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Merge 15136ca505 into fa53f71ec0
This commit is contained in:
@@ -48,6 +48,8 @@ class LoRAModule(torch.nn.Module):
|
|||||||
split_dims: Optional[List[int]] = None,
|
split_dims: Optional[List[int]] = None,
|
||||||
ggpo_beta: Optional[float] = None,
|
ggpo_beta: Optional[float] = None,
|
||||||
ggpo_sigma: Optional[float] = None,
|
ggpo_sigma: Optional[float] = None,
|
||||||
|
mgpo_rho: float | None = None,
|
||||||
|
mgpo_beta: float | None = None,
|
||||||
):
|
):
|
||||||
"""
|
"""
|
||||||
if alpha == 0 or None, alpha is rank (no scaling).
|
if alpha == 0 or None, alpha is rank (no scaling).
|
||||||
@@ -117,6 +119,25 @@ class LoRAModule(torch.nn.Module):
|
|||||||
self.initialize_norm_cache(org_module.weight)
|
self.initialize_norm_cache(org_module.weight)
|
||||||
self.org_module_shape: tuple[int] = org_module.weight.shape
|
self.org_module_shape: tuple[int] = org_module.weight.shape
|
||||||
|
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||||||
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self.ggpo_sigma = ggpo_sigma
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||||||
|
self.ggpo_beta = ggpo_beta
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||||||
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||||||
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self.mgpo_rho = mgpo_rho
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||||||
|
self.mgpo_beta = mgpo_beta
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||||||
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# EMA of gradient magnitudes for adaptive normalization
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||||||
|
self.register_buffer('_grad_magnitude_ema_down', torch.tensor(1.0), persistent=False)
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||||||
|
self.register_buffer('_grad_magnitude_ema_up', torch.tensor(1.0), persistent=False)
|
||||||
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||||||
|
self.optimizer: torch.optim.Optimizer | None = None
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||||||
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||||||
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if self.ggpo_beta is not None and self.ggpo_sigma is not None:
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self.combined_weight_norms = None
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||||||
|
self.grad_norms = None
|
||||||
|
self.perturbation_norm_factor = 1.0 / math.sqrt(org_module.weight.shape[0])
|
||||||
|
self.initialize_norm_cache(org_module.weight)
|
||||||
|
self.org_module_shape: tuple[int] = org_module.weight.shape
|
||||||
|
|
||||||
def apply_to(self):
|
def apply_to(self):
|
||||||
self.org_forward = self.org_module.forward
|
self.org_forward = self.org_module.forward
|
||||||
self.org_module.forward = self.forward
|
self.org_module.forward = self.forward
|
||||||
@@ -158,6 +179,18 @@ class LoRAModule(torch.nn.Module):
|
|||||||
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||||||
lx = self.lora_up(lx)
|
lx = self.lora_up(lx)
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||||||
|
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||||||
|
# LoRA Momentum-Guided Perturbation Optimization (MGPO)
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||||||
|
if (
|
||||||
|
self.training
|
||||||
|
and hasattr(self, "mgpo_rho")
|
||||||
|
and self.mgpo_rho is not None
|
||||||
|
and hasattr(self, "optimizer")
|
||||||
|
and self.optimizer is not None
|
||||||
|
):
|
||||||
|
mgpo_perturbation_output = self.get_mgpo_output_perturbation(x)
|
||||||
|
if mgpo_perturbation_output is not None:
|
||||||
|
return org_forwarded + (self.multiplier * scale * lx) + mgpo_perturbation_output
|
||||||
|
|
||||||
# LoRA Gradient-Guided Perturbation Optimization
|
# LoRA Gradient-Guided Perturbation Optimization
|
||||||
if (
|
if (
|
||||||
self.training
|
self.training
|
||||||
@@ -304,6 +337,97 @@ class LoRAModule(torch.nn.Module):
