为边界框回归创建自定义损失函数:平均交并比

我正在尝试逐个遍历批次来计算平均交并比,但fit函数显示如下错误:

错误:某个操作的梯度为None。请确保您的所有操作都有定义的梯度(即可微分)。常见的没有梯度的操作包括:K.argmax, K.round, K.eval.

我对Keras是新手,请帮助我

#y_true shape: (None, 4)import keras.backend as Kdef iou(y_true, y_pred):    # 确定交集矩形的(x, y)坐标    iou = 0    for i in range(K.int_shape(y_pred)[0]):        boxA = y_pred[i]        boxB = y_true[i]        xA = K.max(boxA[0], boxB[0])        yA = K.max(boxA[2], boxB[2])        xB = K.min(boxA[1], boxB[1])        yB = K.min(boxA[3], boxB[3])        interArea = K.max(0, xB - xA + 1) * K.max(0, yB - yA + 1)        boxAArea = (boxA[1] - boxA[0] + 1) * (boxA[3] - boxA[2] + 1)        boxBArea = (boxB[1] - boxB[0] + 1) * (boxB[3] - boxB[2] + 1)        iou += interArea / float(boxAArea + boxBArea - interArea)    #平均值    mean = iou/K.int_shape(y_pred)[0]    return 1-meanmodel.compile(optimizer='adam', loss=iou, metrics=['accuracy'])model.fit(x_train, y_train, epochs=20, batch_size = 50)

我的模型使用均方误差作为损失函数时运行正常。模型如下:

input_shape = (180, 240, 3)model = Sequential([    Conv2D(32, (3, 3), input_shape=input_shape, padding='same',activation='relu'),    MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2)),    BatchNormalization(),    Conv2D(64, (3, 3), activation='relu', padding='same'),    MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2)),    BatchNormalization(),    Conv2D(128, (3, 3), activation='relu', padding='same',),    Conv2D(256, (3, 3), activation='relu', padding='same',),    MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2)),    Conv2D(128, (3, 3), activation='relu', padding='same',),    MaxPooling2D(pool_size=(2, 2), strides=(2, 2)),    BatchNormalization(),    Flatten(),    Dense(4096, activation='relu'),    Dense(4096, activation='relu'),    Dense(4, activation='relu')])

回答:

这意味着自定义损失函数中的所有操作都应该是可微分的,否则优化过程无法执行。为此,您需要逐一检查代码中哪个操作是问题所在,并将其替换为Keras可微分的后端类似物或寻找其他替代方案。

考虑到提供的代码片段,可能有几种建议可以使其工作:

  • for循环应向量化
  • 由于您使用max(0, …)来获取交集面积,可能会出现常数为0的情况而无法获得梯度,因此请检查是否卡在这里
  • 对于平均值计算,有一个现成的Keras后端函数K.mean
  • 为了改进优化,绑定值范围(例如,(0,1)范围)是一个好习惯

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