Angel 中的损失函数

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2023-12-01

Angel中的损失函数

1. Angel中的损失函数

Angel中有丰富的损失函数, 可分为两类

分类损失函数
回归损失函数

分类损失函数如下表所示:

名称	表达式	描述
CrossEntoryLoss		用于分类, 逻辑回归是一种特例, 也可以用于多分类Softmax, 它要求输入是概率, 而不是
LogLoss	})	用于分类, 是逻辑回归的损失函数, 可以看成是CrossEntoryLoss函数的一种特列, 用Sigmoid的方式具体化了
SoftmaxLoss		它是CrossEntoryLoss的特殊形式, 用Softmax的方式具体化了
HingeLoss	})	SVM的损失函数

用图形化表示如下:

分类损失函数

回归损失函数如下表所示

名称	表达式	描述
L2Loss		y-f(x)\	_2^2)	用于回归, 是最小二乘回归的损失函数
HuberLoss	,&abs(x)>\delta\\\frac{1}{2}x^2,&abs(x)\le\delta\end{array}\right.)	用于回归, 它在0附近用二次函数, 在其它地方用一次函数, 解决了绝对值函数在0附近不可导的问题, 用Huber损失得到的模型较为橹棒

用图形化表示如下:

回归损失函数

2. Angel中Loss的实现

Angel中的损失函数都实现了LossFunc Trait, 如下:

trait LossFunc extends Serializable {
  def calLoss(modelOut: Matrix, graph: AngelGraph): Double

  def loss(pred: Double, label: Double): Double

  def calGrad(modelOut: Matrix, graph: AngelGraph): Matrix

  def predict(modelOut: Matrix): Matrix
}

可见, angel中的loss的不仅有计算loss的功能, 还有计算梯度, 预测两项功能. 正是由于在Loss中实现了梯度计算, 才使反向传导有了起点. 在LossLayer中计算梯度就是直接调用lossFunc的calGrad, 如下:

  override def calGradOutput(): Matrix = {
    val start = System.currentTimeMillis()
    status match {
        gradOutput = lossFunc.calGrad(output, graph)
        status = STATUS.Backward
      case _ =>
    }
    val end = System.currentTimeMillis()
    gradOutput
  }

另外一项功能是预测, 在LossLayer中计算预测值就是直接调用lossFunc的predict, 如下:

  override def predict(): Matrix = {
    status match {
      case STATUS.Null =>
        calOutput()
      case _ =>
    }

    lossFunc.predict(output)
  }

3. Loss Function的Json

3.1 无参数的损失函数

除了huberloss外, 其它的lossfunc匀为无参数的损失函数, 有两种表达方式, 如下

"lossfunc": "logloss"

"lossfunc": {
    "type": "logloss"
}

3.2 参数的损失函数

只有huberloss, 具体如下:

"lossfunc": {
    "type": "huberloss",
    "delta": 0.1
}

项目地址：https://github.com/Angel-ML/angel
官网：https://angelml.ai/