|
|||||||
approx_grad = self.scale * ((self.lora_up.weight @ lora_down_grad) + (lora_up_grad @ self.lora_down.weight))
|
approx_grad = self.scale * ((self.lora_up.weight @ lora_down_grad) + (lora_up_grad @ self.lora_down.weight))
|
||||||
self.grad_norms = torch.norm(approx_grad, dim=1, keepdim=True)
|
self.grad_norms = torch.norm(approx_grad, dim=1, keepdim=True)
|
||||||
|
|
||||||
|
def update_gradient_ema(self):
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Update EMA of gradient magnitudes for adaptive perturbation normalization
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||||||
|
Formula: ḡₗ⁽ᵗ⁾ = β * ḡₗ⁽ᵗ⁻¹⁾ + (1 - β) * ||∇ΔWₗL||₂
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
if self.mgpo_beta is None:
|
||||||
|
return
|
||||||
|
|
||||||
|
# Update EMA for lora_down gradient magnitude
|
||||||
|
if self.lora_down.weight.grad is not None:
|
||||||
|
current_grad_norm = torch.norm(self.lora_down.weight.grad, p=2)
|
||||||
|
self._grad_magnitude_ema_down.mul_(self.mgpo_beta).add_(
|
||||||
|
current_grad_norm, alpha=(1 - self.mgpo_beta)
|
||||||
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Update EMA for lora_up gradient magnitude
|
||||||
|
if self.lora_up.weight.grad is not None:
|
||||||
|
current_grad_norm = torch.norm(self.lora_up.weight.grad, p=2)
|
||||||
|
self._grad_magnitude_ema_up.mul_(self.mgpo_beta).add_(
|
||||||
|
current_grad_norm, alpha=(1 - self.mgpo_beta)
|
||||||
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
def get_mgpo_output_perturbation(self, x: Tensor) -> Tensor | None:
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
Generate MGPO perturbation using both momentum direction and gradient magnitude normalization
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||||||
|
|
||||||
|
Full MGPO Formula: ε = -ρ · (vₜ / ||vₜ||₂) · (ḡₗ⁽ᵗ⁾)⁻¹
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||||||
|
Where:
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|
- ε = perturbation vector
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|
- ρ = perturbation radius (mgpo_rho)
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|
- vₜ = momentum vector from optimizer (exp_avg) - provides DIRECTION
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||||||
|
- ||vₜ||₂ = L2 norm of momentum for unit direction
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||||||
|
- ḡₗ⁽ᵗ⁾ = EMA of gradient magnitude - provides ADAPTIVE SCALING
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||||||
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|
||||||
|
Two separate EMAs:
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||||||
|
1. Momentum EMA (from Adam): vₜ = β₁ * vₜ₋₁ + (1 - β₁) * ∇L(Wₜ)
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||||||
|
2. Gradient Magnitude EMA: ḡₗ⁽ᵗ⁾ = β * ḡₗ⁽ᵗ⁻¹⁾ + (1 - β) * ||∇L(Wₜ)||₂
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
if self.optimizer is None or self.mgpo_rho is None or self.mgpo_beta is None:
|
||||||
|
return None
|
||||||
|
|
||||||
|
total_perturbation_scale = 0.0
|
||||||
|
valid_params = 0
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||||||
|
|
||||||
|
# Handle both single and split dims cases
|
||||||
|
if self.split_dims is None:
|
||||||
|
params_and_emas = [
|
||||||
|
(self.lora_down.weight, self._grad_magnitude_ema_down),
|
||||||
|
(self.lora_up.weight, self._grad_magnitude_ema_up),
|
||||||
|
]
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
# For split dims, use average EMA (or extend to per-param EMAs)
|
||||||
|
avg_ema = (self._grad_magnitude_ema_down + self._grad_magnitude_ema_up) / 2
|
||||||
|
params_and_emas = []
|
||||||
|
for lora_down in self.lora_down:
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||||||
|
params_and_emas.append((lora_down.weight, avg_ema))
|
||||||
|
for lora_up in self.lora_up:
|
||||||
|
params_and_emas.append((lora_up.weight, avg_ema))
|
||||||
|
|
||||||
|
for param, grad_ema in params_and_emas:
|
||||||
|
