【Hackathon 5th No.41】为 Paddle 新增 Rprop API 中文文档 (#6388)

* add Rprop document

* fix bugs

* Update docs/api/paddle/optimizer/Rprop_cn.rst

Co-authored-by: zachary sun <70642955+sunzhongkai588@users.noreply.github.com>

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Co-authored-by: zachary sun <70642955+sunzhongkai588@users.noreply.github.com>

Author: WintersMontagne10335

docs/api/paddle/optimizer/Overview_cn.rst

@@ -30,6 +30,7 @@ paddle.optimizer 目录下包含飞桨框架支持的优化器算法相关的 AP
     " :ref:`Optimizer <cn_api_paddle_optimizer_Optimizer>` ", "飞桨框架优化器基类"
     " :ref:`RMSProp <cn_api_paddle_optimizer_RMSProp>` ", "RMSProp 优化器"
     " :ref:`SGD <cn_api_paddle_optimizer_SGD>` ", "SGD 优化器"
+    " :ref:`Rprop <cn_api_paddle_optimizer_Rprop>` ", "Rprop 优化器"
 
 .. _about_lr:
 

docs/api/paddle/optimizer/Rprop_cn.rst

@@ -0,0 +1,127 @@
+.. _cn_api_paddle_optimizer_Rprop:
+
+Rprop
+-------------------------------
+
+.. py:class:: paddle.optimizer.Rprop(learning_rate=0.001, learning_rate_range=(1e-5, 50), parameters=None, etas=(0.5, 1.2), grad_clip=None, name=None)
+
+    
+.. note::
+    此优化器仅适用于 full-batch 训练。
+
+Rprop算法的优化器。有关详细信息，请参阅：
+
+`A direct adaptive method for faster backpropagation learning : The RPROP algorithm <https://ieeexplore.ieee.org/document/298623>`_ 。
+
+
+.. math::
+
+    \begin{aligned}
+        &\hspace{0mm} For\ all\ weights\ and\ biases\{                                                                                                  \\
+        &\hspace{5mm} \textbf{if} \: (\frac{\partial E}{\partial w_{ij}}(t-1)*\frac{\partial E}{\partial w_{ij}}(t)> 0)\ \textbf{then} \: \{            \\
+        &\hspace{10mm} learning\_rate_{ij}(t)=\mathrm{minimum}(learning\_rate_{ij}(t-1)*\eta^{+},learning\_rate_{max})                                  \\
+        &\hspace{10mm} \Delta w_{ij}(t)=-sign(\frac{\partial E}{\partial w_{ij}}(t))*learning\_rate_{ij}(t)                                             \\
+        &\hspace{10mm} w_{ij}(t+1)=w_{ij}(t)+\Delta w_{ij}(t)                                                                                           \\
+        &\hspace{5mm} \}                                                                                                                                \\
+        &\hspace{5mm} \textbf{else if} \: (\frac{\partial E}{\partial w_{ij}}(t-1)*\frac{\partial E}{\partial w_{ij}}(t)< 0)\ \textbf{then} \: \{       \\
+        &\hspace{10mm} learning\_rate_{ij}(t)=\mathrm{maximum}(learning\_rate_{ij}(t-1)*\eta^{-},learning\_rate_{min})                                  \\
+        &\hspace{10mm} w_{ij}(t+1)=w_{ij}(t)                                                                                                            \\
+        &\hspace{10mm} \frac{\partial E}{\partial w_{ij}}(t)=0                                                                                          \\
+        &\hspace{5mm} \}                                                                                                                                \\
+        &\hspace{5mm} \textbf{else if} \: (\frac{\partial E}{\partial w_{ij}}(t-1)*\frac{\partial E}{\partial w_{ij}}(t)= 0)\ \textbf{then} \: \{       \\
