模型参数初始化调优:不同初始化策略对收敛速度的影响

BlueSong +0/-0 0 0 正常 2025-12-24T07:01:19 PyTorch · 模型优化

在PyTorch深度学习模型训练中,参数初始化策略直接影响模型收敛速度和最终性能。本文通过对比不同初始化方法在实际任务中的表现,提供可复现的优化方案。

实验设置 我们使用一个简单的全连接网络在MNIST数据集上进行测试,网络结构为:Linear(784, 256) -> ReLU -> Linear(256, 128) -> ReLU -> Linear(128, 10)。训练参数:batch_size=128,learning_rate=0.01,epochs=50。

初始化策略对比

  1. Xavier/Glorot均匀分布初始化torch.nn.init.xavier_uniform_(layer.weight)
  2. Xavier/Glorot正态分布初始化torch.nn.init.xavier_normal_(layer.weight)
  3. He初始化(适用于ReLU)torch.nn.init.kaiming_uniform_(layer.weight)
  4. 标准正态分布初始化torch.nn.init.normal_(layer.weight, mean=0.0, std=0.02)

关键代码示例

import torch.nn as nn

def init_weights(layer):
    if isinstance(layer, nn.Linear):
        # 选择一种初始化方法
        torch.nn.init.xavier_uniform_(layer.weight)
        # 其他初始化方法可替换上述行

性能测试数据(5次实验平均):

  • Xavier均匀分布:收敛到90%准确率耗时12.3秒
  • Xavier正态分布:收敛到90%准确率耗时11.8秒
  • He初始化:收敛到90%准确率耗时10.5秒
  • 标准正态分布:收敛到90%准确率耗时13.2秒

结果显示,He初始化在ReLU激活函数下表现最优,收敛速度最快。在实际部署中建议优先考虑该策略以提升训练效率。

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讨论

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WetSong
WetSong · 2026-01-08T10:24:58
He初始化确实更适合ReLU,我之前也遇到过用Xavier初始化模型卡在局部最优的问题,换成He后收敛快了很多,建议新手直接从这个开始试。
Carl450
Carl450 · 2026-01-08T10:24:58
实验数据很直观,但实际项目中还得看具体网络结构和数据集,比如CNN里可能Xavier反而更稳定,可以结合验证集表现来选。
Oscar688
Oscar688 · 2026-01-08T10:24:58
代码里只写了weight初始化,bias通常默认为0,但有些场景加个bias_init也很关键,比如分类任务可以试试init.constant_(layer.bias, 0.1)