8.paddlepaddle之loss损失函数自定义

本文介绍了如何在PaddlePaddle中自定义损失函数,通过十行代码实现了一个结合交叉熵和均方误差的二分类问题损失函数,并在MNIST数据集上验证了该自定义损失函数在深度学习模型训练中的应用。

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1.前言

损失函数是是用来估量你模型的预测值f(x)与真实值Y的不一致程度。

不同的损失函数对模型拟合会有不同的效果,损失函数越小,一般模型的鲁棒性就越好。

在深度学习中,我们经常需要调整损失函数来达到一些效果倾斜的目的。

2.十行代码自定义损失函数

import paddle
class MyLoss(paddle.nn.Layer):
    def __init__(self):
        super().__init__()

    def forward(self, x, label):
        # 使用paddle内置的cross_entropy算子实现算法
        loss = paddle.nn.functional.cross_entropy(x,label)
        label = paddle.cast(label[0],dtype='float32')
        loss1 = paddle.nn.functional.square_error_cost(x[:,1],label)
        loss = 0.7*loss + 0.3*loss1
        return loss

如上,一个二分类问题,我们即使用了交叉熵损失,又使用了均方损失,并赋予两个损失不同的权重。

由于交叉熵损失与均方损失需要的输入不一样,所以对label进行了cast处理。

下面验证一下:

myloss = MyLoss()
x = paddle.to_tensor([[0.0,0.9]])
label = paddle.to_tensor([[1]])
loss = myloss(x,label)
print(loss)
loss.backward()

打印结果:Tensor(shape=[1], dtype=float32, place=Place(cpu), stop_gradie

### YOLO训练过程中损失函数的观察与可视化 在YOLO(You Only Look Once)目标检测框架的训练过程中,监控和分析损失函数的变化对于评估模型性能至关重要。以下是关于如何查看和可视化的具体方法: #### 使用自定义损失函数 如果不想依赖特定框架(如PaddlePaddle),可以手动实现损失函数并将其集成到训练流程中。例如,在YOLOv3的训练中,可以通过替换默认的`paddle.vision.ops.yolo_loss(...)`为自定义实现的损失计算逻辑[^1]。这样不仅可以更好地理解损失函数的工作原理,还可以灵活调整其参数。 #### 集成回调机制记录日志 为了更方便地跟踪训练过程中的各项指标变化,通常会引入回调机制来保存中间结果。例如,通过`add_swanlab_callback`这样的工具,可以在每次迭代结束后自动记录当前状态的数据,并上传至云端平台以便后续分析[^2]。这种方法特别适合分布式环境下的大规模实验管理。 #### 结果文件解析与绘图展示 完成一轮完整的训练之后,大多数版本的YOLO都会生成名为`results.csv`的结果文件,其中包含了每轮epoch对应的各类统计数值,包括但不限于总损失值以及各个子项分量的具体表现情况。利用Python标准库或者第三方包matplotlib/seaborn等加载这些数据后即可绘制趋势曲线图表来进行直观比较[^3]。需要注意的是,当指定路径下找不到相应CSV文档时,则提示“No results.csv files found...”。 ```python import pandas as pd import matplotlib.pyplot as plt # 加载 CSV 数据 data = pd.read_csv('path/to/results.csv') # 提取感兴趣的列 epochs = data['epoch'] total_loss = data['train/box_loss'] + data['train/obj_loss'] + data['train/cls_loss'] # 绘制图形 plt.figure(figsize=(10, 6)) plt.plot(epochs, total_loss, label='Total Loss') plt.xlabel('Epochs') plt.ylabel('Loss Value') plt.title('Training Loss Over Time') plt.legend() plt.grid(True) plt.show() ``` 上述脚本展示了基本的操作步骤:先读取存储有历史记录信息的表格资料;接着挑选出代表整体损耗程度的那一部分序列;最后调用Matplotlib库里的功能制作折线图呈现出来供研究者审阅判断。
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