3.二次代价函数,梯度下降法找loss最小值,交叉熵函数 的应用

这篇博客讨论了二次代价函数在深度学习中的作用,解释了梯度下降法如何寻找损失函数最小值,并提出通过改变代价函数为交叉熵函数以改善训练效果。在TensorFlow中,使用`tf.nn.sigmoid_cross_entropy_with_logits`和`tf.nn.softmax_cross_entropy_with_logits`来分别配合sigmoid和softmax函数。通过实例展示了交叉熵函数在减少迭代次数的同时提高模型精度。

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二次代价函数(quadratic cost)

二次代价函数
** 其中,C表示代价函数,x表示样本,y表示实际值,a表示输出值,n表示样本的总数。**

  • 为简单起见,同样一个样本为例进行说明,此时二次代价函数为:
    详细说明,右边是简单的二次代价函数
    y是label,是已知的, z是信号的总和。a是预测值(是需要计算的)等于z的信号总和之后的激活函数
    y-a表示真实值与预测值之间的差值

    相当于loss = tf.reduce_mean(tf.square(y - prediction)) ,需要的是越小越好。
    train_step = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.2).minimize(loss)

梯度下降法(Gradient descent)找最低点(loss的最小值)

梯度下降法
从以上公式可以看出,w和b的梯度跟激活函数的梯度成正比,激活函数的梯度越大,w和b的大小调整得越快,训练收敛得就越快。
sigmod函数
最好是:在远离最低点的时候,导数要越大越好,在离最低点近的时候,导数越来越小


换一个思路,我们不改变激活函数,而是改变代价函数,改用交叉熵函数

交叉熵函数
其中C表示代价函数,x表示样本,y表示实际值,a表示预测值,n表示样本的总数
在这里插入图片描述

sigmoid函数为:sigmodi函数

可证:

在这里插入图片描述

求w的最小值,两边对w进行求导
求w的最小值
求b的最小值

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