在 pytorch 中通过具有线性输出层的 RNN 发送的填充批次的掩码和计算损失

Posted 2023-02-16

【中文标题】在 pytorch 中通过具有线性输出层的 RNN 发送的填充批次的掩码和计算损失

【英文标题】：Masking and computing loss for a padded batch sent through an RNN with a linear output layer in pytorch

【发布时间】：2020-04-05 03:26:59

【问题描述】：

虽然是一个典型的用例，但我找不到一个简单而清晰的指南，说明当通过 RNN 发送时，在 pytorch 中计算填充小批量损失的规范方法是什么。

我认为规范的管道可能是：

1) pytorch RNN 需要一个填充的批量张量，形状为：(max_seq_len, batch_size, emb_size)

2) 所以我们给一个嵌入层例如这个张量：

tensor([[1, 1],
        [2, 2],
        [3, 9]])

9 是填充索引。批量大小为 2。嵌入层将使其具有形状（max_seq_len、batch_size、emb_size）。 batch中的sequence是降序排列的，我们可以打包。

3）我们应用pack_padded_sequence，我们应用RNN，最后我们应用pad_packed_sequence。我们此时有（max_seq_len、batch_size、hidden_​​size）

4) 现在我们在结果上应用线性输出层，比如说 log_softmax。所以最后我们得到了一批形状分数的张量：(max_seq_len, batch_size, linear_out_size)

我应该如何从这里计算损失，屏蔽填充部分（具有任意目标）？谢谢！

【参考方案1】：

我认为PyTocrh Chatbot Tutorial 可能对您有指导意义。

基本上，您计算有效输出值的掩码（填充无效），并使用它仅计算这些值的损失。

请参阅教程页面上的 outputVar 和 maskNLLLoss 方法。为了您的方便，我在这里复制了代码，但您确实需要在所有代码的上下文中查看它。

# Returns padded target sequence tensor, padding mask, and max target length
def outputVar(l, voc):
    indexes_batch = [indexesFromSentence(voc, sentence) for sentence in l]
    max_target_len = max([len(indexes) for indexes in indexes_batch])
    padList = zeroPadding(indexes_batch)
    mask = binaryMatrix(padList)
    mask = torch.BoolTensor(mask)
    padVar = torch.LongTensor(padList)
    return padVar, mask, max_target_len

def maskNLLLoss(inp, target, mask):
    nTotal = mask.sum()
    crossEntropy = -torch.log(torch.gather(inp, 1, target.view(-1, 1)).squeeze(1))
    loss = crossEntropy.masked_select(mask).mean()
    loss = loss.to(device)
    return loss, nTotal.item()