AdagradOptimizer

AdagradOptimizer

class paddle.fluid.optimizer.AdagradOptimizer(learning_rate, epsilon=1e-06, parameter_list=None, regularization=None, grad_clip=None, name=None, initial_accumulator_value=0.0)[源代码]

Adaptive Gradient 优化器(自适应梯度优化器，简称Adagrad)可以针对不同参数样本数不平均的问题，自适应地为各个参数分配不同的学习率。

其参数更新的计算过程如下：

原始论文的算法中没有引入上述公式中的 epsilon 属性，此处引入该属性用于维持数值稳定性，避免除0错误发生。

引入epsilon参数依据：Per-parameter adaptive learning rate methods。

参数

learning_rate (float|Variable) - 学习率，用于参数更新的计算。可以是一个浮点型值或者一个值为浮点型的Variable
epsilon (float, 可选) - 维持数值稳定性的浮点型值，默认值为1e-06
parameter_list (list, 可选) - 指定优化器需要优化的参数。在动态图模式下必须提供该参数；在静态图模式下默认值为None，这时所有的参数都将被优化。
regularization (WeightDecayRegularizer，可选) - 正则化方法。支持两种正则化策略: L1Decay 、 L2Decay 。如果一个参数已经在 ParamAttr 中设置了正则化，这里的正则化设置将被忽略；如果没有在 ParamAttr 中设置正则化，这里的设置才会生效。默认值为None，表示没有正则化。
grad_clip (GradientClipBase, 可选) – 梯度裁剪的策略，支持三种裁剪策略： GradientClipByGlobalNorm 、 GradientClipByNorm 、 GradientClipByValue 。默认值为None，此时将不进行梯度裁剪。
name (str, 可选) - 该参数供开发人员打印调试信息时使用，具体用法请参见 Name ，默认值为None
initial_accumulator_value (float, 可选) - moment累加器的初始值，默认值为0.0

代码示例

import numpy as np
import paddle.fluid as fluid
np_inp = np.array([[1.0, 2.0], [3.0, 4.0]], dtype=np.float32)
inp = fluid.layers.data(
    name="inp", shape=[2, 2], append_batch_size=False)
out = fluid.layers.fc(inp, size=3)
out = fluid.layers.reduce_sum(out)
optimizer = fluid.optimizer.AdagradOptimizer(learning_rate=0.2)
optimizer.minimize(out)
exe = fluid.Executor(fluid.CPUPlace())
exe.run(fluid.default_startup_program())
exe.run(
    feed={"inp": np_inp},
    fetch_list=[out.name])

方法

minimize(loss, startup_program=None, parameter_list=None, no_grad_set=None)

为网络添加反向计算过程，并根据反向计算所得的梯度，更新parameter_list中的Parameters，最小化网络损失值loss。

参数

loss (Variable) – 需要最小化的损失值变量
startup_program (Program, 可选) – 用于初始化parameter_list中参数的 Program , 默认值为None，此时将使用 default_startup_program
parameter_list (list, 可选) – 待更新的Parameter或者Parameter.name组成的列表，默认值为None，此时将更新所有的Parameter
no_grad_set (set, 可选) – 不需要更新的Parameter或者Parameter.name组成的集合。默认值为None

tuple(optimize_ops, params_grads)，其中optimize_ops为参数优化OP列表；param_grads为由(param, param_grad)组成的列表，其中param和param_grad分别为参数和参数的梯度。该返回值可以加入到 Executor.run() 接口的 fetch_list 参数中，若加入，则会重写 use_prune 参数为True，并根据 feed 和 fetch_list 进行剪枝，详见 Executor 的文档。

返回类型

tuple

代码示例

import numpy as np
import paddle.fluid as fluid
inp = fluid.layers.data(
    name="inp", shape=[2, 2], append_batch_size=False)
out = fluid.layers.fc(inp, size=3)
out = fluid.layers.reduce_sum(out)
optimizer = fluid.optimizer.AdagradOptimizer(learning_rate=0.2)
optimizer.minimize(out)
np_inp = np.array([[1.0, 2.0], [3.0, 4.0]], dtype=np.float32)
exe = fluid.Executor(fluid.CPUPlace())
exe.run(fluid.default_startup_program())
exe.run(
    feed={"inp": np_inp},
    fetch_list=[out.name])

clear_gradients()

注意：

1. 该API只在 Dygraph 模式下生效

清除需要优化的参数的梯度。

代码示例

import paddle.fluid as fluid
import numpy as np
with fluid.dygraph.guard():
    value = np.arange(26).reshape(2, 13).astype("float32")
    a = fluid.dygraph.to_variable(value)
    linear = fluid.Linear(13, 5, dtype="float32")
    optimizer = fluid.optimizer.AdagradOptimizer(learning_rate=0.2,
                                                 parameter_list=linear.parameters())
    out = linear(a)
    out.backward()
    optimizer.minimize(out)
    optimizer.clear_gradients()

current_step_lr()

注意：

1. 该API只在 Dygraph 模式下生效

获取当前步骤的学习率。当不使用LearningRateDecay时，每次调用的返回值都相同，否则返回当前步骤的学习率。

返回当前步骤的学习率。

返回类型 float

代码示例

import paddle.fluid as fluid
import numpy as np
# example1: LearningRateDecay is not used, return value is all the same
with fluid.dygraph.guard():
    emb = fluid.dygraph.Embedding([10, 10])
    adam = fluid.optimizer.Adam(0.001, parameter_list = emb.parameters())
    lr = adam.current_step_lr()
    print(lr) # 0.001
# example2: PiecewiseDecay is used, return the step learning rate
with fluid.dygraph.guard():
    inp = np.random.uniform(-0.1, 0.1, [10, 10]).astype("float32")
    linear = fluid.dygraph.nn.Linear(10, 10)
    inp = fluid.dygraph.to_variable(inp)
    out = linear(inp)
    loss = fluid.layers.reduce_mean(out)
    bd = [2, 4, 6, 8]
    value = [0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0]
    adam = fluid.optimizer.Adam(fluid.dygraph.PiecewiseDecay(bd, value, 0),
                       parameter_list=linear.parameters())
    # first step: learning rate is 0.2
    np.allclose(adam.current_step_lr(), 0.2, rtol=1e-06, atol=0.0) # True
    # learning rate for different steps
    ret = [0.2, 0.2, 0.4, 0.4, 0.6, 0.6, 0.8, 0.8, 1.0, 1.0, 1.0, 1.0]
    for i in range(12):
        adam.minimize(loss)
        lr = adam.current_step_lr()
        np.allclose(lr, ret[i], rtol=1e-06, atol=0.0) # True