小土堆-pytorch-神经网络-损失函数与反向传播_笔记

简介: 在使用损失函数时,关键在于匹配输入和输出形状。例如,在L1Loss中,输入形状中的N代表批量大小。以下是具体示例:对于相同形状的输入和目标张量,L1Loss默认计算差值并求平均;此外,均方误差(MSE)也是常用损失函数。实战中,损失函数用于计算模型输出与真实标签间的差距,并通过反向传播更新模型参数。

在使用lossfuntion的时候,只需要关注输入形状和输出形状

L1Loss

关注点是输入形状:N是batch_size大小
image.png

一个具体的使用案例

L1Loss1 默认分别做差,加和计算平均值

import torch
from torch.nn import L1Loss

inputs=torch.tensor([1,2,3],dtype=torch.float32)        #在使用L1Loss的过程中,是需要变量的浮点类型的            #输入
targets=torch.tensor([1,2,5],dtype=torch.float32)        #目标

inputs=torch.reshape(inputs,(1,1,1,3))
targets=torch.reshape(targets,(1,1,1,3))

loss=L1Loss()
result=loss(inputs,targets)
print(result)

运行结果截图:
image.png

不计算平均值


import torch
from torch.nn import L1Loss

inputs=torch.tensor([1,2,3],dtype=torch.float32)        #在使用L1Loss的过程中,是需要变量的浮点类型的            #输入
targets=torch.tensor([1,2,5],dtype=torch.float32)        #目标

inputs=torch.reshape(inputs,(1,1,1,3))
targets=torch.reshape(targets,(1,1,1,3))

loss=L1Loss(reduction='sum')
result=loss(inputs,targets)
print(result)

运行结果截图:
image.png

MSELOSS 均方误差

均方误差是常用的

实战LossFunction

未加lossfunction

import torch
import torchvision
from torch import nn
from torch.nn import Conv2d, MaxPool2d, Flatten, Linear, Sequential
from torch.utils.data import DataLoader
from torch.utils.tensorboard import SummaryWriter

# 数据集
dataset=torchvision.datasets.CIFAR10("../data",train=False,transform=torchvision.transforms.ToTensor(),download=True)

dataLoader=DataLoader(dataset,batch_size=1)

class Tudui(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Tudui, self).__init__()
        self.model1 = Sequential(
            Conv2d(3, 32, 5, padding=2),
            MaxPool2d(2),
            Conv2d(32, 32, 5, padding=2),
            MaxPool2d(2),
            Conv2d(32, 64, 5, padding=2),
            MaxPool2d(2),
            Flatten(),
            Linear(1024, 64),
            Linear(64, 10)
        )

    def forward(self,x):
        x=self.model1(x)
        return x

tudui=Tudui()
for data in dataLoader:
    imgs,targets=data
    outputs=tudui(imgs)
    print(outputs)
    print(targets)

输出10个类别的概率
运行结果截图:
image.png

加入lossfunction

lossfunction作用一 计算实际输出与目标之间的差距

import torch
import torchvision
from torch import nn
from torch.nn import Conv2d, MaxPool2d, Flatten, Linear, Sequential
from torch.utils.data import DataLoader
from torch.utils.tensorboard import SummaryWriter

# 数据集
dataset=torchvision.datasets.CIFAR10("../data",train=False,transform=torchvision.transforms.ToTensor(),download=True)

dataLoader=DataLoader(dataset,batch_size=1)

class Tudui(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Tudui, self).__init__()
        self.model1 = Sequential(
            Conv2d(3, 32, 5, padding=2),
            MaxPool2d(2),
            Conv2d(32, 32, 5, padding=2),
            MaxPool2d(2),
            Conv2d(32, 64, 5, padding=2),
            MaxPool2d(2),
            Flatten(),
            Linear(1024, 64),
            Linear(64, 10)
        )


    def forward(self,x):
        x=self.model1(x)
        return x
loss=nn.CrossEntropyLoss()
tudui=Tudui()
for data in dataLoader:
    imgs,targets=data
    outputs=tudui(imgs)
    result_loss=loss(outputs,targets)
    print(result_loss)

运行结果截图:
image.png

lossfunction作用二 为我们更新提供一定的依据(反向传播)

加入梯度下降

import torch
import torchvision
from torch import nn
from torch.nn import Conv2d, MaxPool2d, Flatten, Linear, Sequential
from torch.utils.data import DataLoader
from torch.utils.tensorboard import SummaryWriter

# 数据集
dataset=torchvision.datasets.CIFAR10("../data",train=False,transform=torchvision.transforms.ToTensor(),download=True)

dataLoader=DataLoader(dataset,batch_size=1)

class Tudui(nn.Module):
    def __init__(self):
        super(Tudui, self).__init__()
        self.model1 = Sequential(
            Conv2d(3, 32, 5, padding=2),
            MaxPool2d(2),
            Conv2d(32, 32, 5, padding=2),
            MaxPool2d(2),
            Conv2d(32, 64, 5, padding=2),
            MaxPool2d(2),
            Flatten(),
            Linear(1024, 64),
            Linear(64, 10)
        )


    def forward(self,x):
        x=self.model1(x)
        return x
loss=nn.CrossEntropyLoss()
tudui=Tudui()
for data in dataLoader:
    imgs,targets=data
    outputs=tudui(imgs)
    result_loss=loss(outputs,targets)
    result_loss.backward()
    print("ok")

