机器学习/深度学习中的常用损失函数公式、原理与代码实践(持续更新ing...)

简介: 本文的结构是首先介绍一些常见的损失函数,然后介绍一些个性化的损失函数实例。

1. 分类 - 交叉熵


讲解博文:损失函数|交叉熵损失函数 - 知乎


1.1 二分类-BCELoss系

二分类可以使用BCELoss,比如链路预测任务预测某条边是否存在,或者多标签分类中将每个类作为一个二分类任务(但是一般来说这样效果会很差),就用BCELoss。

torch.nn.BCEWithLogitsLoss=sigmoid (torch.special.expit) +torch.nn.BCELoss

BCEWithLogitsLoss — PyTorch 1.12 documentation


直接使用torch.nn.BCEWithLogitsLoss在数学上更稳定。

torch.nn.BCEWithLogitsLoss(weight=None, size_average=None, reduce=None, reduction='mean', pos_weight=None)


单标签二分类(一般都是这样的):


loss = nn.BCEWithLogitsLoss()
input = torch.randn(3, requires_grad=True)
target = torch.empty(3).random_(2)
output = loss(input, target)
output.backward()


多标签二分类:


target = torch.ones([10, 64], dtype=torch.float32)  # 64 classes, batch size = 10
output = torch.full([10, 64], 1.5)  # A prediction (logit)
pos_weight = torch.ones([64])  # All weights are equal to 1
criterion = torch.nn.BCEWithLogitsLoss(pos_weight=pos_weight)
criterion(output, target)  # -log(sigmoid(1.5))


输出:tensor(0.2014)


多分类用CrossEntropyLoss(等于softmax+NLLLoss)


其他相关参考资料:

  1. 细数nn.BCELoss与nn.CrossEntropyLoss的区别_python_脚本之家
  2. nn.BCELoss与nn.CrossEntropyLoss的区别_耐耐~的博客-CSDN博客_bceloss和crossentropy
  3. nn.BCELoss()与nn.CrossEntropyLoss()的区别_Offer.harvester的博客-CSDN博客
  4. 【基础知识】多标签分类CrossEntropyLoss 与 二分类BCELoss_All_In_gzx_cc的博客-CSDN博客_bceloss crossentropy
  5. pytorch BCELoss和BCEWithLogitsLoss - 那抹阳光1994 - 博客园
  6. Pytorch nn.BCEWithLogitsLoss()的简单理解与用法_xiongxyowo的博客-CSDN博客_nn.bcewithlogitsloss


2. 二分类 - hinge loss


image.png

参考资料:

  1. Hinge loss - Wikiwand
  2. 怎么样理解SVM中的hinge-loss? - 知乎


3. 回归 - MSE



4. 魔改损失函数的示例


  1. 多任务

SPACES模型,示例损失函数部分TensorFlow1+Keras代码:SPACES/seq2seq_model.py at main · bojone/SPACES


  1. 自定义:图神经网络节点表征模型PTA,PyTorch代码,我参考原始项目复现出来的。损失函数分成2部分,一部分在模型中直接定义随epoch变化的损失函数:rgb-experiment/pta.py at master · PolarisRisingWar/rgb-experiment,一部分在训练和测试的时候额外增加设定的超参:rgb-experiment/itexperiments.py at master · PolarisRisingWar/rgb-experiment


  1. 多任务+自定义:legal judgment prediction模型EPM:在train()函数中,又是多任务,又加了mask(在原论文中定义为“constraint”):EPM/model.py at main · WAPAY/EPM


