softmaxLayer

Softmax 层

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说明

softmax 层对输入应用 softmax 函数。

创建对象

语法

layer = softmaxLayer

layer = softmaxLayer('Name',Name)

描述

使用 layer = softmaxLayer 创建一个 softmax 层。

示例

layer = softmaxLayer('Name',Name) 创建一个 softmax 层，并使用名称-值对组设置可选的 Name 属性。例如，softmaxLayer('Name','sm1') 创建一个名为 'sm1' 的 softmax 层。用单引号将属性名称引起来。

属性

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`Name` — 层名称
`""` (默认) | 字符向量 | 字符串标量

层名称，指定为字符向量或字符串标量。对于 Layer 数组输入，trainnet、trainNetwork、assembleNetwork、layerGraph 和 dlnetwork 函数会自动为层指定名称 ""。

SoftmaxLayer 对象将此属性存储为字符向量。

数据类型: char | string

`NumInputs` — 输入的数目
`1` (默认)

此属性为只读。

层的输入数，返回为 1。此层只接受一个输入。

数据类型: double

`InputNames` — 输入名称
`{'in'}` (默认)

此属性为只读。

输入名称，返回为 {'in'}。此层只接受一个输入。

数据类型: cell

`NumOutputs` — 输出的数目
`1` (默认)

此属性为只读。

层的输出数，返回为 1。此层只有一个输出。

数据类型: double

`OutputNames` — 输出名称
`{'out'}` (默认)

此属性为只读。

输出名称，返回为 {'out'}。此层只有一个输出。

数据类型: cell

示例

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创建 softmax 层

打开实时脚本

创建一个名为 'sm1' 的 softmax 层。

layer = softmaxLayer('Name','sm1')

layer = 
  SoftmaxLayer with properties:

    Name: 'sm1'

在 Layer 数组中包含一个 softmax 层。

layers = [ ...
    imageInputLayer([28 28 1])
    convolution2dLayer(5,20)
    reluLayer
    maxPooling2dLayer(2,'Stride',2)
    fullyConnectedLayer(10)
    softmaxLayer
    classificationLayer]

layers = 
  7x1 Layer array with layers:

     1   ''   Image Input             28x28x1 images with 'zerocenter' normalization
     2   ''   2-D Convolution         20 5x5 convolutions with stride [1  1] and padding [0  0  0  0]
     3   ''   ReLU                    ReLU
     4   ''   2-D Max Pooling         2x2 max pooling with stride [2  2] and padding [0  0  0  0]
     5   ''   Fully Connected         10 fully connected layer
     6   ''   Softmax                 softmax
     7   ''   Classification Output   crossentropyex

算法

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Softmax 层

softmax 层对输入应用 softmax 函数。

对于分类问题，通常在最终全连接层后跟 softmax 层，然后跟分类层。

输出单元激活函数是 softmax 函数：

$y_{r} (x) = \frac{\exp (a_{r} (x))}{\sum_{j = 1}^{k} \exp (a_{j} (x))},$

其中 $0 \leq y_{r} \leq 1$ 并且 $\sum_{j = 1}^{k} y_{j} = 1$ 。

对于多类分类问题，softmax 函数是最后一个全连接层后的输出单元激活函数：

$P (c_{r} | x, θ) = \frac{P (x, θ | c_{r}) P (c_{r})}{\sum_{j = 1}^{k} P (x, θ | c_{j}) P (c_{j})} = \frac{\exp (a_{r} (x, θ))}{\sum_{j = 1}^{k} \exp (a_{j} (x, θ))},$

其中 $0 \leq P (c_{r} | x, θ) \leq 1$ 且 $\sum_{j = 1}^{k} P (c_{j} | x, θ) = 1$ 。此外， $a_{r} = \ln (P (x, θ | c_{r}) P (c_{r}))$ ，其中 $P (x, θ | c_{r})$ 是给定类 r 的样本的条件概率， $P (c_{r})$ 是类先验概率。

softmax 函数也称为归一化指数，可视为逻辑 sigmoid 函数的多类泛化 [1]。

层输入和输出格式

层数组或层图中的层将数据作为格式化的 dlarray 对象传递给后续层。dlarray 对象的格式是字符串，其中每个字符描述数据的对应维度。格式由以下一个或多个字符组成：

