論文の概要: Alternate Loss Functions for Classification and Robust Regression Can Improve the Accuracy of Artificial Neural Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.09935v2
• Date: Mon, 6 Nov 2023 17:54:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-11-07 23:18:33.412242
• Title: Alternate Loss Functions for Classification and Robust Regression Can Improve the Accuracy of Artificial Neural Networks
• Title（参考訳）: 分類とロバスト回帰のための代替損失関数はニューラルネットワークの精度を向上させる
• Authors: Mathew Mithra Noel, Arindam Banerjee, Geraldine Bessie Amali D, Venkataraman Muthiah-Nakarajan
• Abstract要約: 本稿では,ニューラルネットワークのトレーニング速度と最終的な精度が,ニューラルネットワークのトレーニングに使用する損失関数に大きく依存することを示す。 様々なベンチマークタスクの性能を著しく向上させる2つの新しい分類損失関数を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.5620539044013535
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: All machine learning algorithms use a loss, cost, utility or reward function to encode the learning objective and oversee the learning process. This function that supervises learning is a frequently unrecognized hyperparameter that determines how incorrect outputs are penalized and can be tuned to improve performance. This paper shows that training speed and final accuracy of neural networks can significantly depend on the loss function used to train neural networks. In particular derivative values can be significantly different with different loss functions leading to significantly different performance after gradient descent based Backpropagation (BP) training. This paper explores the effect on performance of using new loss functions that are also convex but penalize errors differently compared to the popular Cross-entropy loss. Two new classification loss functions that significantly improve performance on a wide variety of benchmark tasks are proposed. A new loss function call smooth absolute error that outperforms the Squared error, Huber and Log-Cosh losses on datasets with significantly many outliers is proposed. This smooth absolute error loss function is infinitely differentiable and more closely approximates the absolute error loss compared to the Huber and Log-Cosh losses used for robust regression.
• Abstract（参考訳）: すべての機械学習アルゴリズムは損失、コスト、ユーティリティ、報酬関数を使用して学習目標を符号化し、学習プロセスを監督する。 学習を監督するこの関数は、しばしば認識されていないハイパーパラメータであり、不正な出力がどのようにペナル化され、パフォーマンスを改善するために調整されるかを決定する。 本稿では,ニューラルネットワークの学習速度と最終的な精度が,ニューラルネットワークの学習に使用される損失関数に大きく依存することを示す。 特に、微分値は損失関数が異なる場合に大きく異なることができ、勾配降下に基づくバックプロパゲーション(BP)訓練後の性能が著しく異なる。 本稿では,従来のクロスエントロピー損失と比較して,凸だがペナルティ誤差が異なる新たな損失関数の性能への影響について検討する。 様々なベンチマークタスクの性能を著しく向上させる2つの新しい分類損失関数を提案する。 異常数がかなり多いデータセットの2乗誤差,フーバ損失,ログコッシュ損失を上回る,新しい損失関数であるsmooth absolute errorが提案されている。 この滑らかな絶対誤差損失関数は無限に微分可能であり、ロバスト回帰に用いられるフーバーおよびログコッシュ損失よりも絶対誤差損失に近い。

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