人脸识别Loss损失函数

### 改进 YOLOv8 面部识别任务中的损失函数 在面部识别任务中,YOLOv8 的默认损失函数可能无法完全适应复杂的场景需求。为了优化其性能,可以引入 Quality Focal Loss (QFL)[^1] 或其他更适合分类和定位的任务特定损失函数。 #### QFL 的基本原理 Quality Focal Loss 是一种专门设计用于解决类别不平衡问题的损失函数。它不仅关注预测框的位置误差,还考虑了置信度的质量评估。具体来说,QFL 将二元交叉熵损失替换为一个更加平滑的形式,使得模型能够更好地处理正负样本之间的分布不均问题。 以下是实现 QFL 并将其集成到 YOLOv8 训练过程的关键部分: ```python import torch import torch.nn as nn class QualityFocalLoss(nn.Module): def __init__(self, beta=2.0, reduction='mean'): super(QualityFocalLoss, self).__init__() self.beta = beta self.reduction = reduction def forward(self, pred_scores, gt_scores): """ :param pred_scores: 模型预测的概率分数 [N, C] :param gt_scores: 地面真值概率分数 [N, C] :return: loss 值 """ # 计算 focal term 和 quality term pt = torch.where(gt_scores == 1, pred_scores, 1 - pred_scores) alpha_t = torch.ones_like(pred_scores) * ((gt_scores >= 1).float()) # 使用 smooth L1 来替代原始 BCEWithLogitsLoss ce_loss = -(torch.log(pt.clamp(min=1e-4))) pf = torch.pow(1 - pt, self.beta) qfl_loss = alpha_t * pf * ce_loss if self.reduction == 'mean': return qfl_loss.mean() elif self.reduction == 'sum': return qfl_loss.sum() else: return qfl_loss ``` 此代码定义了一个 `QualityFocalLoss` 类,可以直接作为自定义损失模块嵌入到 YOLOv8 中。需要注意的是,在实际部署过程中还需要调整锚框分配逻辑以及 NMS 后处理方式以匹配新的质量评分机制[^1]。 #### 修改 YOLOv8 的训练配置文件 要将上述 QFL 应用至 YOLOv8 的人脸识别项目中,通常需要编辑对应的 YAML 配置文档或者 Python 脚本内的参数设置项。例如更新如下字段: ```yaml loss: name: custom_qfl_loss # 自定义名称便于区分原生版本 weight_box: 0.05 # 边界框回归权重比例调节 weight_cls: 1.0 # 分类分支的重要性系数设定 weight_obj: 1.0 # 对象性得分贡献程度指定 ``` 同时确保加载新编写的 PyTorch 层次结构,并验证整个流水线能否正常运作无误之后再投入正式环境测试阶段。 --- ###
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