Cell作为神经网络构造的基础单元,与神经网络层(Layer)的概念相对应,对Tensor计算操作的抽象封装,能够更准确清晰地对神经网络结构进行表示。除了基础的Tensor计算流程定义外,神经网络层还包含了参数管理、状态管理等功能。而参数(Parameter)是神经网络训练的核心,通常作为神经网络层的内部成员变量。本节我们将系统介绍参数、神经网络层以及其相关使用方法。
Parameter
参数(Parameter)是一类特殊的Tensor,是指在模型训练过程中可以对其值进行更新的变量。MindSpore提供mindspore.Parameter类进行Parameter的构造。为了对不同用途的Parameter进行区分,下面对两种不同类别的Parameter进行定义:
- 可训练参数。在模型训练过程中根据反向传播算法求得梯度后进行更新的Tensor,此时需要将required_grad设置为True。
- 不可训练参数。不参与反向传播,但需要更新值的Tensor(如BatchNorm中的mean和var变量),此时需要将requires_grad设置为False。
在Cell的__init__方法中,我们定义了w和b两个Parameter,并配置name进行命名空间管理。在construct方法中使用self.attr直接调用参与Tensor运算。
获取Parameter
在使用Cell+Parameter构造神经网络层后,我们可以使用多种方法来获取Cell管理的Parameter。
获取单个参数
单独获取某个特定参数,直接调用Python类的成员变量即可。
可使用Cell.trainable_params方法获取可训练参数,通常在配置优化器时需调用此接口。
使用Cell.get_parameters()方法可获取所有参数,此时会返回一个Python迭代器
或者可以调用Cell.parameters_and_names返回参数名称及参数。
修改Parameter
直接修改参数值
Parameter是一种特殊的Tensor,因此可以使用Tensor索引修改的方式对其值进行修改。
可调用Parameter.set_data方法,使用相同Shape的Tensor对Parameter进行覆盖。该方法常用于使用Initializer进行Cell遍历初始化。
运行时修改参数值
参数的主要作用为模型训练时对其值进行更新,在反向传播获得梯度后,或不可训练参数需要进行更新,都涉及到运行时参数修改。由于MindSpore的使用静态图加速编译设计,此时需要使用mindspore.ops.assign接口对参数进行赋值。该方法常用于自定义优化器场景。下面是一个简单的运行时修改参数值样例:
import mindspore as ms
@ms.jit
def modify_parameter():
b_hat = ms.Tensor([7, 8, 9])
ops.assign(net.b, b_hat)
return True
modify_parameter()
print(net.b.asnumpy())
Parameter Tuple
变量元组ParameterTuple,用于保存多个Parameter,继承于元组tuple,提供克隆功能。
如下示例提供ParameterTuple创建方法: