详细解释一下这段代码input_grads = th.autograd.grad( output_tensors, ctx.input_tensors + ctx.input_params, output_grads, allow_unused=True, )

时间: 2023-04-06 16:03:44 浏览: 94
这段代码是使用 PyTorch 框架中的自动求导功能,计算输出张量关于输入张量和参数的梯度。其中,output_tensors 是需要求导的输出张量,ctx.input_tensors 是输入张量,ctx.input_params 是模型参数,output_grads 是输出张量的梯度,allow_unused=True 表示允许一些输入张量没有梯度。这段代码的作用是计算反向传播时需要的梯度信息。
相关问题

grads = torch.autograd.grad(l_f_meta, (meta_net.params()), create_graph=True) meta_net.update_params(1e-3, source_params=grads)

这段代码看起来像是使用 PyTorch 的自动求导功能,对 `l_f_meta` 对 `meta_net.params()` 的梯度进行求解,然后使用 `meta_net.update_params()` 函数更新 `meta_net` 的参数,使其朝着梯度的反方向移动一个步长(步长为 `1e-3`)。这个操作可能用于元学习(meta-learning)的训练过程中,具体实现可能需要结合其他的代码进行分析。

def find_preferences_2d(self, *losses): assert len(losses) >= 2 grads = [] for loss in losses: self.optimizer_actor.zero_grad() self.optimizer_critic.zero_grad() grad = torch.autograd.grad(loss, self.model.actor.parameters(), retain_graph=True, create_graph=self.adaptive)[0] torch.nn.utils.clip_grad_norm_(self.model.actor.parameters(), self.max_grad_norm) grad = torch.flatten(grad) grad = torch.squeeze(grad) grads.append(grad) total_grad = grads[1] - grads[0] print("total_grad:",total_grad) nom = torch.dot(total_grad, grads[0]) #相同类型矩阵做点积 den = torch.norm(total_grad) ** 2 eps = nom/(den + self.adam_eps) eps = torch.clamp(eps, 0, 1) pareto_loss = eps*grads[0] + (1-eps)*grads[1] pareto_loss = torch.norm(pareto_loss) ** 2 return [1-eps, eps], pareto_loss

