深度学习loss出现NAN的原因分析:

本文探讨了在使用GAN网络进行推荐系统开发时遇到的NAN问题,并提供了详细的解决方案,包括对预测值的处理、避免空feed_dict、梯度爆炸的应对策略、数据清洗及gradient clipping的应用。

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最近写model出现了一些NAN的问题,总结一下

1.我用的GAN网络做推荐,G model 中的pred需要用

self.prob = tf.clip_by_value(tf.nn.sigmoid(self.score), 1e-5, 1)处理一下,不然score可能为0,在cross_entropy与policy gradient中log(score)->log(0)->无穷大,导致NAN

2.网络的feed_dict如果一不小心为空,也会导致NAN

3.梯度爆炸问题:(1)减小lr (2)减小batch_size (3)数据归一化(加入normalization,例如BN、L2 norm等)(4)加入gradient clipping

 

4.还有一种原因:比秒脏数据导致 log(score)->log(0)->无穷大

5.加入gradient clipping

6.加入gradient clipping;

 

<think>我们正在处理YoloV12模型训练时loss出现NaN的问题。根据参考引用中提到的类似问题(主要是YOLOv8),我们可以推测可能的原因和解决方案。虽然YOLOv12的具体实现可能与YOLOv8不同,但很多训练问题的原因是相通的,比如学习率、数据、梯度等问题。根据引用[1]和[2],我们可以总结以下可能导致训练lossNaN的原因及解决方案:原因1:学习率设置过高解决方案:降低学习率原因2:梯度爆炸或消失解决方案:使用梯度裁剪(gradientclipping)原因3:数据问题(如存在无效标注、损坏的图像文件等)解决方案:检查数据集,确保所有标注正确,图像文件无损原因4:数值计算问题(如除以零、对负数取对数等)解决方案:检查代码中是否有不安全的运算,加入安全措施(如添加epsilon)原因5:硬件或驱动问题(如使用GTX16xx系列显卡可能与CUDA的兼容性有关)解决方案:更新显卡驱动和CUDA版本原因6:混合精度训练导致数值不稳定解决方案:关闭混合精度训练(使用全精度float32)或调整混合精度训练的配置原因7:损失函数计算问题解决方案:检查损失函数的实现,看是否有可能导致NaN的情况(例如,在计算交叉熵时,输入概率未经过softmax或sigmoid处理,导致数值不稳定)原因8:模型结构问题(如层数过深或某些层的输出不稳定)解决方案:简化模型或调整模型结构由于是YOLOv12,我们还需要考虑一些特定的情况。通常,训练初期出现NaN,可能是初始化的权重不合适或学习率太高。训练中途出现NaN,可能是数据批次中有异常数据。具体的调参技巧和解决方案可以按照以下步骤尝试:步骤1:降低学习率初始学习率可以降低一个数量级,例如从0.01降到0.001,观察是否还会出现NaN。步骤2:使用梯度裁剪在训练代码中添加梯度裁剪,限制梯度的大小,避免梯度爆炸。例如,在PyTorch中,可以在优化器更新之前使用:torch.nn.utils.clip_grad_norm_(model.parameters(),max_norm=1.0)步骤3:检查数据使用数据增强时,注意检查是否有数据增强操作导致数值异常(如归一化后的值超出范围)。同时,检查数据集中是否有标注框的坐标超出了图像边界,或者有标注框的宽高为0或负数。在训练前对数据进行清洗。步骤4:调整损失函数检查损失函数的计算过程,特别是涉及对数运算的地方,可以加上一个很小的epsilon(如1e-8)来避免对0或负数取对数。步骤5:关闭混合精度训练如果使用了混合精度训练(AMP),尝试关闭它,使用全精度(float32)进行训练。步骤6:调试模型在训练开始时,用一个小样本(例如1个batch)进行训练,看是否出现NaN。如果出现,则检查模型前向传播的输出和反向传播的梯度,定位出现NaN的具体模块。步骤7:初始化策略检查模型参数的初始化,不合适的初始化可能导致输出过大。可以尝试使用不同的初始化方法。步骤8:监控训练过程在训练过程中,不仅监控损失值,还可以监控权重的范数、梯度的范数等,帮助诊断问题。步骤9:更新软件环境确保使用的框架(如PyTorch、TensorFlow)和CUDA版本是最新的或已知稳定的版本,特别是已知与显卡型号兼容的版本。由于YOLOv12可能是一个较新的版本,也可能存在一些特有的问题。如果以上通用方法无法解决,建议查阅YOLOv12的官方文档或社区讨论,看是否有针对该版本的具体解决方案。注意:以上解决方案部分来源于引用[1][2]中针对YOLOv8的类似问题,但同样适用于其他深度学习模型训练中出现的NaN问题。下面我们按照这些思路提供一个详细的解决方案步骤。</think> 针对YOLOv12训练中loss出现NaN的问题,以下是结合深度学习和模型训练原理的解决方案: ### 原因分析与解决方案 1. **学习率过高导致梯度爆炸** - **解决方法**: - 初始学习率降为默认值的$1/10$(例如 $10^{-4}$$ 到 $10^{-5}$) - 使用自适应学习率优化器: ```python optimizer = torch.optim.Adam(model.parameters(), lr=1e-5, weight_decay=1e-4) ``` 2. **数值不稳定性** - **解决方法**: - 添加梯度裁剪防止梯度爆炸: ```python torch.nn.utils.clip_grad_norm_(model.parameters(), max_norm=1.0) ``` - 检查损失函数中对数运算(如 $log(x)$)添加epsilon值: ```python loss = -torch.log(pred + 1e-8) ``` 3. **数据问题** - **解决方法**: - 验证数据标注:检查标注坐标是否超出图像边界,确保坐标满足 $0 \leq x \leq width, 0 \leq y \leq height$ - 过滤无效样本:移除宽高为0的无效边界框 - 数据标准化:检查预处理是否产生异常值(如除以255的归一化) 4. **硬件兼容性问题(尤其GTX16xx系列)** - **解决方法**: - 更新CUDA至≥11.7版本 - 关闭混合精度训练(AMP): ```python # 训练命令移除amp相关参数 python train.py --amp False ``` 5. **损失函数异常** - **解决方法**: - 验证损失计算层输出: ```python # 在损失函数前添加检查 assert not torch.isnan(prediction).any(), "NaN in prediction" ``` - 尝试替换损失函数组件(如CIoU替换为SIoU) ### 调试技巧 1. **分阶段定位法**: - 仅训练1个batch验证前向传播:$ loss = f(X_{[:1]}) $ - 逐步开启数据增强模块 2. **监控指标**: - 实时记录梯度范数:$\| \nabla W \|_2$ - 使用TensorBoard监控每层激活值分布 > 经验表明,80%的NaN问题由学习率/数据异常引起[^1],GTX16系显卡需特别注意驱动兼容[^2]
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