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기술

학습률 코사인 감쇠

학습률 코사인 감쇠기술
영문명
Cosine learning rate decay
변화 곡선
코사인 곡선의 반 주기
주요 설정
시작값·최저값·기간
구분할 변형
워밍업과 재시작
학습률 코사인 감쇠는 정해진 구간에서 코사인 곡선의 절반을 따라 학습률을 낮추는 스케줄이다. 시작 학습률과 최저 학습률, 감쇠할 단계 수를 정한다. 학습률을 다시 올리는 재시작이나 초반에 올리는 워밍업은 별도 규칙이다.

기본 곡선

시작값 η최대, 최저값 η최소, 기간 T>0일 때 0≤t≤T에서 η(t)=η최소+(η최대-η최소)(1+cos(πt/T))/2다. 양 끝에서는 곡선의 기울기가 0이고 중간에서 감소가 더 빠르다. 기본형이 매 단계 같은 양이나 같은 비율로 감소하는 것은 아니다.

세 시점 계산

시작값 0.1, 최저값 0.02, 기간 100단계라면 0단계에서 0.1, 50단계에서 0.06, 100단계에서 0.02다. 최저 비율을 α=0.2로 표현하면 시작값의 20퍼센트인 0.02가 된다. α가 최저 학습률 자체인지 비율인지 확인해야 한다.

구간이 끝난 뒤

t를 min(t,T)로 잘라 쓰는 구성에서는 100단계 이후에도 0.02를 유지한다. 코사인 식에 제한 없이 큰 t를 넣으면 값이 다시 증가할 수 있으므로 같은 스케줄이 아니다. 재시작 방식은 구간을 새로 시작하는 규칙을 명시적으로 둔다.

워밍업과 평가

초반에 작은 값에서 목표 학습률까지 올리는 워밍업을 앞에 붙일 수 있다. 이때 전체 단계와 감쇠 구간 안의 단계를 구분해야 한다. 코사인 모양을 사용한다고 검증 성능이 자동으로 좋아지는 것은 아니며, 기본 학습률과 기간을 자료와 최적화기에 맞게 평가해야 한다.

관련 문서

학습률 지수 감쇠 / 경사 하강법 / Adam (최적화) / AdamW / 교차 검증 / 조기 종료 (기계 학습) / 기울기 클리핑