这段代码实现了一个二维偏好查找函数(_preferences_2d)。它接收任意数量损失函数(losses)作为参数,但至少需要两个损失函数首先,代码创建一个空列表grad,用于存储损失函数对模型参数的梯度。 然后,使用一个循环遍历每个损失函数。在每个迭代中,代码先将模型的actor和critic优化器的梯度清零,然后使用torch.autograd.grad函数计算损失函数对actor参数的梯度。其中,retain_graph参数设置为True表示保留计算图以供后续使用,create_graph参数根据self.adaptive的值决定是否创建计算图。接着,代码使用torch.nn.utils.clip_grad_norm_函数对actor参数的梯度进行裁剪,以防止梯度爆炸问题。最后,代码将梯度展平成一维张量,并将其添加到grads列表中。 接下来,代码计算总梯度(total_grad),即第二个损失函数的梯度减去第一个损失函数的梯度。然后,代码使用torch.dot函数计算total_grad和grads[0]之间的点积(内积)。接着,代码计算total_grad的范数的平方,并将其保存在den变量中。 接下来,代码计算一个比例系数eps,用于加权求和grads[0]和grads[1]以得到pareto_loss。eps的计算公式为eps = nom / (den + self.adam_eps),其中nom是total_grad和grads[0]的点积,self.adam_eps是一个小的常数,用于避免除零错误。然后,代码使用torch.clamp函数将eps限制在0和1之间。 最后,代码计算pareto_loss,即eps乘以grads[0]加上(1-eps)乘以grads[1]的范数的平方。 函数返回一个长度为2的列表,其中第一个元素是[1-eps, eps],第二个元素是pareto_loss。 总体而言,这段代码是用于在二维空间中查找偏好的函数。它通过计算损失函数的梯度差异和权重系数来确定最佳的权衡解。
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代码time_start = time.time() results = list() iterations = 2001 lr = 1e-2 model = func_critic_model(input_shape=(None, train_img.shape[1]), act_func='relu') loss_func = tf.keras.losses.MeanSquaredError() alg = "gd" # alg = "gd" for kk in range(iterations): with tf.GradientTape() as tape: predict_label = model(train_img) loss_val = loss_func(predict_label, train_lbl) grads = tape.gradient(loss_val, model.trainable_variables) overall_grad = tf.concat([tf.reshape(grad, -1) for grad in grads], 0) overall_model = tf.concat([tf.reshape(weight, -1) for weight in model.weights], 0) overall_grad = overall_grad + 0.001 * overall_model ## adding a regularization term results.append(loss_val.numpy()) if alg == 'gd': overall_model -= lr * overall_grad ### gradient descent elif alg == 'gdn': ## gradient descent with nestrov's momentum overall_vv_new = overall_model - lr * overall_grad overall_model = (1 + gamma) * oerall_vv_new - gamma * overall_vv overall_vv = overall_new pass model_start = 0 for idx, weight in enumerate(model.weights): model_end = model_start + tf.size(weight) weight.assign(tf.reshape()) for grad, ww in zip(grads, model.weights): ww.assign(ww - lr * grad) if kk % 100 == 0: print(f"Iter: {kk}, loss: {loss_val:.3f}, Duration: {time.time() - time_start:.3f} sec...") input_shape = train_img.shape[1] - 1 model = tf.keras.Sequential([ tf.keras.layers.Input(shape=(input_shape,)), tf.keras.layers.Dense(30, activation="relu"), tf.keras.layers.Dense(20, activation="relu"), tf.keras.layers.Dense(1) ]) n_epochs = 20 batch_size = 100 learning_rate = 0.01 momentum = 0.9 sgd_optimizer = tf.keras.optimizers.SGD(learning_rate=learning_rate, momentum=momentum) model.compile(loss="mean_squared_error", optimizer=sgd_optimizer) history = model.fit(train_img, train_lbl, epochs=n_epochs, batch_size=batch_size, validation_data=(test_img, test_lbl)) nag_optimizer = tf.keras.optimizers.SGD(learning_rate=learning_rate, momentum=momentum, nesterov=True) model.compile(loss="mean_squared_error", optimizer=nag_optimizer) history = model.fit(train_img, train_lbl, epochs=n_epochs, batch_size=batch_size, validation_data=(test_img, test_lbl))运行后报错TypeError: Missing required positional argument,如何改正

