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
吃好睡好便好1 小时前
查找函数的使用
学习·算法·matlab·生活·查找函数
学习星球1 小时前
单调栈——从“找下一个更大的“到柱状图中的最大矩形
数据库·c++·算法·leetcode·xcode
靠沿3 小时前
贪心算法专题(二)
算法·贪心算法
猎头南楼3 小时前
具身智能模型部署方向的能力要求与技术栈梳理
人工智能·深度学习·算法
啥都想学点的研究生4 小时前
一篇文章讲清楚:线性回归问题的求解——正规方程法
算法·机器学习·线性回归
青少儿编程课堂4 小时前
树状数组精讲:逆序对计数与离散化(附双语言解法)
算法·树状数组·离散化·信息学奥赛·逆序对
血小板要健康5 小时前
网格 dfs 与 FloodFill:从岛屿、区域到搜索路径
笔记·算法·leetcode·深度优先
VALENIAN瓦伦尼安教学设备5 小时前
设备状态检测振动分析实训台案例分析
大数据·数据库·人工智能·嵌入式硬件·算法
小小晓.6 小时前
C++ 值类别与完美转发深度剖析:从左值右值到 std::forward 源码解密
开发语言·c++·算法
怕浪猫6 小时前
用了两年 AI 编程工具后,我重新理解了什么是「资深工程师」
算法·面试·架构