softmax¶
该OP实现了softmax层。OP的计算过程如下：
步骤1：输入 x 的 axis 维会被置换到最后一维；
步骤2：将输入 x 在逻辑上变换为二维矩阵。二维矩阵第一维（列长度）是输入除最后一维之外的其他维度值的乘积，第二维（行长度）和输入 axis 维的长度相同；对于矩阵的每一行，softmax操作对其进行重新缩放，使得该行的每个元素在 [0,1] 范围内，并且总和为1；
步骤3：softmax操作执行完成后，执行步骤1和步骤2的逆运算，将二维矩阵恢复至和输入 x 相同的维度。
上述步骤2中softmax操作计算过程如下：
对于二维矩阵的每一行，计算K维向量（K是输入第
axis维的长度）中指定位置的指数值和全部位置指数值的和。指定位置指数值与全部位置指数值之和的比值就是softmax操作的输出。
对于二维矩阵中的第i行和第j列有：
\[softmax[i, j] = \frac{\exp(x[i, j])}{\sum_j(exp(x[i, j])}\]
示例1（矩阵一共有三维。axis = -1，表示沿着最后一维（即第三维）做softmax操作）
# input
x.shape = [2, 3, 4]
x.data = [[[2.0, 3.0, 4.0, 5.0],
[3.0, 4.0, 5.0, 6.0],
[7.0, 8.0, 8.0, 9.0]],
[[1.0, 2.0, 3.0, 4.0],
[5.0, 6.0, 7.0, 8.0],
[6.0, 7.0, 8.0, 9.0]]]
axis = -1
# output
out.shape = [2, 3, 4]
out.data = [[[0.0320586 , 0.08714432, 0.23688282, 0.64391426],
[0.0320586 , 0.08714432, 0.23688282, 0.64391426],
[0.07232949, 0.19661193, 0.19661193, 0.53444665]],
[[0.0320586 , 0.08714432, 0.23688282, 0.64391426],
[0.0320586 , 0.08714432, 0.23688282, 0.64391426],
[0.0320586 , 0.08714432, 0.23688282, 0.64391426]]]
示例2（矩阵一共有三维。axis = 1，表示沿着第二维做softmax操作）
# input
x.shape = [2, 3, 4]
x.data = [[[2.0, 3.0, 4.0, 5.0],
[3.0, 4.0, 5.0, 6.0],
[7.0, 8.0, 8.0, 9.0]],
[[1.0, 2.0, 3.0, 4.0],
[5.0, 6.0, 7.0, 8.0],
[6.0, 7.0, 8.0, 9.0]]]
axis = 1
# output
out.shape = [2, 3, 4]
out.data = [[[0.00657326, 0.00657326, 0.01714783, 0.01714783],
[0.01786798, 0.01786798, 0.04661262, 0.04661262],
[0.97555875, 0.97555875, 0.93623955, 0.93623955]],
[[0.00490169, 0.00490169, 0.00490169, 0.00490169],
[0.26762315, 0.26762315, 0.26762315, 0.26762315],
[0.72747516, 0.72747516, 0.72747516, 0.72747516]]]
参数¶
x (Tensor) - 输入的
Tensor，数据类型为：float32、float64。axis (int, 可选) - 指定对输入
x进行运算的轴。axis的有效范围是[-D, D)，D是输入x的维度，axis为负值时与 \(axis + D\) 等价。默认值为-1。dtype (str，可选) - 输出 Tensor 的数据类型，支持float32、float64。
name (str, 可选) - 操作的名称(可选，默认值为None）。更多信息请参见 Name。
返回¶
Tensor，形状和x相同，数据类型为dtype或者和x相同。
代码示例¶
import paddle
import paddle.nn.functional as F
import numpy as np
x = np.array([[[2.0, 3.0, 4.0, 5.0],
[3.0, 4.0, 5.0, 6.0],
[7.0, 8.0, 8.0, 9.0]],
[[1.0, 2.0, 3.0, 4.0],
[5.0, 6.0, 7.0, 8.0],
[6.0, 7.0, 8.0, 9.0]]], 'float32')
x = paddle.to_tensor(x)
out1 = F.softmax(x)
out2 = F.softmax(x, dtype='float64')
# out1's data type is float32; out2's data type is float64
# out1 and out2's value is as follows:
# [[[0.0320586 , 0.08714432, 0.23688282, 0.64391426],
# [0.0320586 , 0.08714432, 0.23688282, 0.64391426],
# [0.07232949, 0.19661193, 0.19661193, 0.53444665]],
# [[0.0320586 , 0.08714432, 0.23688282, 0.64391426],
# [0.0320586 , 0.08714432, 0.23688282, 0.64391426],
# [0.0320586 , 0.08714432, 0.23688282, 0.64391426]]]