损失函数——交叉熵损失函数

一、定义

机器学习中所有的算法都需要最大化或最小化一个函数,这个函数被称为“目标函数”。其中,我们一般把最小化的一类函数,称为“损失函数”。它能根据预测结果,衡量出模型预测能力的好坏。

损失函数大致可分为两类分类问题的损失函数回归问题的损失函数

二、交叉熵损失函数:

知识准备:

:表示一个系统的不确定程度,或者说一个系统的混乱程度

1、信息熵:将熵引入到信息论中,命名为“信息熵”

损失函数——交叉熵损失函数

公式运用
此处的信息熵克表示混乱程度亦或是不确定性
损失函数——交叉熵损失函数
损失函数——交叉熵损失函数

2、 KL散度(相对熵):

KL散度:是两个概率分布间差异的非对称性度量。
通俗说法是用来衡量同一个随机变量的两个不同分布之间的距离
损失函数——交叉熵损失函数

损失函数——交叉熵损失函数

公式运用:
损失函数——交叉熵损失函数
公式变形:

损失函数——交叉熵损失函数

交叉熵:

交叉熵主要用于度量同一个随便变量X的预测分布Q与真实分布P之间的差距
损失函数——交叉熵损失函数
这里求得的交叉熵意味与真实标签的差距大小,越小越好
损失函数——交叉熵损失函数

结论:

损失函数——交叉熵损失函数
由图可知,如果不是真实标签,它的标签P(X)=0所以算的结果与之无关

1、预测越准确,交叉熵越小
2、交叉熵只跟真实标签的预测概率值有关
所以可以把交叉熵公式化简:
损失函数——交叉熵损失函数

二分类交叉熵公式:
损失函数——交叉熵损失函数

为什么要用交叉熵而不是用KL散度?
损失函数——交叉熵损失函数

Softmax公式

1、将数字转化成概率
2、进行数据归一化的利器
损失函数——交叉熵损失函数
损失函数——交叉熵损失函数

Sigmoid

1、Sigmoid函数也叫Logistic函数
2、取值范围是(0,1)
3、神经网路常用函数
4、常被用作二分类
损失函数——交叉熵损失函数

常见的交叉熵损失函数类型

损失函数——交叉熵损失函数

交叉熵损失函数:

损失函数——交叉熵损失函数
具体过程:
损失函数——交叉熵损失函数

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