+        &\hspace{10mm} \Delta w_{ij}(t)=-sign(\frac{\partial E}{\partial w_{ij}}(t))*learning\_rate_{ij}(t)                                             \\
+        &\hspace{10mm} w_{ij}(t+1)=w_{ij}(t)+\Delta w_{ij}(t)                                                                                           \\
+        &\hspace{5mm} \}                                                                                                                                \\
+        &\hspace{0mm} \}                                                                                                                                \\
+    \end{aligned}
+
+
+参数
+::::::::::::
+
+    - **learning_rate** (float|_LRScheduleri，可选) - 初始学习率，用于参数更新的计算。可以是一个浮点型值或者一个_LRScheduler 类。默认值为 0.001。
+    - **learning_rate_range** (tuple，可选) - 学习率的范围。学习率不能小于元组的第一个元素；学习率不能大于元组的第二个元素。默认值为 (1e-5, 50)。
+    - **parameters** (list，可选) - 指定优化器需要优化的参数。在动态图模式下必须提供该参数；在静态图模式下默认值为 None，这时所有的参数都将被优化。
+    - **etas** (tuple，可选) - 用于更新学习率的元组。元组的第一个元素是乘法递减因子；元组的第二个元素是乘法增加因子。默认值为 (0.5, 1.2)。
+    - **grad_clip** (GradientClipBase，可选) – 梯度裁剪的策略，支持三种裁剪策略：:ref:`paddle.nn.ClipGradByGlobalNorm <cn_api_paddle_nn_ClipGradByGlobalNorm>` 、 :ref:`paddle.nn.ClipGradByNorm <cn_api_paddle_nn_ClipGradByNorm>` 、 :ref:`paddle.nn.ClipGradByValue <cn_api_paddle_nn_ClipGradByValue>` 。
+      默认值为 None，此时将不进行梯度裁剪。
+    - **name** (str，可选) - 具体用法请参见 :ref:`api_guide_Name`，一般无需设置，默认值为 None。
+
+
+代码示例
+::::::::::::
+
+COPY-FROM: paddle.optimizer.Rprop
+
+
+方法
+::::::::::::
+step()
+'''''''''
+
+.. note::
+
+  该 API 只在 `Dygraph <../../user_guides/howto/dygraph/DyGraph.html>`_ 模式下生效。
+
+执行一次优化器并进行参数更新。
+
+**返回**
+
+无。
+
+**代码示例**
+
+COPY-FROM: paddle.optimizer.Rprop.step
+
+minimize(loss, startup_program=None, parameters=None, no_grad_set=None)
+'''''''''
+
+为网络添加反向计算过程，并根据反向计算所得的梯度，更新 parameters 中的 Parameters，最小化网络损失值 loss。
+
+**参数**
+
+    - **loss** (Tensor) - 需要最小化的损失值变量
+    - **startup_program** (Program，可选) - 用于初始化 parameters 中参数的 :ref:`cn_api_paddle_static_Program`，默认值为 None，此时将使用 :ref:`cn_api_paddle_static_default_startup_program` 。
+    - **parameters** (list，可选) - 待更新的 Parameter 或者 Parameter.name 组成的列表，默认值为 None，此时将更新所有的 Parameter。
+    - **no_grad_set** (set，可选) - 不需要更新的 Parameter 或者 Parameter.name 组成的集合，默认值为 None。
+
+**返回**
+
+ tuple(optimize_ops, params_grads)，其中 optimize_ops 为参数优化 OP 列表；param_grads 为由(param, param_grad)组成的列表，其中 param 和 param_grad 分别为参数和参数的梯度。在静态图模式下，该返回值可以加入到 ``Executor.run()`` 接口的 ``fetch_list`` 参数中，若加入，则会重写 ``use_prune`` 参数为 True，并根据 ``feed`` 和 ``fetch_list`` 进行剪枝，详见 ``Executor`` 的文档。
+
+
+**代码示例**
+
+COPY-FROM: paddle.optimizer.Rprop.minimize
+
+clear_grad()
+'''''''''
+
+.. note::
+
+  该 API 只在 `Dygraph <../../user_guides/howto/dygraph/DyGraph.html>`_ 模式下生效。
+
+
+清除需要优化的参数的梯度。
+
+**代码示例**
+
+COPY-FROM: paddle.optimizer.Rprop.clear_grad
+
+get_lr()
+'''''''''
+
+.. note::
+
+  该 API 只在 `Dygraph <../../user_guides/howto/dygraph/DyGraph.html>`_ 模式下生效。
+
+获取当前步骤的学习率。当不使用_LRScheduler 时，每次调用的返回值都相同，否则返回当前步骤的学习率。
+
+**返回**
+
+float，当前步骤的学习率。
+
+
+**代码示例**
+
+COPY-FROM: paddle.optimizer.Rprop.get_lr

docs/api_guides/low_level/optimizer.rst

@@ -88,3 +88,13 @@ API Reference 请参考 :ref:`cn_api_fluid_optimizer_FtrlOptimizer`
 :code:`ModelAverage` 优化器，在训练中通过窗口来累计历史 parameter，在预测时使用取平均值后的 paramet，整体提高预测的精度。
 
