yolov4 loss计算公式

yolov4输出三个尺度的预测向量,计算损失时是在每一层分别计算然后求的平均值,但并不是直接除以3,具体可查看代码。以下计算每一层的loss用到的公式:
yolov4loss
在这里插入图片描述

### YOLOv7 的计算公式与推导 YOLOv7 是一种高效的实时目标检测算法,其核心在于通过优化网络结构和损失函数设计来提升性能。以下是关于 YOLOv7 损失函数及其公式的详细介绍。 #### 1. 分类损失 (Classification Loss) 分类损失用于衡量模型预测的类别分布与实际标签之间的差异。在 YOLOv7 中,这一部分采用 **交叉熵损失函数** 来完成: \[ L_{cls} = - \sum_{i=0}^{N} y_i \log(\hat{y}_i) \] 其中: - \( N \) 表示类别总数; - \( y_i \) 是第 \( i \) 类别的真实标签(one-hot 编码形式),如果该物体属于此类别,则取值为 1,否则为 0; - \( \hat{y}_i \) 是模型对该类别的预测概率[^1]。 这种损失函数能够有效评估预测的概率分布是否接近真实的分布。 #### 2. 回归损失 (Regression Loss) 回归损失主要用于调整边界框的位置和大小。YOLOv7 使用的是 **均方误差损失函数** 来最小化预测边界框坐标 (\( \hat{x}, \hat{y}, \hat{w}, \hat{h} \)) 和真实边界框坐标 (\( x, y, w, h \)) 之间的差距: \[ L_{reg} = \frac{1}{N} \sum_{i=0}^{N} ||b_i - \hat{b}_i||_2^2 \] 这里: - \( b_i = (x, y, w, h) \) 表示真实边界框的中心位置以及宽高; - \( \hat{b}_i = (\hat{x}, \hat{y}, \hat{w}, \hat{h}) \) 则表示预测的边界框参数; - \( || \cdot ||_2^2 \) 表示欧几里得距离平方。 #### 3. 总体损失函数 总体损失函数综合了上述两部分,并可能加入其他正则项或权重因子以平衡不同类型的错误贡献: \[ L_{total} = L_{cls} + \lambda_{reg} L_{reg} \] 这里的超参数 \( \lambda_{reg} \) 控制着回归损失相对于分类损失的重要性程度。 #### 4. 算法实现概述 为了更好地理解如何实现这些理论上的概念,在 Python 下面给出了一种简单的伪代码版本展示如何训练阶段更新权重的过程: ```python import torch.nn as nn class YOLOv7Loss(nn.Module): def __init__(self, lambda_reg=5.0): super(YOLOv7Loss, self).__init__() self.lambda_reg = lambda_reg def forward(self, predictions, targets): # 假设predictions已经包含了所有的输出信息 pred_cls, pred_boxes = predictions # 获取target中的ground truth数据 true_cls, true_boxes = targets # 计算分类损失 cls_loss_fn = nn.CrossEntropyLoss() classification_loss = cls_loss_fn(pred_cls, true_cls.long()) # 计算回归损失 reg_loss_fn = nn.MSELoss() regression_loss = reg_loss_fn(pred_boxes, true_boxes) total_loss = classification_loss + self.lambda_reg * regression_loss return total_loss ``` 以上代码片段定义了一个自定义 PyTorch 模块 `YOLOv7Loss` ,它实现了前面提到过的两种基本类型损失并返回最终加权后的总损失值。 ---
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