完整题目
在分类任务中,MSE和Focal Loss各有适用场景。请分析为何通常不推荐使用MSE作为分类损失,并详细解释Focal Loss是如何通过调节难易样本权重来缓解类别不平衡问题的,包括其公式中γ和α参数的作用机制。
MSE为什么通常不是分类首选
MSE并非不能用于分类,但对sigmoid二分类,若 p=sigmoid(z),则:
d((p-y)^2)/dz = 2(p-y)p(1-p)
当模型自信但预测错误时,p(1-p)可能很小,logit梯度反而被饱和压弱。若只写对概率p的梯度 2(p-y),就不能再据此说端点梯度小;两者必须区分。交叉熵对应Bernoulli/类别分布的负对数似然,并避免额外的sigmoid导数因子,因此通常更匹配分类。
Focal Loss
FL(p_t) = -alpha_t (1-p_t)^gamma log(p_t)
p_t是真实类别对应的预测概率。gamma>=0是聚焦参数;gamma=0退化为带alpha_t的交叉熵。p_t接近1时,调制因子快速变小,降低大量well-classified样本的贡献;难样本保持较大权重。alpha_t是类别权重,二分类中常定义为正类用alpha、负类用1-alpha,也可扩展为多类权重。它的方向和数值依采样、代价、gamma及验证指标决定,不能把1:100的比例直接写成少数类 。