if param in self.optimizer.state and "exp_avg" in self.optimizer.state[param]:
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||||||
|
# Get momentum direction: vₜ / ||vₜ||₂
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||||||
|
momentum = self.optimizer.state[param]["exp_avg"]
|
||||||
|
momentum_norm = torch.norm(momentum, p=2)
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||||||
|
|
||||||
|
if momentum_norm > 1e-8 and grad_ema > 1e-8:
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|
# Apply full MGPO formula: ρ · (momentum_direction) · (1/grad_magnitude_ema)
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|
direction_component = momentum_norm # We'll use this for scaling
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||||||
|
adaptive_scale = 1.0 / grad_ema # Adaptive normalization
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||||||
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||||||
|
perturbation_scale = self.mgpo_rho * direction_component * adaptive_scale
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||||||
|
total_perturbation_scale += perturbation_scale.item()
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||||||
|
valid_params += 1
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||||||
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|
||||||
|
if valid_params == 0:
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|
return None
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||||||
|
|
||||||
|
# Average perturbation scale across all valid parameters
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||||||
|
avg_perturbation_scale = total_perturbation_scale / valid_params
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||||||
|
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||||||
|
with torch.no_grad():
|
||||||
|
# Generate random perturbation scaled by MGPO formula
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||||||
|
perturbation = torch.randn(self.org_module_shape, dtype=self.dtype, device=self.device)
|
||||||
|
perturbation.mul_(avg_perturbation_scale)
|
||||||
|
perturbation_output = x @ perturbation.T # Result: (batch × n)
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||||||
|
|
||||||
|
return perturbation_output
|
||||||
|
|
||||||
|
def register_optimizer(self, optimizer):
|
||||||
|
self.optimizer = optimizer
|
||||||
|
|
||||||
@property
|
@property
|
||||||
def device(self):
|
def device(self):
|
||||||
return next(self.parameters()).device
|
return next(self.parameters()).device
|
||||||
@@ -574,6 +698,15 @@ def create_network(
|
|||||||
if ggpo_sigma is not None:
|
if ggpo_sigma is not None:
|
||||||
ggpo_sigma = float(ggpo_sigma)
|
ggpo_sigma = float(ggpo_sigma)
|
||||||
|
|
||||||
|
mgpo_beta = kwargs.get("mgpo_beta", None)
|
||||||
|
mgpo_rho = kwargs.get("mgpo_rho", None)
|
||||||
|
|
||||||
|
if mgpo_beta is not None:
|
||||||
|
mgpo_beta = float(mgpo_beta)
|
||||||
|
|
||||||
|
if mgpo_rho is not None:
|
||||||
|
mgpo_rho = float(mgpo_rho)
|
||||||
|
|
||||||
# train T5XXL
|
# train T5XXL
|
||||||
train_t5xxl = kwargs.get("train_t5xxl", False)
|
train_t5xxl = kwargs.get("train_t5xxl", False)
|
||||||
if train_t5xxl is not None:
|
if train_t5xxl is not None:
|
||||||
@@ -642,6 +775,8 @@ def create_network(
|
|||||||
reg_dims=reg_dims,
|
reg_dims=reg_dims,
|
||||||
ggpo_beta=ggpo_beta,
|
ggpo_beta=ggpo_beta,
|
||||||
ggpo_sigma=ggpo_sigma,
|
ggpo_sigma=ggpo_sigma,
|
||||||
|
mgpo_rho=mgpo_rho,
|
||||||
|
mgpo_beta=mgpo_beta,
|
||||||
reg_lrs=reg_lrs,
|
reg_lrs=reg_lrs,
|
||||||
verbose=verbose,
|
verbose=verbose,
|
||||||
)
|
)
|
||||||
@@ -745,6 +880,8 @@ class LoRANetwork(torch.nn.Module):
|
|||||||
reg_dims: Optional[Dict[str, int]] = None,
|
reg_dims: Optional[Dict[str, int]] = None,
|
||||||
ggpo_beta: Optional[float] = None,
|
ggpo_beta: Optional[float] = None,
|
||||||
ggpo_sigma: Optional[float] = None,
|
ggpo_sigma: Optional[float] = None,
|
||||||
|
mgpo_rho: Optional[float] = None,
|
||||||
|
mgpo_beta: Optional[float] = None,
