metric & loss

来源：3-12 tf.GradientTape与tf.keras结合使用

慕九州7272337

2022-07-14

老师，请教您如下问题：
从上到下分别是图1和图2.
1.您在3-12中先讲解了metric的用法如图1所示：当不对Metric进行reset的话，结果是分别累加metric中2个变量的差值的平方，然后再求取均值，得到了最后的累计结果。这不就是均方差么
2.图2中得到的x_batch,y_batch都是列表么？假设batchsize=32,x_batch列表有32个训练样本？红框框起来的metric在计算时，是分别将y_batch列表中的元素和y_pred列表中的元素分别对应做差，然后求取平方，得到一个列表。在第二层for循环上一个step中上一个batch中计算出的这个metric列表结果，还会在下一个step中进行累加，然后除以step的次数求平均么？如果求平均的话那么一个epoch循环迭代完，最后的metric，是steps_per_eopch个batch最后的平均么，
3.计算每一个batch/step的loss数据的意义，每一个batch都是被N个样本打乱之后平均分出来一批批的么？还是每次取batch都把N个样本打乱呢？如果是打乱之后平均32个分出来的bacth,那么每一次迭代计算Loss的时候针对的32个样本是不同的，下一次32个样本同上一次不同，就算loss减小了，又不是同一批32个样本计算的，loss下降了，真的总体Loss就下降了么。图2中也没有算整体样本的平均loss呀，只是算的每一个step的Loss,到底有什么意义呢

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正十七

2022-07-17

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> 1.您在3-12中先讲解了metric的用法如图1所示：当不对Metric进行reset的话，结果是分别累加metric中2个变量的差值的平方，然后再求取均值，得到了最后的累计结果。这不就是均方差么

没看懂你的疑问是什么，我们就是在算均方差啊。

> 2.图2中得到的x_batch,y_batch都是列表么？假设batchsize=32,x_batch列表有32个训练样本？红框框起来的metric在计算时，是分别将y_batch列表中的元素和y_pred列表中的元素分别对应做差，然后求取平方，得到一个列表。在第二层for循环上一个step中上一个batch中计算出的这个metric列表结果，还会在下一个step中进行累加，然后除以step的次数求平均么？如果求平均的话那么一个epoch循环迭代完，最后的metric，是steps_per_eopch个batch最后的平均么，

x_batch, y_batch可以认为是样本列表。x_batch的size是(batch_size, dim1, ..), y_batch的size是(batch_size, 1) or (batch_size). 红框框里，loss和metric是分开算的，loss是stateless的，是单个batch的。metric是stateful的，算的是累积的。metric内部有状态，会帮你做平均，不用在后面自己计算，也不会产生列表结果。

> 3.计算每一个batch/step的loss数据的意义，每一个batch都是被N个样本打乱之后平均分出来一批批的么？还是每次取batch都把N个样本打乱呢？如果是打乱之后平均32个分出来的bacth,那么每一次迭代计算Loss的时候针对的32个样本是不同的，下一次32个样本同上一次不同，就算loss减小了，又不是同一批32个样本计算的，loss下降了，真的总体Loss就下降了么。图2中也没有算整体样本的平均loss呀，只是算的每一个step的Loss,到底有什么意义呢

一般情况下，是在一个epoch结束后才会重新打乱数据。计算loss的意义在于在很多step上看loss的趋势，如果一个模型收敛，那么下一个epoch上各个batch的loss要显著低于上一个epoch中各个batch的loss。相邻的batch之间的loss比较没有意义，因为数据都是随机采样拿到的，loss抖动会很大。