Pytorch 如何实现常用正则化

编辑: admin 分类: python 发布时间: 2021-12-24 来源:互联网

Stochastic Depth

论文：Deep Networks with Stochastic Depth

本文的正则化针对于ResNet中的残差结构，类似于dropout的原理，训练时对模块进行随机的删除，从而提升模型的泛化能力。

在这里插入图片描述

对于上述的ResNet网络，模块越在后面被drop掉的概率越大。

作者直觉上认为前期提取的低阶特征会被用于后面的层。

第一个模块保留的概率为1，之后保留概率随着深度线性递减。

对一个模块的drop函数可以采用如下的方式实现：

def drop_connect(inputs, p, training):
    """ Drop connect. """
    if not training: return inputs # 测试阶段
    batch_size = inputs.shape[0]
    keep_prob = 1 - p
    random_tensor = keep_prob
    random_tensor += torch.rand([batch_size, 1, 1, 1], dtype=inputs.dtype, device=inputs.device)
    # 以样本为单位生成模块是否被drop的01向量
    binary_tensor = torch.floor(random_tensor) 
    # 因为越往后越容易被drop，所以没有被drop的值就要通过除keep_prob来放大
    output = inputs / keep_prob * binary_tensor
    return output

在Pytorch建立的Module类中，具有forward函数

可以在forward函数中进行drop：

def forward(self, x):
 x=...
 if stride == 1 and in_planes == out_planes:
        if drop_connect_rate:
            x = drop_connect(x, p=drop_connect_rate, training=self.training)
        x = x + inputs  # skip connection
    return x

主函数：

for idx, block in enumerate(self._blocks):
    drop_connect_rate = self._global_params.drop_connect_rate
    if drop_connect_rate:
        drop_connect_rate *= float(idx) / len(self._blocks)
    x = block(x, drop_connect_rate=drop_connect_rate)

补充：pytorch中的L2正则化实现方法

搭建神经网络时需要使用L2正则化等操作来防止过拟合，而pytorch不像TensorFlow能在任意卷积函数中添加L2正则化的超参，那怎么在pytorch中实现L2正则化呢？

方法如下：超级简单！

optimizer = torch.optim.Adam(net.parameters(), lr=0.001, weight_decay=5.0)

torch.optim.Adam()参数中的 weight_decay=5.0 即为L2正则化（只是pytorch换了名字），其数值即为L2正则化的惩罚系数，一般设置为1、5、10（根据需要设置，默认为0，不使用L2正则化）。

注：

pytorch中的优化函数L2正则化默认对所有网络参数进行惩罚，且只能实现L2正则化，如需只惩罚指定网络层参数或采用L1正则化，只能自己定义。。。

以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持hwidc。

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