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기술

의사 허버 손실

의사 허버 손실기술
영문명
Pseudo-Huber loss
주요 입력
잔차 r과 양수 δ
원점 부근
제곱 손실에 가까움
큰 잔차
기울기의 크기가 제한됨
의사 허버 손실은 작은 잔차에서는 제곱 손실처럼, 큰 잔차에서는 선형적으로 증가하는 매끄러운 손실 함수다. 잔차의 크기에 따라 두 구간을 잘라 붙이는 대신 하나의 식으로 전환을 표현한다. Pseudo-Huber loss라고도 한다.

정의와 대칭성

δ>0일 때 L(r)=δ²(√(1+(r/δ)²)-1)이다. 잔차의 부호가 바뀌어도 값이 같으며 r=0에서 0이다. 여기서 잔차는 예측값과 관측값의 차이처럼 모델의 어긋남을 나타내는 값이다.

간단한 계산

δ=3, r=4이면 제곱근 안은 25/9이므로 손실은 9(5/3-1)=6이다. r=-4에서도 6이다. 같은 잔차의 절반 제곱 손실은 8이다. 두 값을 비교하면 큰 잔차의 증가를 완화하는 효과를 볼 수 있지만, 손실값이 항상 0이 되어 관측을 버리는 것은 아니다.

기울기와 곡률

미분하면 L′(r)=r/√(1+(r/δ)²), L″(r)=(1+(r/δ)²)의 -3/2제곱이다. 이차 도함수는 양수여서 잔차에 대한 함수가 볼록하다. δ=3, r=4에서 기울기는 12/5, 곡률은 27/125다. 잔차가 커질수록 기울기의 절댓값은 δ에 접근한다.

전환 계수의 의미

원점 부근의 전개는 r²/2로 시작하고, 큰 잔차에서는 δ|r|-δ²에 가까워진다. δ는 두 성격이 전환되는 크기를 조절한다. 매끄러운 함수라도 이상치의 영향이 없어지는 것은 아니며, 잔차에 대해 볼록하다는 성질이 임의의 신경망 매개변수에 대한 전체 문제의 볼록성을 보장하지는 않는다.

관련 문서

허버 손실 / 릿지 회귀 / 경사 하강법 / 인공 신경망 / 로지스틱 회귀