Focal Loss损失函数理解

简介:Focal Loss损失函数是对交叉熵损失函数的升级。是和yolo配套的

因为yolo会对图像进行网格化处理,会分出正负样本,是多目标检测,而不是简单的分类问题

1. 对比交叉熵损失的区别

多分类:CrossEntropyLoss 公式:

多目标:Focal Loss 公式:

总结多了两个系数,alpha和(1-pt)^gama

2. 分析参数alpha

个人理解:alpha是用来控制正负样本数差别太大的。负样本因为数量往往太多,而使用较小的alpha如0.25来乘以损失值,正样本因为数量往往太少,而使用较大的alpha如0.75来乘以损失值。

官方解释:

  • 类别平衡因子 α\alphaα 的主要作用是直接增加正样本(目标区域)的损失权重,减少负样本(背景区域)对总损失的贡献。
  • 当负样本远多于正样本时, α\alphaα 通常设置为正样本的权重较高(如 αpos=0.75\alpha_{\text{pos}} = 0.75αpos=0.75, αneg=0.25\alpha_{\text{neg}} = 0.25αneg=0.25)。这种方式在总损失中人为地降低了背景区域的占比

3. 分析参数(1-pt)^gama

个人理解:这个参数是站在正样本的基础上来控制损失的。对于小目标,难分辨的目标,因为往往这类目标的预测概率值(分数)很小,引入(1-pt)^gama,当小目标预测分数很小趋近0时,1-pt则会趋近1,所以就会让这类小目标的损失不变。但是容易区分的目标预测分数高,1-pt会趋近0,则会显著降低容易区分目标的损失。整体来说,就会让模型关注到这类小目标区域取降低其损失

官方解释:

4.如何减少背景区域的影响?

这两部分共同作用:

  1. 动态调整因子(1 - p_t)^gamma:

    • 对背景区域(负样本)的预测 pt 通常接近 1, (1 - p_t)^gamma 会使这些样本的损失趋近于 0,从而减少它们的影响。
    • 对于目标区域(正样本),由于 pt 较低, (1 - p_t)^gamma的值更大,使得模型更加关注这些区域。
  2. 类别平衡因子 α:

    • 人为调高目标区域的损失占比,进一步减少背景区域对总损失的贡献。

个人理解:

对于背景区域(负样本),模型认为负样本中为背景的概率趋近于1,1-pt则趋近于0,则降低了负样本的损失,让模型对负样本的学习减少。对于目标区域,模型认为负样本中为目标的概率趋近于0,1-pt则趋近于1,保持了目标区域的损失,让模型更关注目标区域的学习。

1-pt有两个作用:1. 对于负样本的训练,降低负样本的损失,减少负样本对模型的影响 2.对于正样本的训练,增加了正样本中小目标的损失,让模型更关注小目标的训练

alpha的作用只有一个,降低负样本的损失,增加正样本的损失。达到模型跟关注正样本的趋势,平衡掉负样本数量远大于正样本的影响

相关推荐
一只大侠4 分钟前
字符矩阵里面找单词:牛客字符框:JAVA
线性代数·算法·矩阵
远洋录5 分钟前
前端部署实战:从人工发布到全自动化流程
前端·人工智能·react
福大大架构师每日一题11 分钟前
36.2 内置的k8s采集任务分析
算法·贪心算法·kubernetes·prometheus
sweetheart7-729 分钟前
LeetCode5. 最长回文子串(2024冬季每日一题 35)
c++·算法·leetcode·动态规划·力扣
AI军哥1 小时前
YOLO指标分析
人工智能·yolo·机器学习
涵涵子RUSH1 小时前
预处理内容
开发语言·c++·算法
懂IT的嵌入式工程师1 小时前
让人工智能帮我写一个矩阵按键扫描程序
人工智能·矩阵按键扫描·人工智能写代码
mucheni1 小时前
迅为瑞芯微RK3562开发板/核心板内置独立NPU, 算力达 1TOPS,可用于轻量级人工智能应用
人工智能
FranYeCisco1 小时前
C++基础:操作符
数据结构·c++·算法
叫我东方小巴黎1 小时前
【深度学习基础】Windows实时查看GPU显存占用、功耗、进程状态
人工智能·深度学习