【问题标题】:Why would I choose a loss-function differing from my metrics?为什么我要选择与我的指标不同的损失函数?
【发布时间】:2023-03-04 13:31:02
【问题描述】:

当我浏览互联网上的教程或在 SO 上发布的模型时,我经常看到损失函数与用于评估模型的指标不同。这可能看起来像:

model.compile(loss='mse', optimizer='adadelta', metrics=['mae', 'mape'])

无论如何,按照这个例子,我为什么不优化 'mae''mape' 作为损失而不是 'mse' 当我什至不关心我的指标中的 'mse' 时(假设这会是我的模型)?

【问题讨论】:

  • 这个answer 可能会有所帮助。

标签: tensorflow optimization keras gradient-descent loss-function


【解决方案1】:

这是一个很好的问题。

了解您的建模后,您应该使用便利损失函数来最小化以实现您的目标。 但是为了评估您的模型,您将使用指标来报告使用某些指标的泛化质量。

由于许多原因,评估部分可能与优化标准不同。

举个例子,在生成对抗网络中,许多论文表明 mse 损失最小化会导致更模糊的图像,尽管 ma​​e 有助于获得更清晰的输出。您可能希望在评估中跟踪它们,以了解它如何真正改变事物。

另一种可能的情况是当您有自定义损失,但您仍希望根据准确性报告评估。

我可以想到可能的情况,您可以将损失函数设置为收敛得更快、更好等,但您也可以使用其他一些指标来衡量模型的质量。

希望这能有所帮助。

【讨论】:

    【解决方案2】:

    在许多情况下,您感兴趣的指标可能不可微,因此您不能将其用作损失,例如准确性就是这种情况,使用交叉熵损失代替,因为它是可微的。

    对于已经可区分的指标,您只想从学习过程中获得更多信息,因为每个指标衡量的东西都不同。例如,MSE 的比例是数据/预测比例的平方,因此要获得相同的比例,您必须使用 RMSE 或 MAE。 MAPE 会为您提供相对(而非绝对)误差,因此所有这些指标都会衡量可能感兴趣的不同内容。

    在准确度方面,使用此指标是因为它很容易被人类解释,而交叉熵损失则不太直观。

    【讨论】:

    • 争论可微分很有帮助,谢谢!在我将此作为正确答案之前,我想问您是否也可以对手头的示例(在问题中)提供一些见解:当度量和损失都是可微的时,为什么我要选择第三个选项作为损失?我并不是说在每个指标都表达不同的东西的情况下。我的意思是:当我选择 mae 作为指标时,因为它表达了我想要的,为什么不优化 mae 作为损失呢?
    • @Markus 在这种情况下,没有什么能阻止您将 mae 优化为损失
    • @MatiasValdenegro 实际上还应该考虑与输出激活函数的兼容性。例如,使用带有 sigmoid/softmax 的交叉熵损失函数作为输出激活函数效果很好,因为它可以平滑梯度。您可以在 Ian Goodfellow、Yoshua Bengio 和 Aaron Courville 所著的 Deep Learning Ch.6.2 一书中查看它。或者在线搜索。
    【解决方案3】:

    当我遇到一个使用 mae 作为损失的 GAN 实现时,我刚刚问了自己这个问题。我已经知道某些指标是不可微的,并认为 mae 是一个 ecample,尽管仅在 x=0 时。那么是否有一个例外,比如假设斜率为 0?这对我来说很有意义。

    我还想补充一点,我学会了使用 mae 而不是 mae,因为小的误差在平方时会保持较小,而较大的误差会在相对幅度上增加。因此,mse 会受到更大的惩罚。

    【讨论】:

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