在debug中梯度会更新

相关文章
|
22天前
|
机器学习/深度学习 PyTorch 算法框架/工具
PyTorch 中的动态计算图:实现灵活的神经网络架构
【8月更文第27天】PyTorch 是一款流行的深度学习框架,它以其灵活性和易用性而闻名。与 TensorFlow 等其他框架相比,PyTorch 最大的特点之一是支持动态计算图。这意味着开发者可以在运行时定义网络结构,这为构建复杂的模型提供了极大的便利。本文将深入探讨 PyTorch 中动态计算图的工作原理,并通过一些示例代码展示如何利用这一特性来构建灵活的神经网络架构。
43 1
|
1月前
|
机器学习/深度学习 人工智能 PyTorch
【深度学习】使用PyTorch构建神经网络:深度学习实战指南
PyTorch是一个开源的Python机器学习库,特别专注于深度学习领域。它由Facebook的AI研究团队开发并维护,因其灵活的架构、动态计算图以及在科研和工业界的广泛支持而受到青睐。PyTorch提供了强大的GPU加速能力,使得在处理大规模数据集和复杂模型时效率极高。
156 59
WK
|
4天前
|
机器学习/深度学习 算法
神经网络的反向传播是什么
反向传播(Backpropagation)是用于训练神经网络的一种关键算法,其目标是通过计算损失函数关于网络参数的梯度来优化这些参数,从而提升网络性能。该算法包括前向传播和反向传播两个阶段:前者计算预测结果与损失值,后者利用链式法则逐层计算梯度以更新权重和偏置。作为深度学习中最常用的优化方法之一,反向传播广泛应用于多种神经网络模型中,通过不断迭代改进模型的预测准确性和泛化能力。
WK
12 5
|
2天前
|
机器学习/深度学习 自动驾驶 搜索推荐
深度学习之探索神经网络、感知器与损失函数
在当今的数字化时代,深度学习作为一种强大的机器学习技术,正在迅速改变着我们的生活方式。无论是智能推荐系统、自动驾驶车辆还是语音识别应用,深度学习都在背后默默地发挥作用。
9 1
|
22天前
|
机器学习/深度学习 PyTorch 算法框架/工具
PyTorch中的自动微分机制:深入理解反向传播
【8月更文第27天】PyTorch 是一个强大的机器学习框架,它因其灵活性和易用性而受到广泛欢迎。其中一个关键特性就是它的自动微分机制,这个机制使得 PyTorch 能够自动计算任何张量操作的梯度,这对于训练深度学习模型至关重要。本文将详细介绍 PyTorch 中自动微分机制的工作原理,并通过具体的代码示例来展示如何使用这一机制来实现反向传播。
33 1
WK
|
9天前
|
机器学习/深度学习
在神经网络的反向传播中,Tanh和Sigmoid哪个更快
在神经网络反向传播中,Tanh与Sigmoid函数的速度差异并无定论,受网络结构、数据特性及参数设置影响。Sigmoid在远离零时易导致梯度消失,而Tanh因输出范围为(-1, 1)且以0为中心,能更好地缓解此问题,理论上训练速度更快。两者计算复杂度相近,现代硬件优化使这一差距不明显。实际应用中,Sigmoid常用于二分类输出层,Tanh则适用于隐藏层以加速收敛并减少权重更新偏向。随着深度学习发展,ReLU等新激活函数因高效性和轻度梯度消失问题成为主流选择。综合来看,Tanh可能比Sigmoid稍快,但需根据具体任务和网络结构选择。
WK
16 0
|
20天前
|
机器学习/深度学习 PyTorch 测试技术
深度学习入门:使用 PyTorch 构建和训练你的第一个神经网络
【8月更文第29天】深度学习是机器学习的一个分支,它利用多层非线性处理单元(即神经网络)来解决复杂的模式识别问题。PyTorch 是一个强大的深度学习框架,它提供了灵活的 API 和动态计算图,非常适合初学者和研究者使用。
33 0
|
22天前
|
机器学习/深度学习 PyTorch 编译器
PyTorch 与 TorchScript:模型的序列化与加速
【8月更文第27天】PyTorch 是一个非常流行的深度学习框架,它以其灵活性和易用性而著称。然而,当涉及到模型的部署和性能优化时,PyTorch 的动态计算图可能会带来一些挑战。为了解决这些问题,PyTorch 引入了 TorchScript,这是一个用于序列化和优化 PyTorch 模型的工具。本文将详细介绍如何使用 TorchScript 来序列化 PyTorch 模型以及如何加速模型的执行。
34 4
|
20天前
|
机器学习/深度学习 边缘计算 PyTorch
PyTorch 与边缘计算:将深度学习模型部署到嵌入式设备
【8月更文第29天】随着物联网技术的发展,越来越多的数据处理任务开始在边缘设备上执行,以减少网络延迟、降低带宽成本并提高隐私保护水平。PyTorch 是一个广泛使用的深度学习框架,它不仅支持高效的模型训练,还提供了多种工具帮助开发者将模型部署到边缘设备。本文将探讨如何将PyTorch模型高效地部署到嵌入式设备上,并通过一个具体的示例来展示整个流程。
73 1
|
22天前
|
机器学习/深度学习 自然语言处理 PyTorch
PyTorch与Hugging Face Transformers:快速构建先进的NLP模型
【8月更文第27天】随着自然语言处理(NLP)技术的快速发展,深度学习模型已经成为了构建高质量NLP应用程序的关键。PyTorch 作为一种强大的深度学习框架,提供了灵活的 API 和高效的性能,非常适合于构建复杂的 NLP 模型。Hugging Face Transformers 库则是目前最流行的预训练模型库之一,它为 PyTorch 提供了大量的预训练模型和工具,极大地简化了模型训练和部署的过程。
50 2