相关文章
|
机器学习/深度学习 算法 定位技术
Baumer工业相机堡盟工业相机如何通过YoloV8深度学习模型实现裂缝的检测识别(C#代码UI界面版)
本项目基于YOLOv8模型与C#界面,结合Baumer工业相机,实现裂缝的高效检测识别。支持图像、视频及摄像头输入,具备高精度与实时性,适用于桥梁、路面、隧道等多种工业场景。
1561 27
|
机器学习/深度学习 算法 Python
机器学习特征筛选:向后淘汰法原理与Python实现
向后淘汰法(Backward Elimination)是机器学习中一种重要的特征选择技术,通过系统性地移除对模型贡献较小的特征,以提高模型性能和可解释性。该方法从完整特征集出发,逐步剔除不重要的特征,最终保留最具影响力的变量子集。其优势包括提升模型简洁性和性能,减少过拟合,降低计算复杂度。然而,该方法在高维特征空间中计算成本较高,且可能陷入局部最优解。适用于线性回归、逻辑回归等统计学习模型。
705 7
|
机器学习/深度学习 人工智能 供应链
从概念到商业价值:AI、机器学习与深度学习全景指南
在这个科技飞速发展的时代🚀,人工智能正以惊人的速度渗透到我们的生活和工作中👀。但面对铺天盖地的AI术语和概念,很多人感到困惑不已😣。"AI"、"机器学习"、"深度学习"和"神经网络"到底有什么区别?它们如何相互关联?如何利用这些技术提升工作效率和创造价值?
811 0
|
机器学习/深度学习 数据采集 编解码
基于深度学习分类的时相关MIMO信道的递归CSI量化(Matlab代码实现)
基于深度学习分类的时相关MIMO信道的递归CSI量化(Matlab代码实现)
530 1
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
PaperCoder:一种利用大型语言模型自动生成机器学习论文代码的框架
PaperCoder是一种基于多智能体LLM框架的工具,可自动将机器学习研究论文转化为代码库。它通过规划、分析和生成三个阶段,系统性地实现从论文到代码的转化,解决当前研究中代码缺失导致的可复现性问题。实验表明,PaperCoder在自动生成高质量代码方面显著优于基线方法,并获得专家高度认可。这一工具降低了验证研究成果的门槛,推动科研透明与高效。
1256 19
PaperCoder:一种利用大型语言模型自动生成机器学习论文代码的框架
|
机器学习/深度学习 算法 vr&ar
【深度学习】基于最小误差法的胸片分割系统(Matlab代码实现)
【深度学习】基于最小误差法的胸片分割系统(Matlab代码实现)
313 0
|
机器学习/深度学习 人工智能 开发者
DeepSeek安装部署指南,基于阿里云PAI零代码,小白也能轻松搞定!
阿里云PAI平台支持零代码一键部署DeepSeek-V3和DeepSeek-R1大模型,用户可轻松实现从训练到部署再到推理的全流程。通过PAI Model Gallery,开发者只需简单几步即可完成模型部署,享受高效便捷的AI开发体验。具体步骤包括:开通PAI服务、进入控制台选择模型、一键部署并获取调用信息。整个过程简单快捷,极大降低了使用门槛。
2480 43
|
机器学习/深度学习 数据采集 分布式计算
大数据分析中的机器学习基础:从原理到实践
大数据分析中的机器学习基础:从原理到实践
917 3
|
机器学习/深度学习 人工智能 开发者
DeepSeek服务器繁忙?拒绝稍后再试!基于阿里云PAI实现0代码一键部署DeepSeek-V3和DeepSeek-R1大模型
阿里云PAI平台支持零代码一键部署DeepSeek-V3和DeepSeek-R1大模型,用户可轻松实现从训练到部署再到推理的全流程。通过PAI Model Gallery,开发者只需简单几步即可完成模型部署,享受高效便捷的AI开发体验。具体步骤包括开通PAI服务、进入控制台选择模型、一键部署并获取调用信息。整个过程无需编写代码,极大简化了模型应用的门槛。
826 7
|
机器学习/深度学习 人工智能 算法
机器学习与深度学习:差异解析
机器学习与深度学习作为两大核心技术,各自拥有独特的魅力和应用价值。尽管它们紧密相连,但两者之间存在着显著的区别。本文将从定义、技术、数据需求、应用领域、模型复杂度以及计算资源等多个维度,对机器学习与深度学习进行深入对比,帮助您更好地理解它们之间的差异。

热门文章

最新文章