python自定义交叉熵损失,再和pytorch api对比

背景

我们知道,交叉熵本质上是两个概率分布之间差异的度量,公式如下

其中概率分布P是基准,我们知道H(P,Q)>=0,那么H(P,Q)越小,说明Q约接近P。

损失函数本质上也是为了度量模型和完美模型的差异,因此可以用交叉熵作为损失函数,公式如下

其中

的部分不过是考虑到每次都是输入一批样本,因此把每个样本的交叉熵求出来以后要再求个平均。

注意,我的代码没有考虑标签是soft embedding的情况,如果遇到标注Y是\[0.1,0.1,0.8,0.1,0.8,0.1,0.1,0.1,0.8],那么你需要把代码再推广一下。

自定义交叉熵损失

python 复制代码
from typing import List
import math

def my_softmax(x:List[List[float]])->List[List[float]]:
    new_x:List[List[float]] = []
    for i in range(len(x)):
        sum:float = 0
        new_x_i = []
        for j in range(len(x[0])):
            sum += math.exp(x[i][j])
        for j in range(len(x[0])):
            new_x_i.append(math.exp(x[i][j])/sum)
        new_x.append(new_x_i)
    return new_x

def my_cross_entropy(x:List[List[float]],y:List[int])->float:
    res:float = 0
    x = my_softmax(x)
    for i in range(len(x)):
        res += -math.log(x[i][y[i]]) # 根号外面的1和底数e省去了
    res /= len(x) # mean
    return res

# 假设有一个简单的三分类问题,批量大小为2
# 预测输出(通常是模型的原始输出,没有经过softmax)
logits = [[1.5, 0.5, -0.5], [1.2, 0.2, 3.0]]
# 0 和 2 分别表示第一个和第三个类别是正确的
targets = [0, 2]
print(my_cross_entropy(logits,targets))

Pytorch交叉熵损失

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

logits = torch.tensor([[1.5, 0.5, -0.5],
                       [1.2, 0.2, 3.0]])

targets = torch.tensor([0, 2])  

criterion = nn.CrossEntropyLoss()

loss = criterion(logits, targets)

print(loss.item())
相关推荐
ZhengEnCi1 小时前
P2M-Matplotlib折线图完全指南-从数据可视化到趋势分析的Python绘图利器
python·matlab·数据可视化
ZhengEnCi3 小时前
P2L-Matplotlib饼图完全指南-从数据可视化到图表定制的Python绘图利器
python·matlab
曲幽3 小时前
你的REST接口还在“过度投喂”数据吗?——FastAPI + GraphQL实战避坑指南
python·fastapi·web·graphql·route·cors·rest·strawberry
用户8358086187914 小时前
基于 Self-RAG 与列表级重排序的进阶 RAG 系统设计与实现
python
Warson_L20 小时前
Python `Annotated` 与 LangGraph Reducer 学习笔记
python
韩师傅20 小时前
海天线算法的前世今生
python·计算机视觉
韩师傅20 小时前
当你的甲方设备过烂,要如何快速出效果?
python·计算机视觉
Warson_L20 小时前
LangGraph的MessageState and HumanMessage
python
韩师傅21 小时前
当你的甲方吐槽天空不够蓝,你应该如何应对
python·计算机视觉
Warson_L1 天前
python的类&继承
python