机器学习复习(7)——损失函数

交叉熵损失函数

交叉熵损失函数是深度学习中常用的一种损失函数,特别是在分类问题中。它衡量的是模型预测的概率分布与真实标签的概率分布之间的差异。下面是交叉熵损失函数的推导过程:
 1. 概率模型:在分类问题中,假设有一个模型预测出类别$i$的概率为 $p_i$。真实情况下,如果样本属于类别$i$则这个类别的真实概率$y_i$为1,
 其它类别的$y_j$为0。
 2 似然函数:对于单个样本,其似然函数表示为模型预测正确的概率,即 $L=\prod_{i=1}^Cp_i^{y_i}$

其中$C$是类别的总数。对于属于类别 $i$ 的样本,这个似然函数简化为 $L=p_i$

3.对数似然:为了便于计算,通常对似然函数取对数,得到对数似然$\log(L)=\sum_{i=1}^Cy_i\log(p_i)$
4. 损失函数:在机器学习中,我们通常最小化损失函数,而不是最大化似然函数。因此,我们取对数似然的负值作为损失函数,即交叉熵损失函数:$H(y,p)=-\sum_{i=1}^Cy_i\log(p_i)$

在二分类问题中,交叉熵损失函数可以进一步简化。如果我们有两个类别$(C=2)$,并且用$p$表示样本属于类别 1的概率 (因此样本属于 类别 0 的概率为 $(1-p)$ , 则交叉熵损失函数为:$H(y,p)=-y\log(p)-(1-y)\log(1-p)$

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