机器学习常用特征相似度或距离度量【Pytorch实现】

本文介绍了如何在PyTorch中计算特征向量的余弦相似度、不同范数(F范数、L1和L∞)以及KL散度,包括针对三维矩阵的扩展方法。通过实例演示了这些技术在深度学习中的应用和计算步骤。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

余弦相似度、特征距离、KL散度计算

import torch

feat1 = torch.randn((3, 4))
feat2 = torch.randn((3, 4))

# ==========cosine相似度===============
a_norm = torch.linalg.norm(feat1, dim=1)
b_norm = torch.linalg.norm(feat2, dim=1)
cos = ((feat1 * feat2).sum(dim=(-2, -1)) / (a_norm * b_norm)).mean()
cos = 0.5 * cos + 0.5   # [-1, 1]  --> [0, 1]

# ==========矩阵范数===============
lfro = torch.linalg.norm(feat1 - feat2, dim=-1).mean()	# F范数
l1 = torch.linalg.norm(feat1 - feat2, dim=-1, ord=1).mean()
linf_max = torch.linalg.norm(feat1 - feat2, dim=-1, ord=float('inf')).mean()
linf_min = torch.linalg.norm(feat1 - feat2, dim=-1, ord=-float('inf')).mean()

# ==========KL散度===============
kl = torch.nn.functional.kl_div(feat1.softmax(dim=-1).log(), feat2.softmax(dim=-1), reduction='batchmean')	# 'mean'
kl2 = torch.nn.functional.kl_div(feat1.softmax(dim=-1).log(), feat2.softmax(dim=-1), reduction='sum')

若为三维矩阵:batch * channel * feature,则

import torch

feat1 = torch.randn((2, 3, 4))
feat2 = torch.randn((2, 3, 4))

# ==========cosine相似度===============
a_norm = torch.linalg.norm(feat1, dim=(-2, -1))
b_norm = torch.linalg.norm(feat2, dim=(-2, -1))
cos = ((feat1 * feat2).sum(dim=(-2, -1)) / (a_norm * b_norm)).mean()
cos = 0.5 * cos + 0.5   # [-1, 1]  --> [0, 1]

# ==========矩阵范数===============
lfro = torch.linalg.norm(feat1 - feat2, dim=(-2, -1)).mean()	# F范数
l1 = torch.linalg.norm(feat1 - feat2, dim=(-2, -1), ord=1).mean()
linf_max = torch.linalg.norm(feat1 - feat2, dim=(-2, -1), ord=float('inf')).mean()
linf_min = torch.linalg.norm(feat1 - feat2, dim=(-2, -1), ord=-float('inf')).mean()

# ==========KL散度===============
kl = torch.nn.functional.kl_div(feat1.softmax(dim=-1).log(), feat2.softmax(dim=-1), reduction='batchmean')	# 'mean'
kl2 = torch.nn.functional.kl_div(feat1.softmax(dim=-1).log(), feat2.softmax(dim=-1), reduction='sum')

Reference

Pytorch范数文档
向量与矩阵的范数
向量余弦相似度
KL散度

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值