图像分割中的损失函数详解 🧠

在图像分割任务中,损失函数的选择直接影响模型训练效果。以下是常见损失函数的分类与说明:

1. 交叉熵损失(Cross-Entropy Loss)🔍

  • 公式
    $$ L = -\sum_{i} y_i \log(\hat{y}_i) + (1 - y_i)\log(1 - \hat{y}_i) $$
  • 特点
    • 适用于像素级分类问题
    • 对背景类的误判更敏感
    • 常与Softmax激活函数搭配使用
  • 适用场景
    • 语义分割(Semantic Segmentation)
    • 多类别目标检测
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2. Dice Loss 🧮

  • 公式
    $$ L = 1 - \frac{2 \sum_{i} y_i \hat{y}i}{\sum{i} y_i + \sum_{i} \hat{y}_i} $$
  • 特点
    • 侧重预测与真实标签的重叠区域
    • 对类别不平衡问题有鲁棒性
    • 常用于医学图像分割
  • 扩展阅读
    了解更多Dice Loss的优化技巧

3. Jaccard Index(交并比)📊

  • 公式
    $$ J = \frac{|Y \cap \hat{Y}|}{|Y \cup \hat{Y}|} $$
  • 特点
    • 衡量预测与真实标签的交集占比
    • 与Dice Loss密切相关
    • 更关注边界区域的准确性
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4. Focal Loss 🎯

  • 公式
    $$ L = -\alpha (1 - p_t)^\gamma \log(p_t) $$
  • 特点
    • 解决类别不平衡问题
    • 通过调制因子降低易分类样本的影响
    • 广泛应用于实例分割(Instance Segmentation)

如需深入理解不同损失函数的对比实验,可参考 分割模型评估指南