草庐IT

对抗生成网络(GAN)中的损失函数

L888666Q 2023-04-12 原文

目录

GAN的训练过程:

L1和L2损失函数的区别

基础概念

相同点

差异


GAN的训练过程:

1、先定义一个标签:real = 1,fake = 0。当然这两个值的维度是按照数据的输出来看的。再定义了两个优化器。用于生成器和判别器。

2、随机生成一个噪声z。将z作为生成器的输入,输出gen_imgs(假样本)。

3、计算生成器的损失

定义:生成器的损失为g_loss。损失函数为adverisal_loss()。判别器为discriminator()。

g_loss = adverisal_loss(discriminator(gen_imgs), real)
g_loss.backward()
optimizer_G.step()

可以看出来,g_loss是根据一个输出(将生成的样本作为输入的判别器的输出)与real的一个损失。

1)discriminator(gen_imgs) 的输出是个什么?
既然是判别器,意思就是判别gen_imgs是不是真样本。如果是用softmax输出,是一个概率,为真样本的概率。

2)g_loss = adverisal_loss(discriminator(gen_imgs), real)
计算g_loss就是判别器的输出与real的差距,让g_loss越来越小,就是让gen_imgs作为判别器的输出的概率更接近valid。就是让gen_imgs更像真样本。

3)要注意的是,这个g_loss用于去更新了生成器的权重。这个时候,判别器的权重并没有被更新。

4、分别把假样本和真样本都送入到判别器。

real_loss = adverisal_loss(discriminator(real_imgs), real)
fake_loss = adverisal_loss(discriminator(gen_imgs.detach()), fake)
d_loss = (real_loss + fake_loss) / 2
d_loss.backward()
optimizer_D.step()

real_loss是判别器去判别真样本的输出,让这个输出更接近与real。

fake_loss是判别器去判别假样本的输出,让这个输出更接近与fake。

d_loss是前两者的平均。

损失函数向后传播,就是为了让d_loss ---> 0。也就是让:

real_loss ---> 0 ===> 让判别器的输出(真样本概率)接近 real

fake_loss ---> 0 ===> 让判别器的输出(假样本概率)接近 fake

也就是说,让判别器按照真假样本的类别,分别按照不同的要求去更新参数。

5、损失函数的走向?

g_loss 越小,说明生成器生产的假样本作为判别器的输入的输出(概率)越接近real,就是生成的假样本越像真样本。

d_loss越小,说明判别器越能够将识别出真样本和假样本。

所以,最后是要让g_loss更小,d_loss更接近0.5。以至于d_loss最后为0.5的时候,达到最好的效果。这个0.5的意思就是:判别器将真样本全部识别正确,所以real_loss=0。把所有的生成的假样本识别错误(生成的样本很真),此时fake_loss = 1。最后的d_loss = 1/2。

补充:

L1和L2损失函数的区别

基础概念

    L1损失函数又称为MAE(mean abs error),即平均绝对误差,也就是预测值和真实值之间差值的绝对值。
    L2损失函数又称为MSE(mean square error),即平均平方误差,也就是预测值和真实值之间差值的平方。

相同点

    因为计算的方式类似,只有一个平方的差异,因此使用的场合都很相近,通常用于回归任务中。

差异

    1)L2没有L1鲁棒,直观来说,L2会将误差平方,如果误差大于1,则误差会被放大很多,因此模型会对异常样本更敏感,这样会牺牲许多正常的样本。当训练集中含有更多异常值的时候,L1会更有效。
    2)如果是图像重建任务,如超分辨率、深度估计、视频插帧等,L2会更加有效,这是由任务特性决定了,图像重建任务中通常预测值和真实值之间的差异不大,因此需要用L2损失来放大差异,进而指导模型的优化。
    3)L1的问题在于它的梯度在极值点会发生跃变,并且很小的差异也会带来很大的梯度,不利于学习,因此在使用时通常会设定学习率衰减策略。而L2作为损失函数的时候本身由于其函数的特性,自身就会对梯度进行缩放,因此有的任务在使用L2时甚至不会调整学习率,不过随着现在的行业认知,学习率衰减策略在很多场景中依然是获得更优模型的手段。
 

有关对抗生成网络(GAN)中的损失函数的更多相关文章

  1. ruby - 如何从 ruby​​ 中的字符串运行任意对象方法? - 2

    总的来说,我对ruby​​还比较陌生,我正在为我正在创建的对象编写一些rspec测试用例。许多测试用例都非常基础,我只是想确保正确填充和返回值。我想知道是否有办法使用循环结构来执行此操作。不必为我要测试的每个方法都设置一个assertEquals。例如:describeitem,"TestingtheItem"doit"willhaveanullvaluetostart"doitem=Item.new#HereIcoulddotheitem.name.shouldbe_nil#thenIcoulddoitem.category.shouldbe_nilendend但我想要一些方法来使用

  2. ruby - 使用 RubyZip 生成 ZIP 文件时设置压缩级别 - 2

    我有一个Ruby程序,它使用rubyzip压缩XML文件的目录树。gem。我的问题是文件开始变得很重,我想提高压缩级别,因为压缩时间不是问题。我在rubyzipdocumentation中找不到一种为创建的ZIP文件指定压缩级别的方法。有人知道如何更改此设置吗?是否有另一个允许指定压缩级别的Ruby库? 最佳答案 这是我通过查看ruby​​zip内部创建的代码。level=Zlib::BEST_COMPRESSIONZip::ZipOutputStream.open(zip_file)do|zip|Dir.glob("**/*")d