逐行详细解释以下代码并加注释from tensorflow import keras import matplotlib.pyplot as plt base_image_path = keras.utils.get_file( "coast.jpg", origin="https://img-datasets.s3.amazonaws.com/coast.jpg") plt.axis("off") plt.imshow(keras.utils.load_img(base_image_path)) #instantiating a model from tensorflow.keras.applications import inception_v3 model = inception_v3.InceptionV3(weights='imagenet',include_top=False) #配置各层对DeepDream损失的贡献 layer_settings = { "mixed4": 1.0, "mixed5": 1.5, "mixed6": 2.0, "mixed7": 2.5, } outputs_dict = dict( [ (layer.name, layer.output) for layer in [model.get_layer(name) for name in layer_settings.keys()] ] ) feature_extractor = keras.Model(inputs=model.inputs, outputs=outputs_dict) #定义损失函数 import tensorflow as tf def compute_loss(input_image): features = feature_extractor(input_image) loss = tf.zeros(shape=()) for name in features.keys(): coeff = layer_settings[name] activation = features[name] loss += coeff * tf.reduce_mean(tf.square(activation[:, 2:-2, 2:-2, :])) return loss #梯度上升过程 @tf.function def gradient_ascent_step(image, learning_rate): with tf.GradientTape() as tape: tape.watch(image) loss = compute_loss(image) grads = tape.gradient(loss, image) grads = tf.math.l2_normalize(grads) image += learning_rate * grads return loss, image def gradient_ascent_loop(image, iterations, learning_rate, max_loss=None): for i in range(iterations): loss, image = gradient_ascent_step(image, learning_rate) if max_loss is not None and loss > max_loss: break print(f"... Loss value at step {i}: {loss:.2f}") return image #hyperparameters step = 20. num_octave = 3 octave_scale = 1.4 iterations = 30 max_loss = 15. #图像处理方面 import numpy as np def preprocess_image(image_path): img = keras.utils.load_img(image_path) img = keras.utils.img_to_array(img) img = np.expand_dims(img, axis=0) img = keras.applications.inception_v3.preprocess_input(img) return img def deprocess_image(img): img = img.reshape((img.shape[1], img.shape[2], 3)) img /= 2.0 img += 0.5 img *= 255. img = np.clip(img, 0, 255).astype("uint8") return img #在多个连续 上运行梯度上升 original_img = preprocess_image(base_image_path) original_shape = original_img.shape[1:3] successive_shapes = [original_shape] for i in range(1, num_octave): shape = tuple([int(dim / (octave_scale ** i)) for dim in original_shape]) successive_shapes.append(shape) successive_shapes = successive_shapes[::-1] shrunk_original_img = tf.image.resize(original_img, successive_shapes[0]) img = tf.identity(original_img) for i, shape in enumerate(successive_shapes): print(f"Processing octave {i} with shape {shape}") img = tf.image.resize(img, shape) img = gradient_ascent_loop( img, iterations=iterations, learning_rate=step, max_loss=max_loss ) upscaled_shrunk_original_img = tf.image.resize(shrunk_original_img, shape) same_size_original = tf.image.resize(original_img, shape) lost_detail = same_size_original - upscaled_shrunk_original_img img += lost_detail shrunk_original_img = tf.image.resize(original_img, shape) keras.utils.save_img("DeepDream.png", deprocess_image(img.numpy()))

def train(notes, chords, generator, discriminator, gan, loss_fn, generator_optimizer, discriminator_optimizer): num_batches = notes.shape[0] // BATCH_SIZE for epoch in range(NUM_EPOCHS): for batch in range(num_batches): # 训练判别器 for _ in range(1): # 生成随机的噪声 noise = np.random.normal(0, 1, size=(BATCH_SIZE, LATENT_DIM)) # 随机选择一个真实的样本 idx = np.random.randint(0, notes.shape[0], size=BATCH_SIZE) real_notes, real_chords = notes[idx], chords[idx] # 生成假的样本 fake_notes = generator(noise) # 计算判别器的损失函数 real_loss = loss_fn(tf.ones((BATCH_SIZE, 1)), discriminator([real_notes, real_chords])) fake_loss = loss_fn(tf.zeros((BATCH_SIZE, 1)), discriminator([fake_notes, chords])) total_loss = real_loss + fake_loss # 计算判别器的梯度并更新参数 grads = tf.gradients(total_loss, discriminator.trainable_variables) discriminator_optimizer.apply_gradients(zip(grads, discriminator.trainable_variables))) # 训练生成器 for _ in range(1): # 生成随机的噪声 noise = np.random.normal(0, 1, size=(BATCH_SIZE, LATENT_DIM)) # 计算生成器的损失函数 fake_notes = generator(noise) fake_loss = loss_fn(tf.ones((BATCH_SIZE, 1)), discriminator([fake_notes, chords])) # 计算生成器的梯度并更新参数 grads = tf.gradients(fake_loss, generator.trainable_variables) generator_optimizer.apply_gradients(zip(grads, generator.trainable_variables))) # 打印损失函数和精度 print('Epoch {}, Batch {}/{}: Loss={:.4f}'.format(epoch+1, batch+1, num_batches, total_loss)) # 保存模型 if (epoch+1) % 10 == 0: generator.save('generator.h5') discriminator.save('discriminator.h5') gan.save('gan.h5')

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