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2020-09-15   阅读量: 1129

Scikit-learn

机器学习常见损失函数

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  1. 0-1损失函数(zero-one loss)

0-1损失是指预测值和目标值不相等为1, 否则为0:

[公式]

特点:

(1)0-1损失函数直接对应分类判断错误的个数,但是它是一个非凸函数,不太适用.

(2)感知机就是用的这种损失函数。但是相等这个条件太过严格,因此可以放宽条件,即满足 [公式] 时认为相等,

[公式]

2. 绝对值损失函数

绝对值损失函数是计算预测值与目标值的差的绝对值:

[公式]

3. log对数损失函数

log对数损失函数的标准形式如下:

[公式]

特点:

(1) log对数损失函数能非常好的表征概率分布,在很多场景尤其是多分类,如果需要知道结果属于每个类别的置信度,那它非常适合。

(2)健壮性不强,相比于hinge loss对噪声更敏感。

(3)逻辑回归的损失函数就是log对数损失函数。

4. 平方损失函数

平方损失函数标准形式如下:

[公式]

特点:

(1)经常应用与回归问题

5. 指数损失函数(exponential loss)

指数损失函数的标准形式如下:

[公式]

特点:

(1)对离群点、噪声非常敏感。经常用在AdaBoost算法中。

6. Hinge 损失函数

Hinge损失函数标准形式如下:

[公式]

特点:

(1)hinge损失函数表示如果被分类正确,损失为0,否则损失就为 [公式]SVM就是使用这个损失函数。

(2)一般的 [公式] 是预测值,在-1到1之间, [公式] 是目标值(-1或1)。其含义是, [公式] 的值在-1和+1之间就可以了,并不鼓励 [公式] ,即并不鼓励分类器过度自信,让某个正确分类的样本距离分割线超过1并不会有任何奖励,从而使分类器可以更专注于整体的误差。

(3) 健壮性相对较高,对异常点、噪声不敏感,但它没太好的概率解释。

7. 交叉熵损失函数 (Cross-entropy loss function)

交叉熵损失函数的标准形式如下:

[公式]

注意公式中 [公式] 表示样本, [公式] 表示实际的标签, [公式] 表示预测的输出, [公式] 表示样本总数量。

特点:

(1)本质上也是一种对数似然函数,可用于二分类和多分类任务中。

二分类问题中的loss函数(输入数据是softmax或者sigmoid函数的输出):

[公式]

多分类问题中的loss函数(输入数据是softmax或者sigmoid函数的输出):

[公式]

(2)当使用sigmoid作为激活函数的时候,常用交叉熵损失函数而不用均方误差损失函数,因为它可以完美解决平方损失函数权重更新过慢的问题,具有“误差大的时候,权重更新快;误差小的时候,权重更新慢”的良好性质。






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