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Tensorflow、sklearn孰好孰坏?tensorflow损失函数是什么?

来源: 21ic
2020-12-03
类别:基础知识
eye 22
文章创建人 拍明

原标题:Tensorflow、sklearn孰好孰坏?tensorflow损失函数是什么?

TensorFlow和sklearn各有优势,适用于不同的应用场景,无法简单地判断孰好孰坏。

  • TensorFlow

    • 定位:是一个开源的机器学习框架,主要用于构建和训练深度学习模型。

    • 特点:提供了丰富的API和工具,支持从研究到生产的完整机器学习工作流程。适合处理复杂的数据集和构建复杂的神经网络模型。

    • 适用场景:深度学习、计算机视觉、自然语言处理等需要高度复杂模型的任务。

  • sklearn(scikit-learn)

    • 定位:是一个简单高效的机器学习库,提供了大量现成的算法和工具。

    • 特点:易于使用,接口统一,适合快速原型开发和实验。提供了从数据预处理到模型评估的完整工具链。

    • 适用场景:传统机器学习算法、数据挖掘、数据预处理等任务。

TensorFlow中的损失函数

在TensorFlow中,损失函数(Loss Function)用于衡量模型预测结果与实际标签之间的差异,是优化模型参数的关键指标。以下是TensorFlow中常见的损失函数:

  1. 回归问题中的损失函数

    • 公式Lδ(a)={21a2δ(∣a21δ)if ∣aδotherwise

    • 特点:结合了MSE和MAE的优点,需要手动调参(超参数δ)。

    • 应用:适用于对离群点敏感但又不希望模型过于受离群点影响的场景。

    • 公式MAE=n1i=1nyiy^i

    • 特点:对离群样本的鲁棒性强,但收敛速度可能较慢。

    • 应用:当数据中存在较多离群点时,MAE可能是一个更好的选择。

    • 公式MSE=n1i=1n(yiy^i)2

    • 特点:便于梯度下降,误差大时下降快,误差小时下降慢,有利于函数收敛。但对离群样本敏感。

    • 应用:适用于大多数回归问题。

    • 均方误差(Mean Squared Error, MSE)

    • 平均绝对误差(Mean Absolute Error, MAE)

    • Huber损失

QQ_1742377026179.png

  1. 分类问题中的损失函数

    • 公式L=max(0,1yiy^i)

    • 特点:用于支持向量机(SVM)等最大间隔分类器。

    • 应用:二分类问题,特别是当需要明确分类边界时。

    • 特点:在交叉熵损失的基础上,对不同类型的样本赋予不同的权重。

    • 应用:类别不平衡问题,通过增加少数类样本的权重来改善模型性能。

    • 特点:与多元交叉熵类似,但适用于真实标签为整数编码(而非one-hot编码)的情况。

    • 应用:多分类任务,当真实标签以整数形式给出时。

    • 公式L=n1i=1nc=1Cyiclog(y^ic)

    • 特点:用于多分类问题,衡量预测概率分布与实际标签之间的差异。

    • 应用:神经网络等多分类任务。

    • 公式L=n1i=1n[yilog(y^i)+(1yi)log(1y^i)]

    • 特点:用于二分类问题,衡量预测概率分布与实际标签之间的差异。

    • 应用:逻辑回归、神经网络等二分类任务。

    • 二元交叉熵(Binary Cross Entropy)

    • 多元交叉熵(Categorical Cross Entropy)

    • 稀疏类别交叉熵(Sparse Categorical Cross Entropy)

    • 加权交叉熵(Weighted Cross Entropy)

    • 铰链损失(Hinge Loss)

在TensorFlow中,这些损失函数可以通过tf.keras.losses模块轻松调用,也可以根据需要自定义损失函数。选择合适的损失函数对于模型的训练效果和性能至关重要。


责任编辑:David

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标签: Tensorflow sklearn

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