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
Dream it possible!10 小时前
LeetCode 面试经典 150_多维动态规划_交错字符串(97_C++_中等)
算法·leetcode·面试·动态规划
心抵鹊10 小时前
算法之双指针系列(一)
算法·leetcode
十二10 小时前
【洛谷题解】P1083 [NOIP 2012 提高组] 借教室(二分答案 + 差分)
数据结构·c++·算法·蓝桥杯
小此方11 小时前
[算法实战论:动态规划]回文串问题的dp解法,回文串问题的母题,以及以此为基础的派生题
算法·动态规划
Pniubi12 小时前
力扣560.和为k的子数组
算法·leetcode·职场和发展
D e re k ZH12 小时前
C++ 从零入门(一):基础语法与程序结构
数据结构·c++·算法
Pniubi13 小时前
力扣438.找到字符串中所有字母异位词
算法·leetcode·职场和发展
東隅已逝,桑榆非晚15 小时前
算法6. 双指针法-查找总价格为目标的两个商品
c++·学习·算法
Eyfcom16 小时前
〖物联网终端实战 01〗UWB 室内高精度定位:仓储 AGV 与人员的厘米级轨迹追踪
物联网·算法·物流系统·快递系统·跨境物流快递系统·物联网终端实战
bro_Java66616 小时前
《排序的底层逻辑:比较、交换与分治》
java·算法·排序算法