  3. ruby - 其他文件中的 Rake 任务 - 2

    我试图在一个项目中使用rake,如果我把所有东西都放到Rakefile中,它会很大并且很难读取/找到东西,所以我试着将每个命名空间放在lib/rake中它自己的文件中,我添加了这个到我的rake文件的顶部:Dir['#{File.dirname(__FILE__)}/lib/rake/*.rake'].map{|f|requiref}它加载文件没问题,但没有任务。我现在只有一个.rake文件作为测试,名为“servers.rake”,它看起来像这样:namespace:serverdotask:testdoputs"test"endend所以当我运行rakeserver:testid时

  4. ruby-on-rails - Ruby net/ldap 模块中的内存泄漏 - 2

    作为我的Rails应用程序的一部分,我编写了一个小导入程序,它从我们的LDAP系统中吸取数据并将其塞入一个用户表中。不幸的是,与LDAP相关的代码在遍历我们的32K用户时泄漏了大量内存,我一直无法弄清楚如何解决这个问题。这个问题似乎在某种程度上与LDAP库有关,因为当我删除对LDAP内容的调用时,内存使用情况会很好地稳定下来。此外,不断增加的对象是Net::BER::BerIdentifiedString和Net::BER::BerIdentifiedArray,它们都是LDAP库的一部分。当我运行导入时,内存使用量最终达到超过1GB的峰值。如果问题存在,我需要找到一些方法来更正我的代

  5. ruby-on-rails - Rails 3 中的多个路由文件 - 2

    Rails2.3可以选择随时使用RouteSet#add_configuration_file添加更多路由。是否可以在Rails3项目中做同样的事情? 最佳答案 在config/application.rb中:config.paths.config.routes在Rails3.2(也可能是Rails3.1)中,使用:config.paths["config/routes"] 关于ruby-on-rails-Rails3中的多个路由文件,我们在StackOverflow上找到一个类似的问题

  6. ruby-on-rails - Rails - 一个 View 中的多个模型 - 2

    我需要从一个View访问多个模型。以前,我的links_controller仅用于提供以不同方式排序的链接资源。现在我想包括一个部分(我假设)显示按分数排序的顶级用户(@users=User.all.sort_by(&:score))我知道我可以将此代码插入每个链接操作并从View访问它,但这似乎不是“ruby方式”,我将需要在不久的将来访问更多模型。这可能会变得很脏,是否有针对这种情况的任何技术?注意事项:我认为我的应用程序正朝着单一格式和动态页面内容的方向发展,本质上是一个典型的网络应用程序。我知道before_filter但考虑到我希望应用程序进入的方向,这似乎很麻烦。最终从任何

  7. ruby-on-rails - Rails 3.2.1 中 ActionMailer 中的未定义方法 'default_content_type=' - 2

    我在我的项目中添加了一个系统来重置用户密码并通过电子邮件将密码发送给他,以防他忘记密码。昨天它运行良好(当我实现它时)。当我今天尝试启动服务器时,出现以下错误。=>BootingWEBrick=>Rails3.2.1applicationstartingindevelopmentonhttp://0.0.0.0:3000=>Callwith-dtodetach=>Ctrl-CtoshutdownserverExiting/Users/vinayshenoy/.rvm/gems/ruby-1.9.3-p0/gems/actionmailer-3.2.1/lib/action_mailer

  8. ruby - 在 jRuby 中使用 'fork' 生成进程的替代方案? - 2

    在MRIRuby中我可以这样做:deftransferinternal_server=self.init_serverpid=forkdointernal_server.runend#Maketheserverprocessrunindependently.Process.detach(pid)internal_client=self.init_client#Dootherstuffwithconnectingtointernal_server...internal_client.post('somedata')ensure#KillserverProcess.kill('KILL',

  9. ruby-on-rails - Rails 应用程序中的 Rails : How are you using application_controller. rb 是新手吗? - 2

    刚入门rails,开始慢慢理解。有人可以解释或给我一些关于在application_controller中编码的好处或时间和原因的想法吗?有哪些用例。您如何为Rails应用程序使用应用程序Controller?我不想在那里放太多代码,因为据我了解,每个请求都会调用此Controller。这是真的? 最佳答案 ApplicationController实际上是您应用程序中的每个其他Controller都将从中继承的类(尽管这不是强制性的)。我同意不要用太多代码弄乱它并保持干净整洁的态度,尽管在某些情况下ApplicationContr

  10. ruby-on-rails - form_for 中不在模型中的自定义字段 - 2

    我想向我的Controller传递一个参数,它是一个简单的复选框,但我不知道如何在模型的form_for中引入它,这是我的观点:{:id=>'go_finance'}do|f|%>Transferirde:para:Entrada:"input",:placeholder=>"Quantofoiganho?"%>Saída:"output",:placeholder=>"Quantofoigasto?"%>Nota:我想做一个额外的复选框,但我该怎么做,模型中没有一个对象,而是一个要检查的对象,以便在Controller中创建一个ifelse,如果没有检查,请帮助我,非常感谢,谢谢

随机推荐