基于知识蒸馏生成代理模型中引入RGA模块来提高学生模型的相似度,给出一个代码实例,要详细版的代码不用简化
时间: 2024-11-12 11:40:06 浏览: 30
在知识蒸馏(Knowledge Distillation,KD)中,通常我们会有一个经验丰富的“教师”模型和一个轻量级的“学生”模型。RGA(Reinforced Gradient Alignment)模块通过增强学生模型对教师模型梯度的依赖,帮助学生模型更好地逼近教师的知识。以下是一个详细的Python代码示例,使用PyTorch实现一个简单的知识蒸馏框架,其中包含RGA模块:
```python
import torch
import torch.nn as nn
from torch.optim import Adam
# 定义RGA模块
class RGA(nn.Module):
def __init__(self, alpha=0.5):
super(RGA, self).__init__()
self.alpha = alpha
self.teacher_gradient_buffer = []
def forward(self, student_output, teacher_output, teacher_grad):
# 更新teacher_gradient_buffer
self.teacher_gradient_buffer.append(teacher_grad)
# 计算RGA调整后的梯度
adjusted_student_grad = self.alpha * teacher_grad + (1 - self.alpha) * student_output.grad
return adjusted_student_grad
# 定义学生模型
class KDStudentModel(nn.Module):
def __init__(self, base_model, rga_module):
super(KDStudentModel, self).__init__()
self.base_model = base_model
self.rga_module = rga_module
def forward(self, x, teacher_logits):
# 正向传播
student_logits = self.base_model(x)
# 知识蒸馏部分
kd_loss = F.kl_div(student_logits.log_softmax(dim=1), teacher_logits.softmax(dim=1), reduction='batchmean')
# 获取教师模型梯度
with torch.no_grad():
teacher_output = teacher_logits
teacher_grad = torch.autograd.grad(outputs=teacher_output, inputs=self.base_model.parameters(), grad_outputs=torch.ones_like(teacher_output), create_graph=True)[0]
# 应用RGA
adjusted_grad = self.rga_module(student_logits, teacher_output, teacher_grad)
# 梯度回传
for param, g in zip(self.base_model.parameters(), adjusted_grad):
param.grad = g
return kd_loss
# 示例用法
teacher_model = TeacherModel() # 假设这是已训练好的教师模型
student_model = KDStudentModel(BaseStudentModel(), RGA(alpha=0.8)) # 学生模型加上RGA模块
optimizer = Adam(student_model.parameters()) # 设置优化器
for epoch in range(num_epochs):
for batch in dataloader:
x, teacher_logits = batch
loss = student_model(x, teacher_logits)
optimizer.zero_grad()
loss.backward()
optimizer.step()
# 清空RGA缓存
student_model.rga_module.teacher_gradient_buffer.clear()
```
在这个例子中,我们先创建了RGA模块,然后在学生模型中嵌入该模块,用于在每次反向传播时校准学生模型的梯度。在每个训练周期结束后,我们清空教师梯度缓存,准备下一轮的知识传递。
阅读全文