Gan的DLOSS为什么要乘以0.5？

Question

loss_D = (loss_D_real + loss_D_fake) * 0.5 

为什么要乘以0.5？

Answer 1

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• 反向传播面试题

• 以下回答由chatgpt基于相关博客总结生成:

  在GAN中，Discriminator（判别器）的目标是尽可能准确地区分真实样本和生成样本。而且，判别器的损失函数是交叉熵损失（BCELoss），用来衡量判别器的输出与真实标签之间的差异。

  在计算判别器的损失函数时，通常会乘以0.5的系数。这是因为在GAN中，有两个部分需要计算损失函数：判别器对真实样本的损失（D_real_loss）和判别器对生成样本的损失（D_fake_loss）。

  • 对于判别器对真实样本的损失（D_real_loss）：真实样本的标签是1（即真实样本），判别器的输出是判别为真实样本的概率。交叉熵损失会计算判别器的输出与标签之间的差异，目标是让判别器的输出尽可能接近1。因此，计算D_real_loss时，将判别器的输出与真实标签（全为1）计算交叉熵损失。

  • 对于判别器对生成样本的损失（D_fake_loss）：生成样本的标签是0（即生成样本），判别器的输出是判别为生成样本的概率。同样，交叉熵损失会计算判别器的输出与标签之间的差异，目标是让判别器的输出尽可能接近0。因此，计算D_fake_loss时，将判别器的输出与生成标签（全为0）计算交叉熵损失。

  最后，判别器的总损失是D_real_loss和D_fake_loss的和，即D_train_loss = D_real_loss + D_fake_loss。

  为什么要乘以0.5呢？这是为了平衡D_real_loss和D_fake_loss的权重，确保它们对总损失的贡献相等。如果不乘以0.5，D_fake_loss会对总损失的贡献更大，导致训练不稳定。

  下面是给出的代码段中的解释和示例：

  y_real_ = torch.ones(mini_batch)    # ground-truth 全为1
  y_fake_ = torch.zeros(mini_batch)   # 全为0
  
  x_, y_real_, y_fake_ = Variable(x_.cuda()), Variable(y_real_.cuda()), Variable(y_fake_.cuda())
  D_result = D(x_).squeeze()
  D_real_loss = BCE_loss(D_result, y_real_)  # 应用BCELoss
  
  z_ = torch.randn((mini_batch, 100)).view(-1, 100, 1, 1)
  z_ = Variable(z_.cuda())
  G_result = G(z_)
  
  D_result = D(G_result).squeeze()
  D_fake_loss = BCE_loss(D_result, y_fake_)  # 应用BCELoss
  D_fake_score = D_result.data.mean()
  
  D_train_loss = D_real_loss + D_fake_loss # 实现上述公式7
  

  有关BCE_loss的计算，可以使用以下示例代码：

  import torch
  import torch.nn as nn
  
  # 假设D_result是判别器的输出，y_real_和y_fake_是真实标签和生成标签
  BCE_loss = nn.BCELoss()
  loss = BCE_loss(D_result, y_real_or_fake_)
  

  总结起来，乘以0.5的作用是为了平衡判别器对真实样本和生成样本的损失的权重，确保它们对总损失的贡献相等，以提高GAN的训练稳定性。