cs231n作业1——Softmax

参考文章:cs231n assignment1------softmax

Softmax

softmax其实和SVM差别不大,两者损失函数不同,softmax就是把各个类的得分转化成了概率。

损失函数:

python 复制代码
def softmax_loss_naive(W, X, y, reg):
    loss = 0.0
    dW = np.zeros_like(W)
    num_classes = W.shape[1]
    num_train = X.shape[0]
    for i in range(num_train):
        scores = X[i].dot(W)                # 矩阵点乘:第 i 张照片在各类别上的得分
        scores -= np.max(scores)            # 减去最大得分,减小计算量
        correct_class_score = scores[y[i]]  # 接下来三行是损失函数的计算
        exp_sum = np.sum(np.exp(scores))
        loss += -correct_class_score + np.log(exp_sum) # np.log()以e为底
        for j in range(num_classes):
            if j == y[i]:
                dW[:, y[i]] += (np.exp(scores[y[i]])/exp_sum-1)*X[i]
            else:
                dW[:, j] += np.exp(scores[j])/exp_sum*X[i]    
    
    loss /= num_train                      # 求平均损失
    loss += reg * np.sum(W * W)            # 损失加上正则化惩罚
    dW /= num_train                        # 求平均梯度
    dW += 2.0*reg*W

    return loss, dW

用向量法实现 Softmax

python 复制代码
def softmax_loss_vectorized(W, X, y, reg):
    loss = 0.0
    dW = np.zeros_like(W)

    num_classes = W.shape[1]
    num_train = X.shape[0]
    scores = X.dot(W)                                                  # N*C 的矩阵
    scores -= np.max(scores, axis=1, keepdims=True)                    # 减去每行(每张图片对于每一类)的最大值
    correct_class_score = scores[range(num_train),y]
    exp_sum = np.sum(np.exp(scores), axis=1, keepdims=True)            # 按行求和,并保持为二维(列向量)
    loss = -np.sum(correct_class_score) + np.sum(np.log(exp_sum))      # 损失函数公式并求和
    loss = loss/num_train + reg * np.sum(W * W)
    
    med = np.exp(scores)/exp_sum         # 对于j!=yi的情况,dw=np.exp(scores[j])/exp_sum*X[i]
    med[range(num_train),y] -= 1         # 对于j=yi的情况,dw=(np.exp(scores[j])/exp_sum-1)*X[i]
    dW = X.T.dot(med)                    # 最后同时乘以 X[i]
    dW /= num_train
    dW += 2.0*reg*W

    return loss, dW

之后用随机梯度下降法优化损失函数,最后进行超参数的选择。

相关推荐
迷迭所归处9 分钟前
C++ —— 关于vector
开发语言·c++·算法
leon62538 分钟前
优化算法(一)—遗传算法(Genetic Algorithm)附MATLAB程序
开发语言·算法·matlab
CV工程师小林38 分钟前
【算法】BFS 系列之边权为 1 的最短路问题
数据结构·c++·算法·leetcode·宽度优先
Navigator_Z1 小时前
数据结构C //线性表(链表)ADT结构及相关函数
c语言·数据结构·算法·链表
Aic山鱼1 小时前
【如何高效学习数据结构:构建编程的坚实基石】
数据结构·学习·算法
天玑y2 小时前
算法设计与分析(背包问题
c++·经验分享·笔记·学习·算法·leetcode·蓝桥杯
sjsjs112 小时前
【数据结构-一维差分】力扣1893. 检查是否区域内所有整数都被覆盖
数据结构·算法·leetcode
redcocal2 小时前
地平线秋招
python·嵌入式硬件·算法·fpga开发·求职招聘
码了三年又三年2 小时前
【算法】滑动窗口—找所有字母异位词
算法
artificiali2 小时前
Anaconda配置pytorch的基本操作
人工智能·pytorch·python