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常见的激活函数和损失函数

时间:2024-11-05 19:15:08浏览次数:3  
标签:函数 Huber 常见 损失 ReLU 激活 MSE 表达式

激活函数

1. 线性激活函数

        • 数学表达式:y = x

        • 优点:简单,易于理解和实现

        • 缺点:不能处理复杂的数据模式,无法引入非线性

2. Sigmoid函数

        • 数学表达式:

        • 优点:将值映射到0和1之间,输出具有明确的意义(概率)

        • 缺点:梯度消失问题,输出不以0为中心

3. Tanh函数

         • 数学表达式(双曲正切):

        • 优点:将值映射到-1和1之间,输出以0为中心

        • 缺点:仍存在梯度消失问题

4. ReLU函数(Rectified Linear Unit)

        • 数学表达式:f(x) = max(0, x)

        • 优点:可以缓解梯度消失问题,计算效率高

        • 缺点:存在"死ReLU"问题

5. Leaky ReLU函数

        • 数学表达式:f(x) = max(0.01x, x)

         • 优点:尝试解决"死ReLU"问题

        • 缺点:参数可能需要调整

6. Swish函数

        • 数学表达式:f(x) = x * sigmoid(x)

        • 优点:据称其表现优于ReLU

        • 缺点:相比ReLU计算量较大

7. Softmax函数

        • 数学表达式: ,其中j从1到k

        • 优点:将一组值转换为一组概率值,常用于多类别分类问题的输出层

        • 缺点:当类别过多时,计算量较大

损失函数

1. 均方误差(Mean Squared Error, MSE):

        • 这是回归问题中最常用的损失函数。对于n个数据点,MSE为每个数据点 预测值与真实值差的平方的平均值。

        • 对于n个数据点,如果真实值为y_i,预测值为ŷ_i,则MSE = (1/n) Σ(y_i - ŷ_i)^2。

2. 均方根误差(Root Mean Squared Error, RMSE):

         • 它是MSE的平方根,用于量化预测误差的标准偏差。

        • RMSE是MSE的平方根,即RMSE = sqrt(MSE)。

3. 平均绝对误差(Mean Absolute Error, MAE):

        • 它是每个数据点预测值与真实值差的绝对值的平均值。

        • MAE = (1/n) Σ|y_i - ŷ_i|。

4. 交叉熵损失(Cross Entropy Loss)

        • 分类问题中最常用的损失函数。对于二分类问题,其形式为二元交叉熵 损失,用于衡量模型预测概率分布与真实分布之间的差距。对于多分类 问题,其形式为多项交叉熵损失。

        • 对于二分类问题,如果真实标签为y,预测为p,则二元交叉熵损失为-[y log(p) + (1-y) log(1-p)]。对于多分类问题,如果真实标签为one-hot编码 的向量y,预测为概率分布向量p,则多项交叉熵损失为-Σ(y_i log(p_i))。

5. 对数损失(Log Loss):

        • 对数损失通常用于二分类问题,其实就是二元交叉熵损失的另一种说法。

        • 对数损失的表达式与二元交叉熵损失相同,即-[y log(p) + (1-y) log(1 p)]。

6. Hinge损失 (Hinge Loss):

         • Hinge损失通常用于支持向量机和一些线性分类问题。

        • 对于分类问题,如果真实标签为y,预测为ŷ,则Hinge损失为max(0, 1 y*ŷ)。

7. Huber损失 (Huber Loss)

        • Huber损失是回归问题中的一种损失函数,它在误差小的时候变为平方 误差,误差大的时候变为绝对误差,因此对于异常值具有更好的鲁棒性。

        • 对于回归问题,Huber损失定义为:

                • 如果|y - ŷ| ≤ δ,则Huber损失为0.5 * (y - ŷ)^2

                • 如果|y - ŷ| > δ,则Huber损失为δ * |y - ŷ| - 0.5 * δ^2

                • 其中,δ是一个需要调整的参数。

标签:函数,Huber,常见,损失,ReLU,激活,MSE,表达式
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