Large annotated datasets inevitably contain incorrect labels, which poses a major challenge for the training of deep neural networks as they easily fit the labels. Only when training with a robust model that is not easily distracted by the noise, a good generalization performance can be achieved. A simple yet effective way to create a noise robust model is to use a noise robust loss function. However, the number of proposed loss functions is large, they often come with hyperparameters, and may learn slower than the widely used but noise sensitive Cross Entropy loss. By heuristic considerations and extensive numerical experiments, we study in which situations the proposed loss functions are applicable and give suggestions on how to choose an appropriate loss. Additionally, we propose a novel technique to enhance learning with bounded loss functions: the inclusion of an output bias, i.e. a slight increase in the neuron pre-activation corresponding to the correct label. Surprisingly, we find that this not only significantly improves the learning of bounded losses, but also leads to the Mean Absolute Error loss outperforming the Cross Entropy loss on the Cifar-100 dataset - even in the absence of additional label noise. This suggests that training with a bounded loss function can be advantageous even in the presence of minimal label noise. To further strengthen our analysis of the learning behavior of different loss functions, we additionally design and test a novel loss function denoted as Bounded Cross Entropy.


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损失函数,在AI中亦称呼距离函数,度量函数。此处的距离代表的是抽象性的,代表真实数据与预测数据之间的误差。损失函数(loss function)是用来估量你模型的预测值f(x)与真实值Y的不一致程度,它是一个非负实值函数,通常使用L(Y, f(x))来表示,损失函数越小,模型的鲁棒性就越好。损失函数是经验风险函数的核心部分,也是结构风险函数重要组成部分。
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