|
||||||
reg_lrs: Optional[Dict[str, float]] = None,
|
reg_lrs: Optional[Dict[str, float]] = None,
|
||||||
verbose: Optional[bool] = False,
|
verbose: Optional[bool] = False,
|
||||||
) -> None:
|
) -> None:
|
||||||
@@ -790,6 +927,8 @@ class LoRANetwork(torch.nn.Module):
|
|||||||
if ggpo_beta is not None and ggpo_sigma is not None:
|
if ggpo_beta is not None and ggpo_sigma is not None:
|
||||||
logger.info(f"LoRA-GGPO training sigma: {ggpo_sigma} beta: {ggpo_beta}")
|
logger.info(f"LoRA-GGPO training sigma: {ggpo_sigma} beta: {ggpo_beta}")
|
||||||
|
|
||||||
|
if mgpo_beta is not None and mgpo_rho is not None:
|
||||||
|
logger.info(f"LoRA-MGPO training rho: {mgpo_rho} beta: {mgpo_beta}")
|
||||||
if self.split_qkv:
|
if self.split_qkv:
|
||||||
logger.info(f"split qkv for LoRA")
|
logger.info(f"split qkv for LoRA")
|
||||||
if self.train_blocks is not None:
|
if self.train_blocks is not None:
|
||||||
@@ -924,6 +1063,8 @@ class LoRANetwork(torch.nn.Module):
|
|||||||
split_dims=split_dims,
|
split_dims=split_dims,
|
||||||
ggpo_beta=ggpo_beta,
|
ggpo_beta=ggpo_beta,
|
||||||
ggpo_sigma=ggpo_sigma,
|
ggpo_sigma=ggpo_sigma,
|
||||||
|
mgpo_rho=mgpo_rho,
|
||||||
|
mgpo_beta=mgpo_beta,
|
||||||
)
|
)
|
||||||
loras.append(lora)
|
loras.append(lora)
|
||||||
|
|
||||||
|
|||||||
119
tests/networks/test_lora_flux_mgpo.py
Normal file
119
tests/networks/test_lora_flux_mgpo.py
Normal file
@@ -0,0 +1,119 @@
|
|||||||
|
import pytest
|
||||||
|
import torch
|
||||||
|
import math
|
||||||
|
from networks.lora_flux import LoRAModule
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||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
class MockLinear(torch.nn.Module):
|
||||||
|
def __init__(self, in_features, out_features):
|
||||||
|
super().__init__()
|
||||||
|
self.weight = torch.nn.Parameter(torch.randn(out_features, in_features))
|
||||||
|
self.in_features = in_features
|
||||||
|
self.out_features = out_features
|
||||||
|
|
||||||
|
def forward(self, x):
|
||||||
|
return torch.matmul(x, self.weight.t())
|
||||||
|
|
||||||
|
def state_dict(self):
|
||||||
|
return {"weight": self.weight}
|
||||||
|
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||||||
|
|
||||||
|
class MockOptimizer:
|
||||||
|
def __init__(self, param):
|
||||||
|
self.state = {param: {"exp_avg": torch.randn_like(param)}}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
@pytest.fixture
|
||||||
|
def lora_module():
|
||||||
|
org_module = MockLinear(10, 20)
|
||||||
|
lora_module = LoRAModule(org_module, org_module, multiplier=1.0, lora_dim=4, alpha=1.0, mgpo_rho=0.1, mgpo_beta=0.9)
|
||||||
|
# Manually set org_module_shape to match the original module's weight
|
||||||
|
lora_module.org_module_shape = org_module.weight.shape
|
||||||
|
return lora_module
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def test_mgpo_parameter_initialization(lora_module):
|
||||||
|
"""Test MGPO-specific parameter initialization."""
|
||||||
|
# Check MGPO-specific attributes
|
||||||
|
assert hasattr(lora_module, "mgpo_rho")
|
||||||
|
assert hasattr(lora_module, "mgpo_beta")
|
||||||
|
assert lora_module.mgpo_rho == 0.1
|
||||||
|
assert lora_module.mgpo_beta == 0.9
|
||||||
|
|
||||||
|
# Check EMA parameters initialization
|
||||||
|
assert hasattr(lora_module, "_grad_magnitude_ema_down")
|
||||||
|
assert hasattr(lora_module, "_grad_magnitude_ema_up")
|
||||||
|
assert isinstance(lora_module._grad_magnitude_ema_down, torch.nn.Parameter)
|
||||||
|
assert isinstance(lora_module._grad_magnitude_ema_up, torch.nn.Parameter)
|
||||||
|
assert lora_module._grad_magnitude_ema_down.requires_grad == False
|
||||||
|
assert lora_module._grad_magnitude_ema_up.requires_grad == False
|
||||||
|
assert lora_module._grad_magnitude_ema_down.item() == 1.0
|
||||||
|
assert lora_module._grad_magnitude_ema_up.item() == 1.0
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def test_update_gradient_ema(lora_module):
|
||||||
|
"""Test gradient EMA update method."""
