Flux.jl 中网络参数的更新方法为 update!(opt, p, g)update!(opt, ps::Params, gs),其中 p 或者 ps 是网络的参数,ggs 是参数对应的梯度。网络参数更新的优化器有很多的选择,但是大部分都是 Adam 算法的变种或者优化,下面是关于这些优化器的一些介绍和参数的意义,详细的可以去看不同算法的论文深入了解。

1、Flux.Optimise.Descent(η=0.1)\text{Flux.Optimise.Descent}(\eta=0.1):最原始的梯度下降优化器,参数 η\eta 为学习率。对于每一个参数 pp 以及对应的梯度 δp\delta p,会执行 p:=η×δpp := \eta\times \delta p.

2、Flux.Optimise.Momentum(η=0.01,ρ=0.9)\text{Flux.Optimise.Momentum}(\eta=0.01, \rho=0.9):带有动量的梯度下降算法。ρ\rho 控制梯度下降在主要方向上的加速度,可以看成是一个阻尼。

3、Flux.Optimise.Nesterov(η=0.001,ρ=0.9)\text{Flux.Optimise.Nesterov}(\eta=0.001, \rho=0.9):带有 Nesterov 动量的梯度下降算法。ρ\rho 控制梯度下降在主要方向上的加速度,可以看成是一个阻尼。

4、Flux.Optimise.RMSProp(η=0.001,ρ=0.9,ϵ=108)\text{Flux.Optimise.RMSProp}(\eta=0.001, \rho=0.9, \epsilon=10^{-8}):RMSProp 算法2^2,通常在循环网络上使用,除了学习率 η\eta 之外其他的参数通常不用调参。

5、Flux.Optimise.ADAM(η=0.001,β :: Tuple=(0.9,0.999),ϵ=108)\text{Flux.Optimise.ADAM}(\eta=0.001, \beta\text{ :: Tuple}=(0.9,0.999), \epsilon=10^{-8}):ADAM 算法3^3β\beta 为动量的衰减系数,是一个 Tuple 分别为第一个(β1\beta_1)和第二个(β2\beta_2)动量估计的指数衰减。

6、Flux.Optimise.RADAM(η=0.001,β :: Tuple=(0.9,0.999),ϵ=108)\text{Flux.Optimise.RADAM}(\eta=0.001, \beta\text{ :: Tuple}=(0.9,0.999), \epsilon=10^{-8}):Rectified ADAM 算法4^4

7、Flux.Optimise.AdaMax(η=0.001,β :: Tuple=(0.9,0.999),ϵ=108)\text{Flux.Optimise.AdaMax}(\eta=0.001, \beta\text{ :: Tuple}=(0.9,0.999), \epsilon=10^{-8}):基于 \infty 范数的 ADAM 变种

8、Flux.Optimise.ADAGrad(η=0.1,ϵ=108)\text{Flux.Optimise.ADAGrad}(\eta=0.1, \epsilon=10^{-8}):ADAGrad 算法5^5,它具有基于其更新频率的参数特定学习率。所有的参数都不需要调整。

9、Flux.Optimise.ADADelta(ρ=0.9,ϵ=108)\text{Flux.Optimise.ADADelta}(\rho=0.9,\epsilon=10^{-8}):ADADelta 6^6是 ADAGrad 的一个版本,它根据过去的梯度更新窗口调整其学习率。参数不需要调整。ρ\rho 是梯度在每个时间步衰减的因子。

10、Flux.Optimise.AMSGrad(η=0.001,β :: Tuple=(0.9,0.999),ϵ=108)\text{Flux.Optimise.AMSGrad}(\eta=0.001, \beta\text{ :: Tuple}=(0.9,0.999), \epsilon=10^{-8}):ADAM 优化器的 AMSGrad 版本7^7。参数不需要调整。

11、Flux.Optimise.NADAM(η=0.001,β :: Tuple=(0.9,0.999),ϵ=108)\text{Flux.Optimise.NADAM}(\eta=0.001, \beta\text{ :: Tuple}=(0.9,0.999), \epsilon=10^{-8}):ADAM 优化器的 Nesterov 版本8^8。参数不需要调整

12、Flux.Optimise.ADAMW(η=0.001,β :: Tuple=(0.9,0.999),decay=0)\text{Flux.Optimise.ADAMW}(\eta=0.001, \beta\text{ :: Tuple}=(0.9,0.999), \text{decay}=0):ADAMW 9^9是修正其权重衰减正则化的 ADAM 的变体。decay 参数在优化期间应用于权重的衰减。

13、Flux.Optimise.OADAM(η=0.0001,β :: Tuple=(0.5,0.9),ϵ=108)\text{Flux.Optimise.OADAM}(\eta=0.0001, \beta\text{ :: Tuple}=(0.5,0.9), \epsilon=10^{-8}):OADAM (Optimistic ADAM) 10^{10}是 ADAM 的一个变体,增加了一个适合对抗性训练的「优化项」。

14、Flux.Optimise.AdaBelief(η=0.001,β :: Tuple=(0.9,0.999),ϵ=108)\text{Flux.Optimise.AdaBelief}(\eta=0.001, \beta\text{ :: Tuple}=(0.9,0.999), \epsilon=10^{-8}):AdaBelief 11^{11}是 ADAM 优化器的变体。


参考:

[1] Training, Optimisers, Document of Flux.jl

[2] Geoffrey H., Nitish S. and Kevin S. Neural Networks for Machine Learning - Lecture 6a Overview of mini-batch gradient descent.

[3] Kingma, D. P. and Ba, J. Adam: A Method for Stochastic Optimization. arXiv (2014)

[4] Liu, L., Jiang, H. and He, P. et al. On the Variance of the Adaptive Learning Rate and Beyond. arXiv (2019)

[5] John D., Elad H. and Yoram S. Adaptive Subgradient Methods for Online Learning and Stochastic Optimization. J. Mach. Learn. Res. 12, 2121-2159 (2011)

[6] Matthew D. Z. ADADELTA: An Adaptive Learning Rate Method. arXiv.

[7] Sashank J. R., Satyen K. and Sanjiv K. On the Convergence of Adam and Beyond. ICLR 2018 Conference (2018)

[8] Timothy D. Incorporating Nesterov Momentum into Adam. ICLR 2016 Workshop (2016)

[9] Ilya L. and Frank H. Decoupled Weight Decay Regularization. ICLR 2019 Conference (2019)

[10] Daskalakis, C., Ilyas, A., yrgkanis, V. and Zeng, H. Training GANs with Optimism. arXiv (2017)

[11] Zhuang, J., Tang, T., Ding, Y. et al. AdaBelief Optimizer: Adapting Stepsizes by the Belief in Observed Gradients. arXiv (2020)