"S" - 空间
"C" - 通道
"B" - 批量
"T" - 时间
"U" - 未指定

例如，以四维数组表示的二维图像数据（其中前两个维度对应于图像的空间维度，第三个维度对应于图像的通道，第四个维度对应于批量维度）的格式可以描述为 "SSCB"（空间、空间、通道、批量）。

您可以在自动微分工作流中与这些 dlarray 对象进行交互，例如开发自定义层、使用 functionLayer 对象，或对 dlnetwork 对象使用 forward 和 predict 函数。

下表显示 SoftmaxLayer 对象支持的输入格式以及对应的输出格式。如果软件将层的输出传递给不从 nnet.layer.Formattable 类继承的自定义层，或传递给 Formattable 属性设置为 0 (false) 的 FunctionLayer 对象，则该层会接收到未格式化的 dlarray 对象，其维度顺序对应于下表中的格式。此处列出的格式只是部分格式。该层可能支持其他格式，例如具有附加 "S"（空间）或 "U"（未指定）维度的格式。

输入格式	输出格式
`"CB"`（通道、批量）	`"CB"`（通道、批量）
`"SCB"`（空间、通道、批量）	`"SCB"`（空间、通道、批量）
`"SSCB"`（空间、空间、通道、批量）	`"SSCB"`（空间、空间、通道、批量）
`"SSSCB"`（空间、空间、空间、通道、批量）	`"SSSCB"`（空间、空间、空间、通道、批量）
`"CBT"`（通道、批量、时间）	`"CBT"`（通道、批量、时间）
`"SCBT"`（空间、通道、批量、时间）	`"SCBT"`（空间、通道、批量、时间）
`"SSCBT"`（空间、空间、通道、批量、时间）	`"SSCBT"`（空间、空间、通道、批量、时间）
`"SSSCBT"`（空间、空间、空间、通道、批量、时间）	`"SSSCBT"`（空间、空间、空间、通道、批量、时间）
`"CU"`（通道、未指定）	`"CU"`（通道、未指定）
`"SC"`（空间、通道）	`"SC"`（空间、通道）
`"SSC"`（空间、空间、通道）	`"SSC"`（空间、空间、通道）
`"SSSC"`（空间、空间、空间、通道）	`"SSSC"`（空间、空间、空间、通道）

在 dlnetwork 对象中，SoftmaxLayer 对象还支持以下输入和输出格式组合。

输入格式	输出格式
`"CT"`（通道、时间）	`"CT"`（通道、时间）
`"SCT"`（空间、通道、时间）	`"SCT"`（空间、通道、时间）
`"SSCT"`（空间、空间、通道、时间）	`"SSCT"`（空间、空间、通道、时间）
`"SSSCT"`（空间、空间、空间、通道、时间）	`"SSSCT"`（空间、空间、空间、通道、时间）

参考

[1] Bishop, C. M. Pattern Recognition and Machine Learning. Springer, New York, NY, 2006.

扩展功能

C/C++ 代码生成
使用 MATLAB® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

GPU 代码生成
使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。

版本历史记录

在 R2016a 中推出

另请参阅

trainNetwork | classificationLayer | convolution2dLayer | fullyConnectedLayer

softmaxLayer

说明

创建对象

语法

描述

属性

Name — 层名称 "" (默认) | 字符向量 | 字符串标量

NumInputs — 输入的数目 1 (默认)

InputNames — 输入名称 {'in'} (默认)

NumOutputs — 输出的数目 1 (默认)

OutputNames — 输出名称 {'out'} (默认)

示例

创建 softmax 层

算法

Softmax 层

层输入和输出格式

参考

扩展功能

C/C++ 代码生成 使用 MATLAB® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

GPU 代码生成 使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。

版本历史记录

另请参阅

主题

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`Name` — 层名称
`""` (默认) | 字符向量 | 字符串标量

`NumInputs` — 输入的数目
`1` (默认)

`InputNames` — 输入名称
`{'in'}` (默认)

`NumOutputs` — 输出的数目
`1` (默认)

`OutputNames` — 输出名称
`{'out'}` (默认)

C/C++ 代码生成
使用 MATLAB® Coder™ 生成 C 代码和 C++ 代码。

GPU 代码生成
使用 GPU Coder™ 为 NVIDIA® GPU 生成 CUDA® 代码。