【损失函数】Cross Entropy Loss 交叉熵损失

1、介绍

主页介绍的几种损失函数都是适用于回归问题损失函数,对于分类问题,最常用的损失函数是交叉熵损失函数 Cross Entropy Loss。它用于测量两个概率分布之间的差异,通常用于评估分类模型的性能。

2、公式

对于二分类问题,交叉熵损失的一般形式为:

其中, 是样本数量, 是实际标签, 是模型的预测概率。

对于多分类问题,交叉熵损失的一般形式为:

其中, 是样本数量, 是类别数量, 是实际标签的独热编码(one-hot encoding),​ 是模型对类别 的预测概率。

3、图像

上图是交叉熵损失(Cross Entropy Loss)的图像。图中展示了两个类别(真实类别和错误类别)的概率与损失之间的关系,可以看到约接近目标值损失越小,随着误差变差,损失呈指数增长。

4、实例

假设我们有以下情况:我们正在训练一个模型来进行三种实例的分类,此时有100个待测样本。

我们使用 CrossEntropyLoss 作为损失函数:

python 复制代码
import torch
import torch.nn as nn

# 示例数据
torch.manual_seed(42)
num_classes = 3
num_samples = 100
y_true = torch.randint(0, num_classes, (num_samples,))
y_pred_logits = torch.randn(num_samples, num_classes)

# 定义交叉熵损失函数
criterion = nn.CrossEntropyLoss()

# 计算损失
loss = criterion(y_pred_logits, y_true)

print(f'Cross Entropy Loss: {loss.item()}')

在这个例子中,y_pred_logits 是模型的输出,它包含了对每个类别的未归一化的预测值。y_true 是实际标签。通过传递这两者给 CrossEntropyLoss,可以计算交叉熵损失。在实际训练中,您可能需要结合优化器来更新模型的权重以减小损失。

5、参考

深度学习常用损失函数总览:基本形式、原理、特点 (qq.com)

相关推荐
W_chuanqi19 分钟前
RDEx:一种效果驱动的混合单目标优化器,自适应选择与融合多种算子与策略
人工智能·算法·机器学习·性能优化
Theodore_10222 小时前
机器学习(3)梯度下降
人工智能·机器学习
JJJJ_iii4 小时前
【机器学习01】监督学习、无监督学习、线性回归、代价函数
人工智能·笔记·python·学习·机器学习·jupyter·线性回归
Python图像识别7 小时前
71_基于深度学习的布料瑕疵检测识别系统(yolo11、yolov8、yolov5+UI界面+Python项目源码+模型+标注好的数据集)
python·深度学习·yolo
哥布林学者9 小时前
吴恩达深度学习课程一:神经网络和深度学习 第三周:浅层神经网络(二)
深度学习·ai
weixin_519535779 小时前
从ChatGPT到新质生产力:一份数据驱动的AI研究方向指南
人工智能·深度学习·机器学习·ai·chatgpt·数据分析·aigc
生命是有光的10 小时前
【深度学习】神经网络基础
人工智能·深度学习·神经网络
技术闲聊DD11 小时前
机器学习(1)- 机器学习简介
人工智能·机器学习
信田君952711 小时前
瑞莎星瑞(Radxa Orion O6) 基于 Android OS 使用 NPU的图片模糊查找APP 开发
android·人工智能·深度学习·神经网络