[tensorflow损失函数系列]sigmoid_cross_entropy_with_logits
[tensorflow损失函数系列]sigmoid_cross_entropy_with_logits
演化计算与人工智能
发布于 2020-08-14 10:48:56
发布于 2020-08-14 10:48:56
函数定义
def sigmoid_cross_entropy_with_logits(_sentinel=None, # pylint: disable=invalid-name,labels=None, logits=None,name=None):函数意义
- 这个函数的作用是计算经sigmoid 函数激活之后的交叉熵。
- 为了描述简洁，我们规定 x = logits，z = targets，那么 Logistic 损失值为：
- 对于x<0的情况,为了执行的稳定,使用计算式:
- 为了确保计算稳定，避免溢出，真实的计算实现如下：
- logits 和 targets 必须有相同的数据类型和数据维度。
- 它适用于每个类别相互独立但互不排斥的情况,在一张图片中，同时包含多个分类目标（大象和狗），那么就可以使用这个函数。
例子
import numpy as np
import tensorflow as tf
input_data = tf.Variable(np.random.rand(1, 3), dtype=tf.float32)
# np.random.rand()传入一个shape,返回一个在[0,1)区间符合均匀分布的array
output = tf.nn.sigmoid_cross_entropy_with_logits(logits=input_data, labels=[[1.0, 0.0, 0.0]])
with tf.Session() as sess:
init = tf.global_variables_initializer()
sess.run(init)
print(sess.run(output))
# [[ 0.5583781 1.06925142 1.08170223]]输入与输出
输入
- _sentinel: 一般情况下不怎么使用的参数,可以直接保持默认使其为None
- logits: 一个Tensor。数据类型是以下之一：float32或者float64。
- targets: 一个Tensor。数据类型和数据维度都和 logits 相同。
- name: 为这个操作取个名字。输出
- 一个 Tensor ，数据维度和 logits 相同。
推导过程
设x = logits, z = labels.
- logistic loss 计算式为:
- 其中交叉熵(cross entripy)基本函数式
z * -log(sigmoid(x)) + (1 - z) * -log(1 - sigmoid(x))
= z * -log(1 / (1 + exp(-x))) + (1 - z) * -log(exp(-x) / (1 + exp(-x)))
= z * log(1 + exp(-x)) + (1 - z) * (-log(exp(-x)) + log(1 + exp(-x)))
= z * log(1 + exp(-x)) + (1 - z) * (x + log(1 + exp(-x))
= (1 - z) * x + log(1 + exp(-x))
= x - x * z + log(1 + exp(-x))对于x<0时,为了避免计算exp(-x)时溢出,我们使用以下这种形式表示
x - x * z + log(1 + exp(-x))
= log(exp(x)) - x * z + log(1 + exp(-x))
= - x * z + log(1 + exp(x))综合x>0和x<0的情况,我们使用以下函数式
注意logits和labels必须具有相同的type和shape
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原始发表：2020-04-09，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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