PyTorch使用交叉熵作为语义分割损失函数遇到的坑

Posted Xavier Jiezou

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了PyTorch使用交叉熵作为语义分割损失函数遇到的坑相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

引言

图像语义分割其实就是像素级别的图像分类。因此,我们可以选择交叉熵作为我们的损失函数。但使用交叉熵的时候,有以下几点是需要注意的。

提示

  1. 输入给模型的数据维度应该是 4 维的:(batch_size,C,H,W),语义分割标签维度应该是 3 维的:(batch_size,H,W)
  2. 模型预测输出的通道数应该等于语义分割的类别数;
  3. 语义分割标签图像的像素值应该在 [0,类别数-1] 范围内。若不在,读进来之后必须进行转换。

示例

假设语义分割的类别标签有 5 种,原图尺寸为 512x512,数据加载器设置的 batch_size 参数为 8,原图是三通道的 RGB 图片。那我们输入给模型的数据维度应该是(8, 3,512,512),模型预测输出的数据维度应该设置为(8,5,512,512),语义分割标签图的维度应该处理为(8,512,512)

转换

如果你的标签图像的像素值不在 [0,类别数-1] 范围内,可以使用以下代码进行转换。下方代码中,fp 参数指定标签图像路径,cls 指定标签类别为 [0, 64, 128, 192, 255],表示该语义分割任务要分 5 类,每类分别用 cls 中的数值来表示,0 代表第一类,64 代表第二类,以此类推。

from typing import List

from PIL import Image
import numpy as np


def label_transform(fp: str, cls: List[int]):
    img = Image.open(fp)
    arr = np.array(img)
    for idx, key in enumerate(cls):
        arr[arr == key] = idx
    return arr.astype(np.int64)


if __name__ == "__main__":
    print(label_transform(
        fp="test.png",
        cls=[0, 64, 128, 192, 255],
    ))

参考

pytorch语义分割中CrossEntropyLoss()损失函数的理解与分析
IndexError: Target 2 is out of bounds

以上是关于PyTorch使用交叉熵作为语义分割损失函数遇到的坑的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

为啥训练多类语义分割的unet模型中的分类交叉熵损失函数非常高?

语义分割损失函数

语义分割 Keras 的交叉熵损失

在pytorch中使用交叉熵损失时我应该使用softmax作为输出吗?

交叉熵损失 Pytorch

如何在 PyTorch 中计算自举交叉熵损失?