|
||||||
|
# Ensure method works when mgpo_beta is set
|
||||||
|
lora_module.lora_down.weight.grad = torch.randn_like(lora_module.lora_down.weight)
|
||||||
|
lora_module.lora_up.weight.grad = torch.randn_like(lora_module.lora_up.weight)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Store initial EMA values
|
||||||
|
initial_down_ema = lora_module._grad_magnitude_ema_down.clone()
|
||||||
|
initial_up_ema = lora_module._grad_magnitude_ema_up.clone()
|
||||||
|
|
||||||
|
# Update gradient EMA
|
||||||
|
lora_module.update_gradient_ema()
|
||||||
|
|
||||||
|
# Check EMA update logic
|
||||||
|
down_grad_norm = torch.norm(lora_module.lora_down.weight.grad, p=2)
|
||||||
|
up_grad_norm = torch.norm(lora_module.lora_up.weight.grad, p=2)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Verify EMA calculation
|
||||||
|
expected_down_ema = lora_module.mgpo_beta * initial_down_ema + (1 - lora_module.mgpo_beta) * down_grad_norm
|
||||||
|
expected_up_ema = lora_module.mgpo_beta * initial_up_ema + (1 - lora_module.mgpo_beta) * up_grad_norm
|
||||||
|
|
||||||
|
assert torch.allclose(lora_module._grad_magnitude_ema_down, expected_down_ema, rtol=1e-5)
|
||||||
|
assert torch.allclose(lora_module._grad_magnitude_ema_up, expected_up_ema, rtol=1e-5)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Test when mgpo_beta is None
|
||||||
|
lora_module.mgpo_beta = None
|
||||||
|
lora_module.update_gradient_ema() # Should not raise an exception
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def test_get_mgpo_output_perturbation(lora_module):
|
||||||
|
"""Test MGPO perturbation generation."""
|
||||||
|
# Create a mock optimizer
|
||||||
|
mock_optimizer = MockOptimizer(lora_module.lora_down.weight)
|
||||||
|
lora_module.register_optimizer(mock_optimizer)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Prepare input
|
||||||
|
x = torch.randn(5, 10) # batch × input_dim
|
||||||
|
|
||||||
|
# Ensure method works with valid conditions
|
||||||
|
perturbation = lora_module.get_mgpo_output_perturbation(x)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Verify perturbation characteristics
|
||||||
|
assert perturbation is not None
|
||||||
|
assert isinstance(perturbation, torch.Tensor)
|
||||||
|
assert perturbation.shape == (x.shape[0], lora_module.org_module.out_features)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Test when conditions are not met
|
||||||
|
lora_module.optimizer = None
|
||||||
|
lora_module.mgpo_rho = None
|
||||||
|
lora_module.mgpo_beta = None
|
||||||
|
|
||||||
|
no_perturbation = lora_module.get_mgpo_output_perturbation(x)
|
||||||
|
assert no_perturbation is None
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def test_register_optimizer(lora_module):
|
||||||
|
"""Test optimizer registration method."""
|
||||||
|
# Create a mock optimizer
|
||||||
|
mock_optimizer = MockOptimizer(lora_module.lora_down.weight)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Register optimizer
|
||||||
|
lora_module.register_optimizer(mock_optimizer)
|
||||||
|
|
||||||
|
# Verify optimizer is correctly registered
|
||||||
|
assert hasattr(lora_module, "optimizer")
|
||||||
|
assert lora_module.optimizer == mock_optimizer
|
||||||
@@ -750,6 +750,9 @@ class NetworkTrainer:
|
|||||||
optimizer_name, optimizer_args, optimizer = train_util.get_optimizer(args, trainable_params)
|
optimizer_name, optimizer_args, optimizer = train_util.get_optimizer(args, trainable_params)
|
||||||
optimizer_train_fn, optimizer_eval_fn = train_util.get_optimizer_train_eval_fn(optimizer, args)
|
optimizer_train_fn, optimizer_eval_fn = train_util.get_optimizer_train_eval_fn(optimizer, args)
|
||||||
|
|
||||||
|
if hasattr(network, "register_optimizer"):
|
||||||
|
network.register_optimizer(optimizer)
|
||||||
|
|
||||||
# prepare dataloader
|
# prepare dataloader
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# strategies are set here because they cannot be referenced in another process. Copy them with the dataset
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# strategies are set here because they cannot be referenced in another process. Copy them with the dataset
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# some strategies can be None
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# some strategies can be None
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@@ -1438,6 +1441,8 @@ class NetworkTrainer:
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network.update_grad_norms()
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network.update_grad_norms()
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if hasattr(network, "update_norms"):
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if hasattr(network, "update_norms"):
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network.update_norms()
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network.update_norms()
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if hasattr(network, "update_gradient_ema"):
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network.update_gradient_ema()
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optimizer.step()
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optimizer.step()
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lr_scheduler.step()
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lr_scheduler.step()
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