LoRA是一种用于调整和微调大型神经网络的技术,特别适用于直接微调整个网络参数成本高昂或不切实际的情况。
原理讲解:
1. 低秩适应(LoRA)
LoRA的核心思想是在模型的权重矩阵中引入一个低秩结构,通常是通过添加一个可学习的低秩矩阵来实现。这个低秩矩阵可以看作是一个适应性变换,它在模型的前向传播过程中与原始权重相乘,从而调整权重的效果。
如果我们有一个权重矩阵 ( W ),LoRA通过引入一个低秩矩阵 ( A ) 来调整 ( W ),其中 ( A ) 的秩远小于 ( W ) 的秩。调整后的权重可以表示为 ( W’ = W + AB ),这里 ( A ) 和 ( B ) 是两个低秩矩阵,它们的乘积 ( AB ) 仍然是一个低秩矩阵。
2. 微调过程
在微调过程中,我们保持原始权重 ( W ) 不变,只优化低秩矩阵 ( A ) 和 ( B )。这样,我们可以用较少的参数和计算成本来调整模型的行为。
代码示例:
以下是使用LoRA对一个假设的模型权重进行微调的简化示例。
import torch
import torch.nn as nn# 假设 W 是一个预训练模型的权重矩阵
W = torch.randn(1000, 1000, requires_grad=True)# 定义两个可学习的低秩矩阵 A 和 B
A = nn.Parameter(torch.randn(1000, 10), requires_grad=True)
B = nn.Parameter(torch.randn(10, 1000), requires_grad=True)# 计算 LoRA 调整后的权重矩阵 W_lora
W_lora = W + torch.matmul(A, B)# 定义一个简单的神经网络层,使用调整后的权重
class AdjustedLayer(nn.Module):def __init__(self, in_features, out_features, weight):super(AdjustedLayer, self).__init__()self.weight = nn.Parameter(weight[:, :in_features], requires_grad=True)def forward(self, x):return x @ self.weight# 创建网络层实例,使用调整后的权重
layer = AdjustedLayer(1000, 1000, W_lora)# 模拟前向传播
input_data = torch.randn(1, 1000)
output_data = layer(input_data)# 打印输出数据
print(output_data)
参考文献:
- Denoising Diffusion Probabilistic Models - DDPM的原始论文,介绍了DDPM的概念和应用。
- Low-Rank Adaptation of Large Pre-trained Models for Domain Specific Tasks - 一篇讨论LoRA技术在大型预训练模型上的应用的论文。
个人水平有限,有问题随时交流;