[pytorch] 8.损失函数和反向传播

损失函数

torch提供了很多损失函数,可查看官方文档Loss Functions部分

  • 作用:
    1. 计算实际输出和目标输出之间的差距
    2. 为更新输出提供一定的依据(反向传播),grad

损失函数用法差不多,这里以L1Loss和MSEloss为例

  • L1Loss
    注意传入的数据要为float类型,不然会报错,所以inputs和outputs处要加上类型转换
    L1Loss的参数reduction,设置了计算loss值的方式,默认为差距绝对值的均值,也可以设置为'sum',这是输出就为2
  • MSELoss 平方差损失函数
    先看要求的输入输出

    也是batch_size的那种形式
python 复制代码
import torch
from torch.nn import L1Loss
from torch.nn import MSELoss

inputs = torch.tensor([1,2,3],dtype = torch.float32)
outputs = torch.tensor([1,2,5],dtype = torch.float32)

inputs = torch.reshape(inputs, (1,1,1,3))
outputs = torch.reshape(outputs, (1,1,1,3))

# L1Loss()
loss = L1Loss()
result = loss(inputs, outputs)
print(result)

# MSELoss()
loss_mse = MSELoss()
result_mse = loss_mse(inputs, outputs)
print(result_mse)

反向传播

python 复制代码
from torch import nn
import torch
from torch.utils.tensorboard import SummaryWriter
import torchvision
from torch.utils.data import DataLoader

dataset = torchvision.datasets.CIFAR10('./dataset', train=False, transform=torchvision.transforms.ToTensor())
dataloader = DataLoader(dataset=dataset, batch_size=1)


class Test(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Test,self).__init__()
        self.model1 = nn.Sequential(
            nn.Conv2d(in_channels=3, out_channels=32, kernel_size=5, padding=2),
            nn.MaxPool2d(kernel_size=2),
            nn.Conv2d(in_channels=32, out_channels=32, kernel_size=5, padding=2), # 计算同上
            nn.MaxPool2d(kernel_size=2),
            nn.Conv2d(in_channels=32, out_channels=64, kernel_size=5, padding=2),
            nn.MaxPool2d(kernel_size=2),
            nn.Flatten() ,
            nn.Linear(1024, 64),
            nn.Linear(64, 10),
        )
    
    def forward(self, x):
        x = self.model1(x)
        return x
        
net = Test()
loss = nn.CrossEntropyLoss()
for data in dataloader:
    imgs, targets = data
    output = net(imgs)
    resulr_loss = loss(output, targets)
    print(resulr_loss)

加上反向传播后:

python 复制代码
from torch import nn
import torch
from torch.utils.tensorboard import SummaryWriter
import torchvision
from torch.utils.data import DataLoader

dataset = torchvision.datasets.CIFAR10('./dataset', train=False, transform=torchvision.transforms.ToTensor())
dataloader = DataLoader(dataset=dataset, batch_size=1)


class Test(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Test,self).__init__()
        self.model1 = nn.Sequential(
            nn.Conv2d(in_channels=3, out_channels=32, kernel_size=5, padding=2),
            nn.MaxPool2d(kernel_size=2),
            nn.Conv2d(in_channels=32, out_channels=32, kernel_size=5, padding=2), # 计算同上
            nn.MaxPool2d(kernel_size=2),
            nn.Conv2d(in_channels=32, out_channels=64, kernel_size=5, padding=2),
            nn.MaxPool2d(kernel_size=2),
            nn.Flatten() ,
            nn.Linear(1024, 64),
            nn.Linear(64, 10),
        )
    
    def forward(self, x):
        x = self.model1(x)
        return x
        # 这就不需要像之前那种一样一个一个调用了
    
    # 这样网络就写完了

net = Test()
loss = nn.CrossEntropyLoss()
for data in dataloader:
    imgs, targets = data
    output = net(imgs)
    result_loss = loss(output, targets)
    result_loss.backward()  # 注意不是loss.backward(),而是result_loss.backward()
    print('ok')

backward行打断点,进入调试界面可以查看网络内部的参数

weighr里面有grad

运行到backward之前,grad里是none

运行完之后,计算出梯度

后面可以使用优化器,利用计算出来的梯度,对神经网络进行更新

相关推荐
泰迪智能科技0110 分钟前
三种人社职业技能等级证书报考指南对比:人工智能训练师 / 计算机程序设计员 / 服务机器人应用技术员
人工智能·百度·机器人
森山冶仁12 分钟前
AI 原生数据治理技术栈:大模型 + 向量库 + 知识图谱怎么选
人工智能·知识图谱·数据治理
记忆张量MemTensor14 分钟前
产品更新|MemOS 现已支持 DeepSeek Harness 长期记忆接入
人工智能·typescript·开源·agent
FII工业富联科技服务34 分钟前
WRC 2026技术拆解:从人类示范到真机反馈,机器人“大脑”如何完成训练闭环?
人工智能·机器人·自动化·制造
科里 Coralyx42 分钟前
RLHF、InstructGPT、红队测试:从“会生成“到“可交付“
人工智能
桃西西呀1 小时前
TRAE Work实战:我把会议纪要做成了skill
人工智能
武汉星际互动1 小时前
政务AI智能体怎么建?三种模式、三步路径与四个误区
人工智能·政务
MartinYeung51 小时前
Zig:重新定义性能与控制规则的系统级语言
人工智能
catino2 小时前
Prompt详解
人工智能·prompt