PyTorch torch.nn.LogSoftmax-Funktion

PyTorch torch.nn 参考手册PyTorch torch.nn Referenzhandbuch


torch.nn.LogSoftmaxEs ist die Log-Softmax-Aktivierungsfunktion in PyTorch.

Es ist die logarithmische Form von Softmax, die numerisch stabiler ist und oft mit NLLLoss verwendet wird.

Funktionsdefinition

torch.nn.LogSoftmax(dim=None)

Formel

LogSoftmax(x_i) = log(exp(x_i) / sum(exp(x_j)))

Anwendungsbeispiele

Beispiel 1: Grundlegende Verwendung

Beispiel

import torch
import torch.nn as nn

log_softmax = nn.LogSoftmax(dim=1)

logits = torch.tensor([[2.0, 1.0, 0.1]])
log_probs = log_softmax(logits)

print("Logits:", logits.tolist())
print("Log-Softmax:", log_probs.tolist())
print("Nach exp:", log_probs.exp().tolist())

Beispiel 2: Mit NLLLoss

Beispiel

import torch
import torch.nn as nn

# Klassifizierungsaufgabe
logits = torch.randn(4, 10)
targets = torch.tensor([2, 5, 1, 7])

# LogSoftmax + NLLLoss = CrossEntropyLoss
loss = nn.NLLLoss()(nn.LogSoftmax(dim=1)(logits), targets)
print("NLL-Verlust:", loss.item())

# Entspricht
loss2 = nn.CrossEntropyLoss()(logits, targets)
print("CrossEntropyLoss:", loss2.item())

Beispiel 3: Numerische Stabilität

Beispiel

import torch
import torch.nn as nn

# Große Logits
logits = torch.tensor([[1000, 1001, 1002]])

# Softmax kann überlaufen
try:
    sm = nn.Softmax(dim=1)(logits)
    print("Softmax:", sm)
except:
    print("Softmax-Überlauf")

# LogSoftmax ist numerisch stabil
lsm = nn.LogSoftmax(dim=1)(logits)
print("LogSoftmax:", lsm)

Anwendungsfälle

  • Klassifikationsaufgaben: Mit NLLLoss
  • Numerische Stabilität: Große Logit-Werte

Tipp: LogSoftmax + NLLLoss ist äquivalent zu CrossEntropyLoss.


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