交叉熵、GAN loss与softplus

一、交叉熵理解:

交叉熵,其用来衡量在给定的真实分布P(x)下,使用非真实分布Q(x)所指定的策略消除系统的不确定性所需要付出的努力的大小。其公式为:
H(p, q) = \sum_{i=1}^N p_i log_2^{\frac{1}{q_i}}

KL散度用来衡量两个分布的距离,也称为相对熵:
KL(p||q) = H(p, q) - H(p)
,由于P 代表数据真实分布,是固定的量,所以优化交叉熵等同于优化KL散度。

二、GAN loss理解

从这个角度理解GAN loss:假如判别器为D,真实数据为x,生成数据为\hat{x}。则经过判别器后真实数据和生成数据的概率分布分别为 P(real, fake) \sim (D(x), 1-D(x))\hat{P}(real, fake) \sim (D(\hat{x}), 1-D(\hat{x}))。为了简洁起见,省略了sigmoid函数σ(x)

对于Dloss:生成数据的真实分布为P(real, fake) \sim(0, 1),真实数据的真实分布为P(real, fake) \sim(1, 0)。故生成数据和真实数据的损失分别为:

D_{loss\_real} = 1 * log\frac{1}{D(x)} + 0 * log\frac{1}{1-D(x)} = -log(D(x))
D_{loss\_fake} = 0 * log\frac{1}{D(\hat{x})} + 1 * log\frac{1}{(1-D(\hat{x}))} = -log(1-D(\hat{x}))
D_{loss} = \frac{D_{loss\_real} + D_{loss\_fake}}{2}

对于Gloss:认为生成数据如果离真实数据很远就要给与更大惩罚,故此时生成数据的目标分布可以看做 P(real, fake) \sim(1, 0)。则生成器的对抗损失为:

G\_{loss}=1 * log\frac{1}{D(\hat{x})} +0 * log\frac{1}{1-D(\hat{x})}=-log(D(\hat{x}))

三、GAN loss与softplus关系

进一步简化——使用softplus
softplus(x):= log(1 + e^{x})
俗称log_sum_exp函数。

D_{loss\_real} = -log(σ(D(x))) = -log(\frac{1}{1+e^{-D(x)}}) = log(1+e^{-D(x)}) = softplus(-D(x))
D_{loss\_fake} = -log(1-σ(D(\hat{x}))) = -log(1-\frac{1}{1+e^{-D(\hat{x})}}) = -log(\frac{e^{-D(\hat{x})}}{1+e^{-D(\hat{x})}}) = -log(\frac{1}{e^{D(\hat{x})}+1}) = log(1+e^{D(\hat{x})}) = softplus(D(\hat{x}))
同理
G_{loss} = -log(σ(D(\hat{x}))) = -log(\frac{1}{1+e^{-D(\hat{x})}}) = log(1+e^{-D(\hat{x})}) = softplus(-D(\hat{x}))

这就解释了一些GAN loss代码里面的写法:

另外,有些图像修补论文中会对mask内、外区域设置不同的判别器目标,如下面这段代码,对于fake样本,mask内部区域的label设置为False,外部设置为True。

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 205,132评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 87,802评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,566评论 0 338
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,858评论 1 277
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,867评论 5 368
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,695评论 1 282
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,064评论 3 399
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,705评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 42,915评论 1 300
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,677评论 2 323
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,796评论 1 333
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,432评论 4 322
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 39,041评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,992评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,223评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,185评论 2 352
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,535评论 2 343

推荐阅读更多精彩内容