训练效果。在实践中不断调整学习率的过程往往需要反复试验和观察模型的表现来找到最优化的学习率变化方案。