016、什么是损失函数

本文为合集收录,欢迎查看合集/专栏链接进行全部合集的系统学习。

合集完整版请参考这里

上一节介绍了训练的大致过程。

一个模型在训练的过程中,每一轮都会输出本轮的预测值,那么如何将本轮的预测值与真实值进行对比呢?

这就要用到损失函数(Loss function)。

什么是损失函数?

损失函数是用来衡量模型预测结果与真实标签(ground truth)之间差别的函数。

一般而言,损失函数会接收两个输入,一个是本轮的预测值,另一个是标签的真实值。通过一定的算法来将预测值和真实值之间的差别计算出来。

损失函数的输出被定义为损失值(loss值),Loss值越大,说明预测值与真实值之间的差别越大。

因此神经网络在训练时,每轮训练的目的就是降低loss值,直到将loss值降低到为零,或者接近零。如此一来就说明模型训练收敛,训练过程也就结束了,这便是损失函数的作用。

上图展示了训练过程中 loss 值降低的曲线示意图。

之所以损失函数需要输出一个loss值,是因为在每次训练时都需要一个参数来衡量结果。

除此之外,损失函数还有其他的几个作用。

  • 损失函数反映了模型的预测能力。loss值越小,预测能力越强,我们还通过优化损失函数,来调整模型自身的参数,从而更好地拟合训练数据。

  • 损失函数可以根据任务的不同来选择。不同任务可能会有不同的损失函数选择,例如分类问题可以使用交叉熵损失函数,回归问题可以使用均方误差损失函数。

常见的损失函数

  • 均方误差(Mean Squared Error, MSE):适用于回归问题,计算模型输出与真实标签之间的平均平方差。

  • 交叉熵损失函数(Cross-Entropy Loss):适用于分类问题,特别是多类别分类问题。包括二元交叉熵损失函数和多元交叉熵损失函数,用于衡量模型输出与真实标签之间的差异。可参考:为什么要用交叉熵作为损失函数。

  • 对数损失函数(Log Loss 或 Binary Cross-Entropy):用于二分类问题,通常用于二分类问题中的概率输出模型,如逻辑回归。

  • KL 散度(Kullback-Leibler Divergence, KLD):用于衡量两个概率分布之间的差异,常用于生成模型中的损失函数,如变分自编码器。

  • 余弦相似度损失函数(Cosine Similarity Loss):适用于度量两个向量之间的相似性,常用于人脸识别等相似性学习任务。可参考:余弦相似度

以上只是列举了一些常见的损失函数,在实际中需要根据具体的任务和模型结构,来设计和选择最适合的损失函数。

后面会有一个小的示例,用来完成一个模型的训练,到时候可以关注一下loss值的变化。

如果你想学习 AI ,欢迎来添加我的微信 (vx: ddcsggcs ),会有很多好玩的AI技术分享,可以咨询、也可以围观朋友圈呀!欢迎查看我的专栏 >>1. 专栏:计算机视觉入门与调优 , 2. 专栏:Transformer 通关与大模型实战

相关推荐
装不满的克莱因瓶2 分钟前
掌握感知器的学习原理
人工智能·python·神经网络·算法·ai·卷积神经网络
Lsk_Smion3 分钟前
力扣实训 _ [994].腐烂的橘子/图论
算法·leetcode·图论
轻微的风格艾丝凡11 分钟前
两电平三相VSC整流模式从不控整流平滑切换至有源整流调试记录
算法·dsp·c2000
dongf201925 分钟前
R语言KNN算法
算法·数据分析·r语言
小O的算法实验室1 小时前
2025年IEEE TASE,基于双层耦合平均场博弈的大规模智能体集成任务分配与轨迹规划
人工智能·算法·机器学习
8Qi81 小时前
LeetCode 337:打家劫舍 III(House Robber III)—— 题解 ✅
算法·leetcode·二叉树·动态规划
地平线开发者1 小时前
从 INT64 Div 算子约束到 Cast 修复全流程
算法
AI科技星1 小时前
基于奇合数边界的离散解析数论与双螺旋宇宙本体大统一体系论文全部数学公式汇总表
人工智能·算法·机器学习·架构·学习方法
地平线开发者1 小时前
Horizon 模型多 Batch 配置
算法·自动驾驶
czhaii1 小时前
GB2312简体中文编码表
单片机·算法