训练深度学习模型时出错

Question

所以我设计了一个 CNN 并使用以下参数进行编译，training_file_loc = "8-SignLanguageMNIST/sign_mnist_train.csv"testing_file_loc = "8-SignLanguageMNIST/sign_mnist_test.csv"def getData(filename):    images = []    labels = []    with open(filename) as csv_file:        file = csv.reader(csv_file, delimiter = ",")        next(file, None)                for row in file:            label = row[0]            data = row[1:]            img = np.array(data).reshape(28,28)                        images.append(img)            labels.append(label)                images = np.array(images).astype("float64")        labels = np.array(labels).astype("float64")            return images, labelstraining_images, training_labels = getData(training_file_loc)testing_images, testing_labels = getData(testing_file_loc)print(training_images.shape, training_labels.shape)print(testing_images.shape, testing_labels.shape)training_images = np.expand_dims(training_images, axis = 3)testing_images = np.expand_dims(testing_images, axis = 3)training_datagen = ImageDataGenerator(    rescale = 1/255,    rotation_range = 45,    width_shift_range = 0.2,    height_shift_range = 0.2,    shear_range = 0.2,    zoom_range = 0.2,    horizontal_flip = True,    fill_mode = "nearest")training_generator = training_datagen.flow(    training_images,    training_labels,    batch_size = 64,)validation_datagen = ImageDataGenerator(    rescale = 1/255,    rotation_range = 45,    width_shift_range = 0.2,    height_shift_range = 0.2,    shear_range = 0.2,    zoom_range = 0.2,    horizontal_flip = True,    fill_mode = "nearest")validation_generator = training_datagen.flow(    testing_images,    testing_labels,    batch_size = 64,])但是，当我运行 model.fit() 时，出现以下错误，ValueError: Shapes (None, 1) and (None, 24) are incompatible将损失函数更改为 后sparse_categorical_crossentropy，程序运行良好。我不明白为什么会这样。谁能解释这一点以及这些损失函数之间的区别？

Answer 1

问题是，categorical_crossentropy期望单热编码标签，这意味着，对于每个样本，它期望一个长度张量，num_classes其中label第 th 个元素设置为 1，其他所有元素都为 0。

另一方面，sparse_categorical_crossentropy直接使用整数标签（因为这里的用例是大量的类，所以单热编码标签会浪费大量零的内存）。我相信，但我无法证实这一点，它categorical_crossentropy比它的稀疏对应物运行得更快。

对于您的情况，对于 26 个类，我建议使用非稀疏版本并将您的标签转换为单热编码，如下所示：

def getData(filename):

    images = []

    labels = []

    with open(filename) as csv_file:

        file = csv.reader(csv_file, delimiter = ",")

        next(file, None)

        

        for row in file:

            label = row[0]

            data = row[1:]

            img = np.array(data).reshape(28,28)

            

            images.append(img)

            labels.append(label)

        

        images = np.array(images).astype("float64")

        labels = np.array(labels).astype("float64")

        

    return images, tf.keras.utils.to_categorical(labels, num_classes=26) # you can omit num_classes to have it computed from the data

旁注：除非你有理由使用float64图像，否则我会切换到float32（它将数据集所需的内存减半，并且模型可能会将它们转换为float32第一个操作）

Answer 2

很简单，对于输出类为整数的分类问题，使用 sparse_categorical_crosentropy，对于标签在一个热编码标签中转换的问题，我们使用 categorical_crosentropy。