SVM – 能量、损失、正则化和成本函数的区别

我正在阅读基于能量的学习教程,并试图理解在SVM上下文中上述术语之间的区别。这个链接总结了损失函数、成本函数和目标函数之间的区别。根据我的理解,

目标函数:我们想要最小化的内容。例如SVM中的||w||^2

损失函数:预测与标签之间的惩罚,这也相当于正则化项。例如SVM中的铰链损失函数。

成本函数:结合了目标函数和损失函数的通用公式。

现在,第一个链接指出铰链函数是max(0, m + E(W,Yi,Xi) - E(W,Y,X)),即它是能量项的函数。这是否意味着SVM的能量函数是1 - y(wx + b)?能量函数是否是损失函数的一部分?损失函数和目标函数是否是成本函数的一部分?

对这四个术语的简洁总结将极大地帮助我的理解。如果我的理解有误,请纠正我。这些术语听起来很 confusing。谢谢!


回答:

目标函数:我们想要最小化的内容。例如SVM中的||w||^2。

目标函数 – 顾名思义 – 是优化的目标。它可以是我们想要最小化的(如成本函数)或最大化的(如似然函数)。一般来说 – 它是衡量当前解决方案有多好的函数(通常通过返回一个实数来实现)。

损失函数:预测与标签之间的惩罚,这也相当于正则化项。例如SVM中的铰链损失函数。

首先,损失并不等同于正则化,在任何意义上都不是。损失函数是模型与真实值之间的惩罚。这可以是类条件分布的预测与真实标签的比较,也可以是数据分布与经验样本的比较,等等。

正则化

正则化是一个术语、惩罚、度量,旨在惩罚过于复杂的模型。在机器学习中,或者一般来说在统计学中处理估计器时,你总是试图平衡两种误差来源 – 方差(来自过于复杂的模型,过拟合)和偏差(来自过于简单的模型,学习方法不佳,欠拟合)。正则化是在优化过程中惩罚高方差模型的技术,以便获得较少过拟合的模型。换句话说 – 对于能够完美拟合训练集的技术,重要的是要有一个措施来禁止这种情况,以便保持泛化能力。

成本函数:结合了目标函数和损失函数的通用公式。

成本函数只是一个需要最小化的目标函数。它可以由一些损失函数和正则化器的集合组成。

现在,第一个链接指出铰链函数是max(0, m + E(W,Yi,Xi) – E(W,Y,X)),即它是能量项的函数。这是否意味着SVM的能量函数是1 – y(wx + b)?能量函数是否是损失函数的一部分?损失函数和目标函数是否是成本函数的一部分?

铰链损失是max(0, 1 - y(<w,x> - b))。这里定义的不是SVM的,而是通用因子图的,我强烈建议从基础开始学习机器学习,而不是从高级技术开始。没有对机器学习基础的良好理解,这篇论文将无法理解。

以下是SVM和命名惯例的示例

C SUM_i=1^N max(0, 1 - y_i(<w, x_i> - b)) + ||w||^2            \__________________________/    \_____/                         损失            正则化\_________________________________________________/            成本 / 目标函数                        

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