pytorch中常用的损失函数用法说明
作者：m0_46483236
1. pytorch中常用的损失函数列举
pytorch中的nn模块提供了很多可以直接使用的loss函数, 比如MSELoss(), CrossEntropyLoss(), NLLLoss() 等
官方链接: https://pytorch.org/docs/stable/_modules/torch/nn/modules/loss.html
| 损失函数 | 名称 | 适用场景 |
|---|---|---|
| torch.nn.MSELoss() | 均方误差损失 | 回归 |
| torch.nn.L1Loss() | 平均绝对值误差损失 | 回归 |
| torch.nn.CrossEntropyLoss() | 交叉熵损失 | 多分类 |
| torch.nn.NLLLoss() | 负对数似然函数损失 | 多分类 |
| torch.nn.NLLLoss2d() | 图片负对数似然函数损失 | 图像分割 |
| torch.nn.KLDivLoss() | KL散度损失 | 回归 |
| torch.nn.BCELoss() | 二分类交叉熵损失 | 二分类 |
| torch.nn.MarginRankingLoss() | 评价相似度的损失 | |
| torch.nn.MultiLabelMarginLoss() | 多标签分类的损失 | 多标签分类 |
| torch.nn.SmoothL1Loss() | 平滑的L1损失 | 回归 |
| torch.nn.SoftMarginLoss() | 多标签二分类问题的损失 |
多标签二分类 |
2. 比较CrossEntropyLoss() 和NLLLoss()
(1). CrossEntropyLoss():
torch.nn.CrossEntropyLoss(weight=None, # 1D张量,含n个元素,分别代表n类的权重,样本不均衡时常用
size_average=None,
ignore_index=-100,
reduce=None,
reduction='mean' )
参数:
weight: 1D张量,含n个元素,分别代表n类的权重,样本不均衡时常用, 默认为None.
计算公式:
weight = None时:
weight ≠ None时:
输入:
output: 网络未加softmax的输出
target: label值(0,1,2 不是one-hot)
代码:
loss_func = CrossEntropyLoss(weight=torch.from_numpy(np.array([0.03,0.05,0.19,0.26,0.47])).float().to(device) ,size_average=True) loss = loss_func(output, target)
(2). NLLLoss():
torch.nn.NLLLoss(weight=None,
size_average=None,
ignore_index=-100,
reduce=None,
reduction='mean')
输入:
output: 网络在logsoftmax后的输出
target: label值(0,1,2 不是one-hot)
代码:
loss_func = NLLLoss(weight=torch.from_numpy(np.array([0.03,0.05,0.19,0.26,0.47])).float().to(device) ,size_average=True) loss = loss_func(output, target)
(3). 二者总结比较:
总之, CrossEntropyLoss() = softmax + log + NLLLoss() = log_softmax + NLLLoss(), 具体等价应用如下:
####################---CrossEntropyLoss()---####################### loss_func = CrossEntropyLoss() loss = loss_func(output, target) ####################---Softmax+log+NLLLoss()---#################### self.softmax = nn.Softmax(dim = -1) x = self.softmax(x) output = torch.log(x) loss_func = NLLLoss() loss = loss_func(output, target) ####################---LogSoftmax+NLLLoss()---###################### self.log_softmax = nn.LogSoftmax(dim = -1) output = self.log_softmax(x) loss_func = NLLLoss() loss = loss_func(output, target)
补充：常用损失函数用法小结之Pytorch框架
在用深度学习做图像处理的时候，常用到的损失函数无非有四五种，为了方便Pytorch使用者，所以简要做以下总结
1）L1损失函数
预测值与标签值进行相差，然后取绝对值，根据实际应用场所，可以设置是否求和，求平均，公式可见下，Pytorch调用函数：nn.L1Loss
2）L2损失函数
预测值与标签值进行相差，然后取平方，根据实际应用场所，可以设置是否求和，求平均，公式可见下，Pytorch调用函数：nn.MSELoss
3）Huber Loss损失函数
简单来说就是L1和L2损失函数的综合版本，结合了两者的优点，公式可见下，Pytorch调用函数：nn.SmoothL1Loss
4）二分类交叉熵损失函数
简单来说，就是度量两个概率分布间的差异性信息，在某一程度上也可以防止梯度学习过慢，公式可见下，Pytorch调用函数有两个，一个是nn.BCELoss函数，用的时候要结合Sigmoid函数，另外一个是nn.BCEWithLogitsLoss()
5）多分类交叉熵损失函数
也是度量两个概率分布间的差异性信息，Pytorch调用函数也有两个，一个是nn.NLLLoss，用的时候要结合log softmax处理，另外一个是nn.CrossEntropyLoss
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持脚本之家。