通常，由于类别不均衡，需要使用weighted cross entropy loss平衡。
def inverse_freq(label):
"""
输入label [N,1,H,W],1是channel数目
"""
den = label.sum() # 0
_,_,h,w= label.shape
num = h*w
alpha = den/num # 0
return torch.tensor([alpha, 1-alpha]).cuda()
# train
...
loss1 = F.cross_entropy(out1, label.squeeze(1).long(), weight=inverse_freq(label))
补充：Pytorch踩坑记之交叉熵（nn.CrossEntropy，nn.NLLLoss，nn.BCELoss的区别和使用）
在Pytorch中的交叉熵函数的血泪史要从nn.CrossEntropyLoss()这个损失函数开始讲起。
从表面意义上看，这个函数好像是普通的交叉熵函数，但是如果你看过一些Pytorch的资料，会告诉你这个函数其实是softmax()和交叉熵的结合体。
然而如果去官方看这个函数的定义你会发现是这样子的：
哇，竟然是nn.LogSoftmax()和nn.NLLLoss()的结合体，这俩都是什么玩意儿啊。再看看你会发现甚至还有一个损失叫nn.Softmax()以及一个叫nn.nn.BCELoss()。
我们来探究下这几个损失到底有何种关系。
nn.Softmax和nn.LogSoftmax
首先nn.Softmax()官网的定义是这样的：
嗯...就是我们认识的那个softmax。那nn.LogSoftmax()的定义也很直观了：
果不其然就是Softmax取了个log。可以写个代码测试一下：
import torch import torch.nn as nn a = torch.Tensor([1,2,3]) #定义Softmax softmax = nn.Softmax() sm_a = softmax=nn.Softmax() print(sm) #输出：tensor([0.0900, 0.2447, 0.6652]) #定义LogSoftmax logsoftmax = nn.LogSoftmax() lsm_a = logsoftmax(a) print(lsm_a) #输出tensor([-2.4076, -1.4076, -0.4076])，其中ln(0.0900)=-2.4076
nn.NLLLoss
上面说过nn.CrossEntropy()是nn.LogSoftmax()和nn.NLLLoss的结合，nn.NLLLoss官网给的定义是这样的：
The negative log likelihood loss. It is useful to train a classification problem with C classes
负对数似然损失 ，看起来好像有点晦涩难懂，写个代码测试一下：
import torch import torch.nn a = torch.Tensor([[1,2,3]]) nll = nn.NLLLoss() target1 = torch.Tensor([0]).long() target2 = torch.Tensor([1]).long() target3 = torch.Tensor([2]).long() #测试 n1 = nll(a,target1) #输出：tensor(-1.) n2 = nll(a,target2) #输出：tensor(-2.) n3 = nll(a,target3) #输出：tensor(-3.)
看起来nn.NLLLoss做的事情是取出a中对应target位置的值并取负号，比如target1=0，就取a中index=0位置上的值再取负号为-1，那这样做有什么意义呢，要结合nn.CrossEntropy往下看。
nn.CrossEntropy
看下官网给的nn.CrossEntropy()的表达式：
看起来应该是softmax之后取了个对数，写个简单代码测试一下：
import torch import torch.nn as nn a = torch.Tensor([[1,2,3]]) target = torch.Tensor([2]).long() logsoftmax = nn.LogSoftmax() ce = nn.CrossEntropyLoss() nll = nn.NLLLoss() #测试CrossEntropyLoss cel = ce(a,target) print(cel) #输出：tensor(0.4076) #测试LogSoftmax+NLLLoss lsm_a = logsoftmax(a) nll_lsm_a = nll(lsm_a,target) #输出tensor(0.4076)
看来直接用nn.CrossEntropy和nn.LogSoftmax+nn.NLLLoss是一样的结果。为什么这样呢，回想下交叉熵的表达式：
其中y是label，x是prediction的结果，所以其实交叉熵损失就是负的target对应位置的输出结果x再取-log。这个计算过程刚好就是先LogSoftmax()再NLLLoss()。
所以我认为nn.CrossEntropyLoss其实应该叫做softmaxloss更为合理一些，这样就不会误解了。
nn.BCELoss
你以为这就完了吗，其实并没有。还有一类损失叫做BCELoss，写全了的话就是Binary Cross Entropy Loss，就是交叉熵应用于二分类时候的特殊形式，一般都和sigmoid一起用，表达式就是二分类交叉熵：
直觉上和多酚类交叉熵的区别在于，不仅考虑了的样本，也考虑了
的样本的损失。
总结
nn.LogSoftmax是在softmax的基础上取自然对数nn.NLLLoss是负的似然对数损失，但Pytorch的实现就是把对应target上的数取出来再加个负号，要在CrossEntropy中结合LogSoftmax来用BCELoss是二分类的交叉熵损失，Pytorch实现中和多分类有区别
Pytorch是个深坑，让我们一起扎根使用手册，结合实践踏平这些坑吧暴风哭泣。
以上为个人经验，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持服务器之家。
原文链接：https://blog.csdn.net/qq_39575835/article/details/104336713
