KerasRS / API 文档 / 损失 / 成对均方误差

成对均方误差

[源代码]

PairwiseMeanSquaredError

keras_rs.losses.PairwiseMeanSquaredError(temperature: float = 1.0, **kwargs: Any)

计算真实标签和预测分数之间的成对均方误差。此损失函数专为排序任务设计,目标是正确排列每个列表中的项目。它通过比较每个列表中的项目对来计算损失,惩罚真实标签较高但预测分数低于真实标签较低的项目的案例。

对于 y_pred 中每个预测分数列表 sy_true 中对应的真实标签列表 y,损失计算如下:

loss = sum_{i} sum_{j} I(y_i > y_j) * (s_i - s_j)^2

其中

  • y_iy_j 分别是项目 ij 的真实标签。
  • s_is_j 分别是项目 ij 的预测分数。
  • I(y_i > y_j) 是一个指示函数,如果 y_i > y_j 则等于 1,否则等于 0。
  • (s_i - s_j)^2 是项目 ij 的预测分数之间的平方差,它惩罚项目预测顺序与其真实顺序之间的差异。

参数

  • reduction:应用于损失的缩减类型。在几乎所有情况下,这都应为 "sum_over_batch_size"。支持的选项有 "sum""sum_over_batch_size""mean""mean_with_sample_weight"None"sum" 对损失求和,"sum_over_batch_size""mean" 对损失求和并除以样本大小,而 "mean_with_sample_weight" 对损失求和并除以样本权重的总和。"none"None 不执行聚合。默认为 "sum_over_batch_size"
  • name: 损失实例的可选名称。
  • dtype:损失计算的数据类型。默认为 None,这意味着使用 keras.backend.floatx()keras.backend.floatx()"float32",除非设置为其他值(通过 keras.backend.set_floatx())。如果提供了 keras.DTypePolicy,则将使用 compute_dtype

示例

使用 compile() API

model.compile(
    loss=keras_rs.losses.PairwiseMeanSquaredError(),
    ...
)

作为具有非批处理输入的独立函数

>>> y_true = np.array([1.0, 0.0, 1.0, 3.0, 2.0])
>>> y_pred = np.array([1.0, 3.0, 2.0, 4.0, 0.8])
>>> pairwise_mse = keras_rs.losses.PairwiseMeanSquaredError()
>>> pairwise_mse(y_true=y_true, y_pred=y_pred)
>>> 19.10400

使用默认“auto”/“sum_over_batch_size”缩减的批处理输入

>>> y_true = np.array([[1.0, 0.0, 1.0, 3.0], [0.0, 1.0, 2.0, 3.0]])
>>> y_pred = np.array([[1.0, 3.0, 2.0, 4.0], [1.0, 1.8, 2.0, 3.0]])
>>> pairwise_mse = keras_rs.losses.PairwiseMeanSquaredError()
>>> pairwise_mse(y_true=y_true, y_pred=y_pred)
5.57999

使用掩码输入(对不规则输入有用)

>>> y_true = {
...     "labels": np.array([[1.0, 0.0, 1.0, 3.0], [0.0, 1.0, 2.0, 3.0]]),
...     "mask": np.array(
...         [[True, True, True, True], [True, True, False, False]]
...     ),
... }
>>> y_pred = np.array([[1.0, 3.0, 2.0, 4.0], [1.0, 1.8, 2.0, 3.0]])
>>> pairwise_mse(y_true=y_true, y_pred=y_pred)
4.76000

使用 sample_weight

>>> y_true = np.array([[1.0, 0.0, 1.0, 3.0], [0.0, 1.0, 2.0, 3.0]])
>>> y_pred = np.array([[1.0, 3.0, 2.0, 4.0], [1.0, 1.8, 2.0, 3.0]])
>>> sample_weight = np.array(
...     [[2.0, 3.0, 1.0, 1.0], [2.0, 1.0, 0.0, 0.0]]
... )
>>> pairwise_mse = keras_rs.losses.PairwiseMeanSquaredError()
>>> pairwise_mse(
...     y_true=y_true, y_pred=y_pred, sample_weight=sample_weight
... )
11.0500

使用 'none' 缩减

>>> y_true = np.array([[1.0, 0.0, 1.0, 3.0], [0.0, 1.0, 2.0, 3.0]])
>>> y_pred = np.array([[1.0, 3.0, 2.0, 4.0], [1.0, 1.8, 2.0, 3.0]])
>>> pairwise_mse = keras_rs.losses.PairwiseMeanSquaredError(
...     reduction="none"
... )
>>> pairwise_mse(y_true=y_true, y_pred=y_pred)
[[11., 17.,  5.,  5.], [2.04, 1.3199998, 1.6399999, 1.6399999]]

[源代码]

call 方法

PairwiseMeanSquaredError.call(y_true: Any, y_pred: Any)

计算成对损失。

参数

  • y_true:张量或字典。真实值。如果为张量,对于非批处理输入,形状为 (list_size);对于批处理输入,形状为 (batch_size, list_size)。如果项目的标签为 -1,则在损失计算中忽略。如果为字典,则应有两个键:“labels”和“mask”。“mask”可用于在损失计算中忽略元素,即,不会与这些项目形成对。请注意,最终掩码是传递的掩码和 labels >= 0 的“与”结果。
  • y_pred:张量。预测值,非批处理输入的形状为 (list_size),批处理输入的形状为 (batch_size, list_size)。应与 y_true 形状相同。

返回

损失值。