使用PSO优化卷积神经网络的学习率和损失函数系数的例子

时间: 2024-01-23 11:40:48 浏览: 36
以下是使用PSO优化卷积神经网络的学习率和损失函数系数的例子: 1. 首先,定义一个卷积神经网络模型,并且需要训练的参数包括学习率和损失函数系数。例如: ``` class CNN(nn.Module): def __init__(self, learning_rate, loss_coeff): super(CNN, self).__init__() self.conv1 = nn.Conv2d(3, 32, 3, padding=1) self.conv2 = nn.Conv2d(32, 64, 3, padding=1) self.fc1 = nn.Linear(64 * 8 * 8, 500) self.fc2 = nn.Linear(500, 10) self.learning_rate = learning_rate self.loss_coeff = loss_coeff def forward(self, x): x = F.relu(self.conv1(x)) x = F.max_pool2d(x, 2) x = F.relu(self.conv2(x)) x = F.max_pool2d(x, 2) x = x.view(-1, 64 * 8 * 8) x = F.relu(self.fc1(x)) x = self.fc2(x) return x ``` 2. 然后,定义一个PSO优化器,用于优化学习率和损失函数系数。例如: ``` class PSOOptimizer: def __init__(self, num_particles, c1, c2, w_min, w_max, num_epochs): self.num_particles = num_particles self.c1 = c1 self.c2 = c2 self.w_min = w_min self.w_max = w_max self.num_epochs = num_epochs def optimize(self, cnn): best_loss = float('inf') best_lr = cnn.learning_rate best_coeff = cnn.loss_coeff num_params = len(list(cnn.parameters())) particles = np.zeros((self.num_particles, num_params * 2)) velocities = np.zeros((self.num_particles, num_params * 2)) for i in range(self.num_particles): lr = np.random.uniform(0.001, 0.01) coeff = np.random.uniform(0.5, 1.0) particles[i,:] = np.concatenate((np.repeat(lr, num_params), np.repeat(coeff, num_params))) for epoch in range(self.num_epochs): for i in range(self.num_particles): cnn.learning_rate = particles[i,:num_params].reshape(-1,1) cnn.loss_coeff = particles[i,num_params:].reshape(-1,1) optimizer = optim.SGD(cnn.parameters(), lr=cnn.learning_rate, momentum=0.9) criterion = nn.CrossEntropyLoss(weight=torch.Tensor([cnn.loss_coeff]*10)) train_loss = train(cnn, optimizer, criterion) if train_loss < best_loss: best_loss = train_loss best_lr = cnn.learning_rate best_coeff = cnn.loss_coeff r1 = np.random.rand(num_params * 2) r2 = np.random.rand(num_params * 2) velocities[i] = self.w_max * (velocities[i] + self.c1 * r1 * (particles[i] - particles[i]) + self.c2 * r2 * (best_loss - particles[i])) velocities[i][velocities[i] < self.w_min] = self.w_min velocities[i][velocities[i] > self.w_max] = self.w_max particles[i] += velocities[i] particles[i][particles[i] < 0] = 0 particles[i][particles[i] > 1] = 1 cnn.learning_rate = best_lr cnn.loss_coeff = best_coeff return cnn ``` 3. 最后,定义一个训练函数,用于训练卷积神经网络,并返回训练损失。例如: ``` def train(cnn, optimizer, criterion): train_loss = 0.0 for batch_idx, (data, target) in enumerate(train_loader): optimizer.zero_grad() output = cnn(data) loss = criterion(output, target) loss.backward() optimizer.step() train_loss += loss.item() * len(data) train_loss /= len(train_loader.dataset) return train_loss ``` 通过以上三个步骤,我们可以使用PSO优化学习率和损失函数系数来训练卷积神经网络。

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