損失函式(loss function)

2021-07-25 16:42:54 字數 1940 閱讀 1181

這篇博文翻譯得損失函式來自機器學習中一篇講義。

1 損失函式(乙個統一的觀點)

損失函式的一般定義如下,損失函式包含了兩部分:損失項和正則項。

1.1  損失項

這小節將舉5個例子來說明損失項。這5個例子是gold standard(理想情況),hinge(軟間隔svm)

, log(邏輯回歸,交叉熵誤差), squared loss(線性回歸) and boosting.

1.1.1 gold standard

gold standard損失函式,我們已經使用它來評估我們的分類器了——計算產生的錯誤數量。通常被稱為「0-1」損失,或者

1.1.2hinge(軟間隔svm)軟間隔損失項,使用

所以我們可以把等式變換成下列的形式

1.1.4 線性回歸

線性回歸有乙個平方損失項,使用l2描述損失平方項。我們可以從圖14.1看到平方項比gold standard更高,所以平方項

不是乙個好的函式

1.1.5 boosting

我們再看看被稱為boosting的學習演算法。它可以看成是指數損失項的貪心優化。

在圖14.1是5個函式的曲線圖,藍色線是0-1損失函式,黑色線是平方損失函式,紅色是hinge loss,黃色是logistic loss,

綠色是boosting loss。

針對5損失項的4點分析

(1)(2)所有的損失函式是l01的凸替換。這意味著我們仍然可以使用我們通用邊界

(3)如果我們的目標不是在x^new, y^new上最小化0-1損失函式。但需要最大化概率p(y^new|x^new),

我們可以使用llog。

但注意到最大化概率p(y^new|x^new)意味著我們用無邊界的損失函式來評估我們的結果。

換句話說,有可能我們會看到乙個特殊的訓練例子,而這個例子是極其不好的。

(4)有界損失和凸性相對應。在一些場合中,直覺來看,損失應該是有界的–我們不應花費無限的代價用在

某個錯分了的例子上。注意到有界的損失(l01)經常用來給測試資料的分類器評分。但是有界損失函式,

也意味著非凸性–例如,l01(w)不是關於w的凸函式。這表明有界函式很難優化。而凸函式要容易得多。

1.2 正則項

在這節中將介紹幾種有用的正則項

下面是幾種流行的正則項:

上面幾項的一般表示式:

p=2時,得到平方根r2.在計算函式收斂時,使用標準平方更好。.

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