
本文介绍了一种处理不同形状批次损失的加权平均方法。当训练数据集中批次的样本数量不一致时,直接平均损失会导致偏差。通过计算每个批次的加权平均损失,并根据批次大小进行加权,可以更准确地反映整体训练效果。以下将详细介绍该方法及其实现。
在深度学习模型训练中,我们通常将数据集分成多个批次进行训练。然而,在某些情况下,例如处理变长序列数据时,每个批次的样本可能具有不同的形状。如果直接计算所有批次损失的平均值,会导致损失计算不准确,因为样本数量较少的批次对最终损失的影响更大。
为了解决上述问题,我们可以采用加权平均损失的方法。该方法的核心思想是:首先计算每个批次的平均损失,然后根据每个批次的样本数量对这些平均损失进行加权,最后计算加权平均损失作为最终的损失值。
具体步骤如下:
以下是一个使用 PyTorch 实现加权平均损失的示例代码:
import torch
# 模拟不同批次的损失
losses_perbatch = [torch.randn(8, 1), torch.randn(4, 1), torch.randn(2, 1)]
# 计算总样本数量
total_samples = sum([len(batch) for batch in losses_perbatch])
# 计算每个批次的加权平均损失
weighted_mean_perbatch = torch.tensor([batch.sum() for batch in losses_perbatch]) / total_samples
# 等价于:
# weighted_mean_perbatch = torch.tensor([batch.mean() * len(batch) for batch in losses_perbatch]) / total_samples
# 计算最终的加权平均损失
final_weighted_loss = sum(weighted_mean_perbatch)
print(f"最终加权平均损失: {final_weighted_loss}")代码解释:
将上述加权平均损失计算方法应用到原始的训练函数中,需要修改损失计算部分:
def training():
model.train()
train_mae = []
progress = tqdm(train_dataloader, desc='Training')
for batch_index, batch in enumerate(progress):
x = batch['x'].to(device)
x_lengths = batch['x_lengths'].to(device)
y = batch['y'].to(device)
y_type = batch['y_type'].to(device)
y_valid_indices = batch['y_valid_indices'].to(device)
# Zero Gradients
optimizer.zero_grad()
# Forward pass
y_first, y_second = model(x)
losses = []
batch_sizes = [] # 记录每个batch的有效样本数量
for j in range(len(x_lengths)):
x_length = x_lengths[j].item()
if y_type[j].item() == 0:
predicted = y_first[j]
else:
predicted = y_second[j]
actual = y[j]
valid_mask = torch.zeros_like(predicted, dtype=torch.bool)
valid_mask[:x_length] = 1
# Padding of -1 is removed from y
indices_mask = y[j].ne(-1)
valid_indices = y[j][indices_mask]
valid_predicted = predicted[valid_mask]
valid_actual = actual[valid_mask]
loss = mae_fn(valid_predicted, valid_actual, valid_indices)
losses.append(loss.sum()) # 存储loss的总和
batch_sizes.append(len(valid_indices)) # 存储有效样本的数量
# Backward pass and update
total_samples_in_batch = sum(batch_sizes)
weighted_losses = [loss / total_samples_in_batch * batch_size for loss, batch_size in zip(losses, batch_sizes)]
loss = sum(weighted_losses)
loss.backward()
optimizer.step()
train_mae.append(loss.detach().cpu().numpy())
progress.set_description(
f"mae: {loss.detach().cpu().numpy():.4f}"
)
# Return the average MAEs for y type
return (
np.mean(train_mae)
)关键修改点:
加权平均损失是一种有效的处理不同形状批次损失的方法。通过根据批次大小对损失进行加权,可以更准确地反映整体训练效果,并避免因样本数量差异造成的偏差。在实际应用中,可以根据具体情况对权重进行调整,以获得更好的训练效果。
以上就是处理不同形状批次的损失计算:加权平均损失方法的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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