pytorch 交叉熵损失 出现nan

在深度学习中,由于.sqrt()操作可能导致梯度消失或爆炸,从而在训练过程中出现nan损失。问题在于开方运算在反向传播时会使分母可能接近0。解决方法包括避免使用开方或在开方项添加小的正数以防止除以零。例如,通过添加1e-8防止分母为零,或者完全避免开方操作以消除潜在的梯度稳定性问题。

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

1. 问题描述

代码如下:

norm_ff = ff / (ff**2).sum(0, keepdim=True).sqrt()
coef_mat = torch.mm(norm_ff.t(), norm_ff)
coef_mat.div_(self.tau2)
L_fd = F.cross_entropy(coef_mat, y)

这是因为计算图中存在.sqrt(),这样会导致在第一个iteration之后出现nan,第一次iteration之内,还是可以看到loss不为nan的。

2. 解决方法

2.1 不开方,因为开方的求导会出现在分母上,因此需要避免分母为0!
2.2 norm_ff = ff / ((ff**2).sum(0, keepdim=True) + 1e-8).sqrt() .给sqrt()项加一个很小的余项。

### 解决交叉熵损失函数初始化为NaN的方法 在深度学习中遇到交叉熵损失函数初始化为`NaN`的情况通常是由于数值不稳定引起的。具体原因可能涉及输入数据范围不当、权重初始化不合理或优化过程中梯度爆炸等问题。 #### 数据预处理 确保输入到模型的数据已经经过适当归一化,使得特征值处于合理范围内可以有效防止因极端值引发的计算溢出。对于图像分类任务而言,常见的做法是将像素强度缩放到\[0, 1\]之间或是标准化至均值为0、方差为1的标准正态分布[^1]。 #### 权重初始化调整 合理的参数初始化有助于加速收敛并减少训练初期可能出现的异常情况。针对Softmax加CrossEntropy组合使用的场景下,建议采用Xavier/Glorot均匀分布或He正常分布来设定网络各层初始权值。 #### 防止log(0) 当预测概率接近于零时,取自然对数会导致结果趋向负无穷大,进而造成最终输出变为未定义(`NaN`)。为了避免这种情况发生,在实现自定义版本的交叉熵损失时可以在内部逻辑里加入一个小常量ε(比如1e-8),即改为计算-log(p+ε),以此保障数学运算的安全性。 #### 使用稳定版API 现代框架如PyTorch提供了内置的支持多类别分类问题且具备良好数值属性的接口——`nn.CrossEntropyLoss()`,它能够自动处理标签平滑以及忽略索引等功能,并且通过融合了LogSoftmax操作实现了更稳定的前向传播过程。 ```python import torch.nn as nn criterion = nn.CrossEntropyLoss() output = model(input_data) # 假设model返回的是未经变换的原始分数 loss = criterion(output, target_labels) ``` 此外,还需关注其他可能导致此现象的因素,例如批次大小设置得过大可能会引起内存不足错误而间接影响到数值稳定性;另外就是要注意检查是否存在死神经元或者饱和激活单元带来的梯度消失/爆炸隐患[^2]。
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