nn.Softmax(dim) 的理解

Posted 2023-04-03 Enterings

使用pytorch框架进行神经网络训练时，涉及到分类问题，就需要使用softmax函数，这里以二分类为例，介绍nn.Softmax()函数中，参数的含义。

1. 新建一个2x2大小的张量，一行理解成一个样本经过前面网络计算后的输出（1x2），则batch_size是2。

                import numpy as np

                import torch

                import torch.nn as nn

                a = np.array([[1.5, 6.7],[6.8, 3.4]])

                b = torch.from_numpy(a)

2. 下面调用nn.Softmax(dim)，dim分别为0，1，看看结果是什么样子

                f = nn.Softmax(dim = 0)

                c = f(b)

    结果： tensor([[0.0050, 0.9644], [0.9950, 0.0356]], dtype=torch.float64)

    可以发现，是每一列和为1.

                f = nn.Softmax(dim = 1)

    结果：tensor([[0.0055, 0.9945],  [0.9677, 0.0323]], dtype=torch.float64)

    可以发现是每一行和为1

所以，当nn.Softmax的输入是一个二维张量时，其参数dim = 0，是让列之和为1；dim = 1，是让行之和为1。

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若nn.Softmax的输入是三维张量时，dim的取值就变成了0，1，2，那又是代表什么意思呢，看下面的例子。

a = np.array([[[1.5, 6.7, 2.4],

              [6.8, 3.4, 9.3]],

              [[3.1, 6.5, 1.9],

              [8.9, 1.2, 2.5]]])

我们把a换成一个三维数组，大小是2x2x3，可以看成是2个2x3大小的输入。

这时，我们定义Softmax函数的dim为0，则结果是：

tensor([[[0.1680, 0.5498, 0.6225],

        [0.1091, 0.9002, 0.9989]],

        [[0.8320, 0.4502, 0.3775],

        [0.8909, 0.0998, 0.0011]]], dtype=torch.float64)

可以发现，0.1680+0.8320 = 1， 0.5498+0.4502 = 1，即dim = 0，是让两个2x3数据的对应位置和为1.

使dim=1，结果是：

tensor([[[0.0050, 0.9644, 0.0010],

        [0.9950, 0.0356, 0.9990]],

        [[0.0030, 0.9950, 0.3543],

        [0.9970, 0.0050, 0.6457]]], dtype=torch.float64)

可以发现，0.0050+0.9950 = 1，0.9644+0.0356 = 1，即dim = 1，是让张量每个2x3数据自己的列之和为1.

使dim=2，就是让张量每个2x3数据自己的行之和为1.

作者：不太聪明的亚子
链接：https://www.jianshu.com/p/3d63f36cc960
来源：简书
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tf.nn.softmax 分类

tf.nn.softmax(logits,axis=None,name=None,dim=None)

参数：
logits：一个非空的Tensor。必须是下列类型之一：half， float32，float64
axis：将在其上执行维度softmax。默认值为-1，表示最后一个维度
name：操作的名称(可选)
dim：axis的已弃用的别名

返回：
一个Tensor，与logits具有相同的类型和shape

sample

import tensorflow as tf

#tf.enable_eager_execution()
tf.compat.v1.enable_eager_execution()

ones = tf.ones(shape=[2,3])
print(ones)

temp1 = tf.nn.softmax(ones,axis=0) # 列
print(temp1)

temp2 = tf.nn.softmax(ones,axis=1) # 行
print(temp2)

output

tf.Tensor(
[[1. 1. 1.]
 [1. 1. 1.]], shape=(2, 3), dtype=float32)
tf.Tensor(
[[0.5 0.5 0.5]
 [0.5 0.5 0.5]], shape=(2, 3), dtype=float32)
tf.Tensor(
[[0.33333334 0.33333334 0.33333334]
 [0.33333334 0.33333334 0.33333334]], shape=(2, 3), dtype=float32)