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
|
10月前
|
机器学习/深度学习 存储 算法
NoProp:无需反向传播,基于去噪原理的非全局梯度传播神经网络训练,可大幅降低内存消耗
反向传播算法虽是深度学习基石,但面临内存消耗大和并行扩展受限的问题。近期,牛津大学等机构提出NoProp方法,通过扩散模型概念,将训练重塑为分层去噪任务,无需全局前向或反向传播。NoProp包含三种变体(DT、CT、FM),具备低内存占用与高效训练优势,在CIFAR-10等数据集上达到与传统方法相当的性能。其层间解耦特性支持分布式并行训练,为无梯度深度学习提供了新方向。
506 1
NoProp:无需反向传播,基于去噪原理的非全局梯度传播神经网络训练,可大幅降低内存消耗
|
11月前
|
机器学习/深度学习 JavaScript PyTorch
9个主流GAN损失函数的数学原理和Pytorch代码实现:从经典模型到现代变体
生成对抗网络(GAN)的训练效果高度依赖于损失函数的选择。本文介绍了经典GAN损失函数理论,并用PyTorch实现多种变体,包括原始GAN、LS-GAN、WGAN及WGAN-GP等。通过分析其原理与优劣,如LS-GAN提升训练稳定性、WGAN-GP改善图像质量,展示了不同场景下损失函数的设计思路。代码实现覆盖生成器与判别器的核心逻辑,为实际应用提供了重要参考。未来可探索组合优化与自适应设计以提升性能。
994 7
9个主流GAN损失函数的数学原理和Pytorch代码实现:从经典模型到现代变体
|
4月前
|
边缘计算 人工智能 PyTorch
130_知识蒸馏技术:温度参数与损失函数设计 - 教师-学生模型的优化策略与PyTorch实现
随着大型语言模型(LLM)的规模不断增长,部署这些模型面临着巨大的计算和资源挑战。以DeepSeek-R1为例,其671B参数的规模即使经过INT4量化后,仍需要至少6张高端GPU才能运行,这对于大多数中小型企业和研究机构来说成本过高。知识蒸馏作为一种有效的模型压缩技术,通过将大型教师模型的知识迁移到小型学生模型中,在显著降低模型复杂度的同时保留核心性能,成为解决这一问题的关键技术之一。
|
5月前
|
机器学习/深度学习 算法 PyTorch
【Pytorch框架搭建神经网络】基于DQN算法、优先级采样的DQN算法、DQN + 人工势场的避障控制研究(Python代码实现)
【Pytorch框架搭建神经网络】基于DQN算法、优先级采样的DQN算法、DQN + 人工势场的避障控制研究(Python代码实现)
157 1
|
5月前
|
机器学习/深度学习 算法 PyTorch
【DQN实现避障控制】使用Pytorch框架搭建神经网络,基于DQN算法、优先级采样的DQN算法、DQN + 人工势场实现避障控制研究(Matlab、Python实现)
【DQN实现避障控制】使用Pytorch框架搭建神经网络,基于DQN算法、优先级采样的DQN算法、DQN + 人工势场实现避障控制研究(Matlab、Python实现)
251 0
|
机器学习/深度学习 数据可视化 算法
PyTorch生态系统中的连续深度学习:使用Torchdyn实现连续时间神经网络
神经常微分方程(Neural ODEs)是深度学习领域的创新模型,将神经网络的离散变换扩展为连续时间动力系统。本文基于Torchdyn库介绍Neural ODE的实现与训练方法,涵盖数据集构建、模型构建、基于PyTorch Lightning的训练及实验结果可视化等内容。Torchdyn支持多种数值求解算法和高级特性,适用于生成模型、时间序列分析等领域。
617 77
PyTorch生态系统中的连续深度学习:使用Torchdyn实现连续时间神经网络
|
9月前
|
机器学习/深度学习 PyTorch 算法框架/工具
基于Pytorch 在昇腾上实现GCN图神经网络
本文详细讲解了如何在昇腾平台上使用PyTorch实现图神经网络(GCN)对Cora数据集进行分类训练。内容涵盖GCN背景、模型特点、网络架构剖析及实战分析。GCN通过聚合邻居节点信息实现“卷积”操作,适用于非欧氏结构数据。文章以两层GCN模型为例,结合Cora数据集(2708篇科学出版物,1433个特征,7种类别),展示了从数据加载到模型训练的完整流程。实验在NPU上运行,设置200个epoch,最终测试准确率达0.8040,内存占用约167M。
基于Pytorch 在昇腾上实现GCN图神经网络
|
9月前
|
机器学习/深度学习 算法 PyTorch
Perforated Backpropagation:神经网络优化的创新技术及PyTorch使用指南
深度学习近年来在多个领域取得了显著进展,但其核心组件——人工神经元和反向传播算法自提出以来鲜有根本性突破。穿孔反向传播(Perforated Backpropagation)技术通过引入“树突”机制,模仿生物神经元的计算能力,实现了对传统神经元的增强。该技术利用基于协方差的损失函数训练树突节点,使其能够识别神经元分类中的异常模式,从而提升整体网络性能。实验表明,该方法不仅可提高模型精度(如BERT模型准确率提升3%-17%),还能实现高效模型压缩(参数减少44%而无性能损失)。这一革新为深度学习的基础构建模块带来了新的可能性,尤其适用于边缘设备和大规模模型优化场景。
411 16
Perforated Backpropagation:神经网络优化的创新技术及PyTorch使用指南
|
9月前
|
机器学习/深度学习 搜索推荐 PyTorch
基于昇腾用PyTorch实现CTR模型DIN(Deep interest Netwok)网络
本文详细讲解了如何在昇腾平台上使用PyTorch训练推荐系统中的经典模型DIN(Deep Interest Network)。主要内容包括:DIN网络的创新点与架构剖析、Activation Unit和Attention模块的实现、Amazon-book数据集的介绍与预处理、模型训练过程定义及性能评估。通过实战演示,利用Amazon-book数据集训练DIN模型,最终评估其点击率预测性能。文中还提供了代码示例,帮助读者更好地理解每个步骤的实现细节。
|
9月前
|
机器学习/深度学习 自然语言处理 PyTorch
基于Pytorch Gemotric在昇腾上实现GAT图神经网络
本实验基于昇腾平台,使用PyTorch实现图神经网络GAT(Graph Attention Networks)在Pubmed数据集上的分类任务。内容涵盖GAT网络的创新点分析、图注意力机制原理、多头注意力机制详解以及模型代码实战。实验通过两层GAT网络对Pubmed数据集进行训练,验证模型性能,并展示NPU上的内存使用情况。最终,模型在测试集上达到约36.60%的准确率。

热门文章

最新文章

推荐镜像

更多