推荐收藏!史上最全的 PyTorch trick 集锦_Python

来源:知乎

https://zhuanlan.zhihu.com/p/76459295

目录:

  1. 指定GPU编号

  2. 查看模型每层输出详情

  3. 梯度裁剪

  4. 扩展单张图片维度

  5. one hot编码

  6. 防止验证模型时爆显存

  7. 学习率衰减

  8. 冻结某些层的参数

  9. 对不同层使用不同学习率

  10. 模型相关操作

  11. Pytorch内置one hot函数

1、指定GPU编号

  • 设置当前使用的GPU设备仅为0号设备,设备名称为 /gpu:0:os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"] = "0"

  • 设置当前使用的GPU设备为0,1号两个设备,名称依次为 /gpu:0、/gpu:1:os.environ["CUDA_VISIBLE_DEVICES"] = "0,1" ,根据顺序表示优先使用0号设备,然后使用1号设备。

指定GPU的命令需要放在和神经网络相关的一系列操作的前面。

2、查看模型每层输出详情

Keras有一个简洁的API来查看模型的每一层输出尺寸,这在调试网络时非常有用。现在在PyTorch中也可以实现这个功能。

使用很简单,如下用法:

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input_size 是根据你自己的网络模型的输入尺寸进行设置。

pytorch-summargithub.com

3、梯度裁剪(Gradient Clipping)

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nn.utils.clip_grad_norm_ 的参数:

  • parameters – 一个基于变量的迭代器,会进行梯度归一化

  • max_norm – 梯度的最大范数

  • norm_type – 规定范数的类型,默认为L2

不椭的椭圆 提出:梯度裁剪在某些任务上会额外消耗大量的计算时间,可移步评论区查看详情。

4、扩展单张图片维度

因为在训练时的数据维度一般都是 (batch_size, c, h, w),而在测试时只输入一张图片,所以需要扩展维度,扩展维度有多个方法:

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或(感谢coldleaf 的补充)

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tensor.unsqueeze(dim):扩展维度,dim指定扩展哪个维度。

tensor.squeeze(dim):去除dim指定的且size为1的维度,维度大于1时,squeeze()不起作用,不指定dim时,去除所有size为1的维度。

5、独热编码

在PyTorch中使用交叉熵损失函数的时候会自动把label转化成onehot,所以不用手动转化,而使用MSE需要手动转化成onehot编码。

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Convert int into one-hot formatdiscuss.pytorch.org

https://link.zhihu.com/?target=https%3A//discuss.pytorch.org/t/convert-int-into-one-hot-format/507/3

注:第11条有更简单的方法。

6、防止验证模型时爆显存

验证模型时不需要求导,即不需要梯度计算,关闭autograd,可以提高速度,节约内存。如果不关闭可能会爆显存。

with torch.no_grad():
# 使用model进行预测的代码
pass

感谢zhaz 的提醒,我把 torch.cuda.empty_cache() 的使用原因更新一下。

这是原回答:

Pytorch 训练时无用的临时变量可能会越来越多,导致 out of memory ,可以使用下面语句来清理这些不需要的变量。

官网 上的解释为:

Releases all unoccupied cached memory currently held by the caching allocator so that those can be used in other GPU application and visible innvidia-smi. torch.cuda.empty_cache()

意思就是PyTorch的缓存分配器会事先分配一些固定的显存,即使实际上tensors并没有使用完这些显存,这些显存也不能被其他应用使用。这个分配过程由第一次CUDA内存访问触发的。

而 torch.cuda.empty_cache() 的作用就是释放缓存分配器当前持有的且未占用的缓存显存,以便这些显存可以被其他GPU应用程序中使用,并且通过 nvidia-smi命令可见。注意使用此命令不会释放tensors占用的显存。

对于不用的数据变量,Pytorch 可以自动进行回收从而释放相应的显存。

更详细的优化可以查看 优化显存使用 和 显存利用问题。

7、学习率衰减

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8、冻结某些层的参数

参考:Pytorch 冻结预训练模型的某一层

在加载预训练模型的时候,我们有时想冻结前面几层,使其参数在训练过程中不发生变化。

我们需要先知道每一层的名字,通过如下代码打印:

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假设前几层信息如下:

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后面的True表示该层的参数可训练,然后我们定义一个要冻结的层的列表:

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冻结方法如下:

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冻结后我们再打印每层的信息:

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可以看到前两层的weight和bias的requires_grad都为False,表示它们不可训练。

最后在定义优化器时,只对requires_grad为True的层的参数进行更新。

optimizer = optim.Adam(filter(lambda p: p.requires_grad, net.parameters()), lr=0.01)

9、对不同层使用不同学习率

我们对模型的不同层使用不同的学习率。

还是使用这个模型作为例子:

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对 convolution1 和 convolution2 设置不同的学习率,首先将它们分开,即放到不同的列表里:

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我们将模型划分为两部分,存放到一个列表里,每部分就对应上面的一个字典,在字典里设置不同的学习率。

当这两部分有相同的其他参数时,就将该参数放到列表外面作为全局参数,如上面的“weight_decay”。

也可以在列表外设置一个全局学习率,当各部分字典里设置了局部学习率时,就使用该学习率,否则就使用列表外的全局学习率。

10、模型相关操作

这个内容比较多,我写成了一篇文章。

PyTorch 中模型的使用:

https://zhuanlan.zhihu.com/p/73893187

11、Pytorch内置one_hot函数

感谢 yangyangyang 补充:Pytorch 1.1后,one_hot可以直接用torch.nn.functional.one_hot。 

然后我将Pytorch升级到1.2版本,试用了下 one_hot 函数,确实很方便。

 

具体用法如下:

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F.one_hot会自己检测不同类别个数,生成对应独热编码。我们也可以自己指定类别数:

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升级 Pytorch (cpu版本)的命令:conda install pytorch torchvision -c pytorch

(希望Pytorch升级不会影响项目代码)

GutHub:

https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/zxdefying/pytorch_tricks

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