Chainer の extension ~精度更新時のモデルの保存・学習率の変化のさせ方~

はじめに

よく使いそうなのに意外とサンプルが見つからない Chainer (Trainer) の extension の使い方を2つ載せておきます（要素要素はすべてドキュメントに書いてありますが、まとまった形のサンプルが意外と見つからなかったので...）。

• Test-accuracy が更新されたときにモデルを保存する
• 学習率を任意に変化させる

Chainer v4.0.0/v5.0.0 で確認しています。

Test-accuracy が更新されたときにモデルを保存する

MaxValueTrigger を使って、accuracy が更新されたときに snapshot_object extension を呼び出す trigger を作ってあげます。

下の例では、1エポックごとに、現時点で最も accuracy の高いモデルを best_model というファイル名で保存します。

from chainer.training import extensions, triggers

trigger = triggers.MaxValueTrigger('validation/main/accuracy', trigger=(1, 'epoch'))
trainer.extend(extensions.snapshot_object(model, filename='best_model'), trigger=trigger)

学習率を任意に変化させる

下の例では、1エポックごとにcosine関数を使って学習率を変化させていますが、__calc_cosine_lr()を適当に置き換えれば学習率を任意に制御できます。

from chainer.training import extension

class LrSceduler(extension.Extension):

    trigger = (1, 'epoch')

    def __init__(self, base_lr, epochs, optimizer_name='main', lr_name='lr'):
        self._base_lr = base_lr
        self._epochs = epochs
        self._optimizer_name = optimizer_name
        self._lr_name = lr_name

    def __call__(self, trainer):
        optimizer = trainer.updater.get_optimizer(self._optimizer_name)
        lr = self.__calc_cosine_lr(trainer)
        setattr(optimizer, self._lr_name, lr)

    def __calc_cosine_lr(self, trainer):
        import math
        e = trainer.updater.epoch
        #iter = trainer.updater.iteration # If you want to use current total iterations to compute lr.
        lr = 0.5 * self._base_lr * (math.cos(math.pi * e / self._epochs) + 1.)
	
        return lr

trainer.extend(LrSceduler(base_lr=0.01, epochs=100))

なお、定番の、一定エポック学習した後にステップ状に学習率を変化させるなら、
ExponentialShift extension を使うのが良いです。下は、30エポック目で学習率を0.1倍に、60エポック学習した後にさらに0.1倍にする例です。

from chainer.training import extensions, triggers

trigger = triggers.ManualScheduleTrigger([30, 60], 'epoch')
trainer.extend(extensions.ExponentialShift('lr', 0.1), trigger=trigger)

おわりに

また見つかったら追記します。