NLLLoss

class torch.nn.NLLLoss(weight=None, size_average=None, ignore_index=-100, reduce=None, reduction='mean')

负对数似然损失。它适用于训练具有 C 个类别的分类问题。

如果提供，可选参数 weight 应该是一个 1D 张量，为每个类别分配权重。当您有一个不平衡的训练集时，这尤其有用。

通过前向调用给出的 input 预计包含每个类别的对数概率。input 必须是大小为 $(minibatch, C)$ 或 $(minibatch, C, d_1, d_2, ..., d_K)$ 之一的张量，对于 K 维情况，$K \geq 1$。后者对于更高维度的输入很有用，例如计算 2D 图像的每像素 NLL 损失。

在神经网络中获得对数概率很容易实现，只需在网络的最后一层添加一个 LogSoftmax 层。如果您不想添加额外的层，可以使用 CrossEntropyLoss 代替。

此损失期望的 target 应该是 $[0, C-1]$ 范围内的类别索引，其中 C = 类别数；如果指定了 ignore_index，则此损失也接受此类别索引（此索引可能不一定在类别范围内）。

未约简的（即 reduction 设置为 'none'）损失可以描述为

$$\ell(x, y) = L = \{l_1,\dots,l_N\}^\top, \quad l_n = - w_{y_n} x_{n,y_n}, \quad w_{c} = \text{weight}[c] \cdot \mathbb{1}\{c \not= \text{ignore\_index}\},$$

其中 $x$ 是输入，$y$ 是目标，$w$ 是权重，$N$ 是批大小。如果 reduction 不是 'none'（默认 'mean'），则

$$\ell(x, y) = \begin{cases} \sum_{n=1}^N \frac{1}{\sum_{n=1}^N w_{y_n}} l_n, & \text{if reduction} = \text{`mean';}\\ \sum_{n=1}^N l_n, & \text{if reduction} = \text{`sum'.} \end{cases}$$

参数

• weight (Tensor, 可选) – 赋予每个类别的手动重缩放权重。如果给定，则它必须是大小为 C 的张量。否则，它将被视为全部为 1。

• size_average (bool, 可选) – 已弃用（请参阅 reduction）。默认情况下，损失在批次中每个损失元素上取平均值。请注意，对于某些损失，每个样本有多个元素。如果字段 size_average 设置为 False，则损失将改为为每个小批量求和。当 reduce 为 False 时忽略。默认值：None

• ignore_index (int, 可选) – 指定一个要忽略的目标值，该值不影响输入梯度。当 size_average 为 True 时，损失在非忽略目标上取平均值。

• reduce (bool, 可选) – 已弃用（请参阅 reduction）。默认情况下，损失根据 size_average 在每个小批量的观测值上取平均值或求和。当 reduce 为 False 时，返回每个批次元素的损失，并忽略 size_average。默认值：None

• reduction (str, 可选) – 指定应用于输出的约简方式：'none' | 'mean' | 'sum'。'none'：不应用约简，'mean'：取输出的加权平均值，'sum'：将对输出求和。注意：size_average 和 reduce 正在被弃用，同时，指定这两个参数中的任何一个都将覆盖 reduction。默认值：'mean'

形状：

• 输入: $(N, C)$ 或 $(C)$, 其中 C = 类别数量， N = 批大小，或 $(N, C, d_1, d_2, ..., d_K)$，在 K 维损失的情况下，$K \geq 1$。

• 目标: $(N)$ 或 $()$, 其中每个值是 $0 \leq \text{targets}[i] \leq C-1$, 或 $(N, d_1, d_2, ..., d_K)$，在 K 维损失的情况下，$K \geq 1$。

• 输出: 如果 reduction 是 'none'，形状为 $(N)$ 或 $(N, d_1, d_2, ..., d_K)$，在 K 维损失的情况下，$K \geq 1$。否则，为标量。

示例

>>> log_softmax = nn.LogSoftmax(dim=1)
>>> loss_fn = nn.NLLLoss()
>>> # input to NLLLoss is of size N x C = 3 x 5
>>> input = torch.randn(3, 5, requires_grad=True)
>>> # each element in target must have 0 <= value < C
>>> target = torch.tensor([1, 0, 4])
>>> loss = loss_fn(log_softmax(input), target)
>>> loss.backward()
>>>
>>>
>>> # 2D loss example (used, for example, with image inputs)
>>> N, C = 5, 4
>>> loss_fn = nn.NLLLoss()
>>> data = torch.randn(N, 16, 10, 10)
>>> conv = nn.Conv2d(16, C, (3, 3))
>>> log_softmax = nn.LogSoftmax(dim=1)
>>> # output of conv forward is of shape [N, C, 8, 8]
>>> output = log_softmax(conv(data))
>>> # each element in target must have 0 <= value < C
>>> target = torch.empty(N, 8, 8, dtype=torch.long).random_(0, C)
>>> # input to NLLLoss is of size N x C x height (8) x width (8)
>>> loss = loss_fn(output, target)
>>> loss.backward()