对于SVM和softmax的损失函数总结（基于cs231n）

写的非常好的参考：https://blog.****.net/zhangxb35/article/details/55223825

（1）SVM

The Multiclass SVM loss for the i-th example is then formalized asfollows:

hinge loss：

（1）只关注正确分数比不正确分数大delta

对于第i个例子，对于它被分为3个类的score分别为s1,s2,s3,而ground truth是其应该被放进类1,所以计算s2/s3和s1的差值并加上梯度delta。一些比s1高的分数没有多于delta的,将会取0,而其余则取他们的差值.

（2）若损失函数改为：

鉴于前面对s的取值公式,则L可被写作:

有时用他的平方,即max(0,−)2，作为loss,使得惩罚更强烈(二次方而不是线性)，对错误容忍降低

（3）hint：一般训练时w初始为很小，故s为较小的均匀分布值，s约等于0，所以在这个损失函数下，loss= 分类数量 - 1。在最开始训练时应考虑预期的损失函数该是多大，用于验证是否有bug

（4）关于hinge loss的求导：

参考：

https://blog.****.net/suichen1/article/details/50503477

 

（2）softmax

(1)定义

可参考博客：softmax参考

Softmax分类器是二元逻辑斯特回归的多元一般形式。

我们知道max，假如说我有两个数，a和b，并且a>b，如果取max，那么就直接取a，没有第二种可能

但有的时候我不想这样，因为这样会造成分值小的那个饥饿。所以我希望分值大的那一项经常取到，分值小的那一项也偶尔可以取到，那么我用softmax就可以了 
现在还是a和b，a>b，如果我们取按照softmax来计算取a和b的概率，那a的softmax值大于b的，所以a会经常取到，而b也会偶尔取到，概率跟它们本来的大小有关。所以说不是max，而是 Soft max 

 

(2)loss function

它的loss function与SVM的不同在于,修改了hinge loss部分,变成了cross-entropyloss。log里面的值就是这组数据正确分类的Softmax值，它占的比重越大，这个样本的Loss也就越小

对于每一个example Li, j是分类结果class中的一个,fyi是把i分类为yi的score,这样可以将Li控制在[0,1]之间

 loss性质：

最小值 = 0，所有都分类正确，则-log1 = 0

最大值：无穷，分类正确概率近乎0时，即无穷大

在初始训练时，s约等于0，且都相等时，L=lnC，C即变量个数

（3）梯度下降

这里注意，无论内部的fj如何变化，求导形式都不变，区别只是外面的fj对w求导变化，P - j == yi不变

(相等时为P-1,不相等时为P)