【TensorFlow】tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits的用法_xf__mao的博客-CSDN博客 https://blog.csdn.net/mao_xiao_feng/article/details/53382790#

在計(jì)算loss的時(shí)候，最常見(jiàn)的一句話就是tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits，那么它到底是怎么做的呢？

首先明確一點(diǎn)，loss是代價(jià)值，也就是我們要最小化的值

tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(logits, labels, name=None)

與方法有關(guān)的一共兩個(gè)參數(shù) ：

第一個(gè)參數(shù)logits：就是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最后一層的輸出，如果有batch（批處理）的話，它的大小就是[batchsize，num_classes]，單樣本的話，大小就是num_classes

第二個(gè)參數(shù)labels：實(shí)際的標(biāo)簽，大小同上

具體的執(zhí)行流程大概分為兩步：
第一步是先對(duì)網(wǎng)絡(luò)最后一層的輸出做一個(gè)softmax（歸一化處理），這一步通常是求取輸出屬于某一類的概率，對(duì)于單樣本而言，輸出就是一個(gè)num_classes大小的向量（[Y1，Y2,Y3…]其中Y1，Y2，Y3…分別代表了是屬于該類的概率）

softmax的公式是：

至于為什么是用的這個(gè)公式？這里不介紹了，涉及到比較多的理論證明

第二步是softmax的輸出向量[Y1，Y2,Y3…]和樣本的實(shí)際標(biāo)簽，做一個(gè)交叉熵，公式如下：

其中yi'指代實(shí)際的標(biāo)簽中第 i 個(gè)的值
（用mnist數(shù)據(jù)舉例，如果是3，那么標(biāo)簽是[0，0，0，1，0，0，0，0，0，0]，除了第4個(gè)值為1，其他全為0）(感覺(jué)就是one hot類型的數(shù)據(jù)）

yi就是softmax的輸出向量[Y1，Y2,Y3…]中，第i個(gè)元素的值
顯而易見(jiàn)，預(yù)測(cè)yi越準(zhǔn)確，結(jié)果的值越小（別忘了前面還有負(fù)號(hào)），最后求一個(gè)平均，得到我們想要的loss

注意！！！

• 這個(gè)函數(shù)的返回值:并不是一個(gè)數(shù)，而是一個(gè)向量，

• 如果要求交叉熵，我們要再做一步tf.reduce_sum操作,就是對(duì)向量里面所有元素求和，最后才得到，

• 如果求loss，則要做一步tf.reduce_mean操作，對(duì)向量求均值！

上代碼：

import tensorflow as tf#our NN's output 假設(shè)為：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的最后一層輸出 logits=tf.constant([[1.0,2.0,3.0],[1.0,2.0,3.0],[1.0,2.0,3.0]]) #step1:do softmax 使用softmax進(jìn)行歸一化處理 y=tf.nn.softmax(logits) #true label 監(jiān)督學(xué)習(xí)中，數(shù)據(jù)輸入網(wǎng)絡(luò)前的正確的標(biāo)簽 y_=tf.constant([[0.0,0.0,1.0],[0.0,0.0,1.0],[0.0,0.0,1.0]]) #step2:do cross_entropy 求交叉熵?fù)p壞的方法一 cross_entropy = -tf.reduce_sum(y_*tf.log(y)) #do cross_entropy just one step 求交叉熵?fù)p壞的方法二：使用本次講解的函數(shù) cross_entropy2=tf.reduce_sum(tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits(logits, y_))#dont forget tf.reduce_sum()!!with tf.Session() as sess:softmax=sess.run(y)c_e = sess.run(cross_entropy)c_e2 = sess.run(cross_entropy2)print("step1:softmax result=")print(softmax)print("step2:cross_entropy result=")print(c_e)print("Function(softmax_cross_entropy_with_logits) result=")print(c_e2)

輸出結(jié)果是：

step1:softmax result= [[ 0.09003057 0.24472848 0.66524094][ 0.09003057 0.24472848 0.66524094][ 0.09003057 0.24472848 0.66524094]] step2:cross_entropy result= 1.22282 Function(softmax_cross_entropy_with_logits) result= 1.2228

最后大家可以試試e^1/(e1+e^2+e3)是不是0.09003057，發(fā)現(xiàn)確實(shí)一樣！！這也證明了 我們的輸出是符合公式邏輯的

還有一篇，建議結(jié)合起來(lái)看：
【TensorFlow】tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits中的“l(fā)ogits”到底是個(gè)什么意思？

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的【TensorFlow】tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits 函数：求交叉熵损失的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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