 API Reference 请参考 :ref:`cn_api_fluid_optimizer_ModelAverage`
+
+
+
+
+10.Rprop/RpropOptimizer
+-----------------
+
+:code:`Rprop` 优化器，该方法考虑到不同权值参数的梯度的数量级可能相差很大，因此很难找到一个全局的学习步长。因此创新性地提出靠参数梯度的符号，动态的调节学习步长以加速优化过程的方法。
+
+API Reference 请参考 :ref:`cn_api_fluid_optimizer_Rprop`

docs/api_guides/low_level/optimizer_en.rst

@@ -87,3 +87,13 @@ API Reference: :ref:`api_fluid_optimizer_FtrlOptimizer`
 :code:`ModelAverage` Optimizer accumulates history parameters through sliding window during the model training. We use averaged parameters at inference time to upgrade general accuracy of inference.
 
 API Reference: :ref:`api_fluid_optimizer_ModelAverage`
+
+
+
+
+10.Rprop/RpropOptimizer
+-----------------
+
+:code:`Rprop` Optimizer, this method considers that the magnitude of gradients for different weight parameters may vary greatly, making it difficult to find a global learning step size. Therefore, an innovative method is proposed to accelerate the optimization process by dynamically adjusting the learning step size through the use of parameter gradient symbols.
+
+API Reference: :ref:`api_fluid_optimizer_Rprop`

docs/guides/model_convert/convert_from_pytorch/api_difference/optimizer/torch.optim.Rprop.md

@@ -0,0 +1,39 @@
+## [ torch 参数更多 ]torch.optim.Rprop
+
+### [torch.optim.Rprop](https://pytorch.org/docs/stable/generated/torch.optim.Rprop.html)
+
+```python
+torch.optim.Rprop(params,
+             lr=0.01,
+             etas=(0.5, 1.2),
+             step_sizes=(1e-06, 50),
+             foreach=None,
+             maximize=False,
+             differentiable=False)
+```
+
+### [paddle.optimizer.Rprop](https://www.paddlepaddle.org.cn/documentation/docs/zh/develop/api/paddle/optimizer/Rprop_cn.html#cn-api-paddle-optimizer-rprop)
+
+```python
+paddle.optimizer.Rprop(learning_rate=0.001,
+                          learning_rate_range=(1e-5, 50),
+                          parameters=None,
+                          etas=(0.5, 1.2),
+                          grad_clip=None,
+                          name=None)
+```
+
+Pytorch 相比 Paddle 支持更多其他参数，具体如下：
+
+### 参数映射
+
+| PyTorch       | PaddlePaddle        | 备注                                                                                                                    |
+| ------------- | ------------------- | ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
+| params        | parameters          | 表示指定优化器需要优化的参数，仅参数名不一致。                                                                              |
+| lr            | learning_rate       | 初始学习率，用于参数更新的计算。参数默认值不一致, Pytorch 默认为`0.01`， Paddle 默认为`0.001`，Paddle 需保持与 Pytorch 一致。  |
+| etas          | etas                | 用于更新学习率。参数一致。                                                                                                |
+| step_sizes    | learning_rate_range | 学习率的范围，参数默认值不一致, Pytorch 默认为`(1e-06, 50)`， Paddle 默认为`(1e-5, 50)`，Paddle 需保持与 Pytorch 一致。      |
+| foreach       | -                   | 是否使用优化器的 foreach 实现。Paddle 无此参数，一般对网络训练结果影响不大，可直接删除。                                      |
+| maximize      | -                   | 根据目标最大化参数，而不是最小化。Paddle 无此参数，暂无转写方式。                                                            |
+| differentiable| -                   | 是否应通过训练中的优化器步骤进行自动微分。Paddle 无此参数，一般对网络训练结果影响不大，可直接删除。                             |
+| -             | grad_clip           | 梯度裁剪的策略。 PyTorch 无此参数，Paddle 保持默认即可。                                                                   |