YOLOv1的损失函数详细解析

文章主要探讨了YOLOV1的损失函数组成,包括坐标、宽高、有物体和无物体的权重以及分类损失。作者指出网络证明了深度学习可将输入直接转化为边界框和类概率,并提醒读者注意网上资源中的错误信息,旨在提供准确的学习材料。

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参考文章链接:https://blog.youkuaiyun.com/Willjzq1/article/details/107362507/
YoloV1原论文链接:

写这篇文章的初衷,就是自己在学习的时候,看到网上的文章相互抄袭,也不管是不是对,对初学者很不友好,既然自己在看了,还是写一些勘误,以供后来者学习吧。

先放原文截图:
在这里插入图片描述
从公式我们可以看到,整个损失函数是有五部分组成的,这五部分我们可以进行简单的分类:
一二:对应的分别是对每个cell的坐标和宽高进行损失计算,其中需要注意的是前面有两个调节因子,默认 λcoord = 5和 λnoobj = .5,原文中作者的解释是对应的是有检测物和背景权重,加权有物体损失,减权背景损失。
三四:表征的是目标和背景的分类上的损失
五:表征的是分类的类别预测损失

引用原文的一张图,注意,下图的损失函数是错误的!!!!!!
在这里插入图片描述
YOLO构架最大的贡献是证明了深度学习网络就是输入矩阵到输出矩阵的变换,只要设计好了输出矩阵和损失函数,一切都可以由一个深度学习网络搞定!
YOLOv1就是典型的由图像像素矩阵,通过深度学习网络一次性转换为边界框坐标和类概率矩阵的范例,非常直观,非常容易理解!
在这里插入图片描述
此处,摘抄自https://www.jianshu.com/p/61fbec78ddee

### YOLOv5损失函数解析 YOLOv5继承并改进了YOLO系列模型中的损失计算方法。该模型采用多尺度检测机制,在不同特征图上预测目标边界框及其类别,从而提高检测精度。 #### 损失构成 YOLOv5的总损失由多个部分组成: - **定位损失 (Localization Loss)**:用于衡量预测框位置与真实框之间的偏差。此部分通过均方误差(MSE)度量中心坐标(x,y)以及宽度高度(w,h)[^2]。 - **置信度损失 (Confidence Loss)**:评估预测框内是否存在对象的概率估计准确性。对于正样本(即包含物体的目标框),期望输出接近1;而对于负样本,则应趋近于0。通常使用二元交叉熵作为此项损失函数[^1]。 - **分类损失 (Classification Loss)**:当某个网格单元负责预测某一类别的最佳候选框时,会利用交叉熵来量化其分类标签分布间的差异程度。这有助于区分不同的物体种类。 这些组件共同作用以优化网络参数,使得最终得到更精确的对象检测结果。值得注意的是,YOLOv5还在原有基础上引入了一些新的特性,比如CIoU损失替代原始IOU损失,进一步提升了边界的匹配效果[^3]。 ```python def compute_loss(predictions, targets): lbox = F.mse_loss(box_pred, box_target) # 定位损失 lobj = F.binary_cross_entropy_with_logits(obj_pred, obj_target) # 置信度损失 lcls = F.cross_entropy(cls_pred, cls_target) # 分类损失 return lbox + lobj + lcls ```
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