【深度学习】S2 数学基础 P2 线性代数(下)-L1 范数与 L2 范数

时间:2024-02-16 09:38:49

L1 范数

L1 范数,也称 L1 正则化、 “曼哈顿范数”(Manhattan norm),是向量各元素的绝对值之和。通过在损失函数中增加一个 L1 范数的惩罚项,使某些参数变为零,从而鼓励模型拥有更稀疏的权重,防止模型过拟合。

对于向量 x = [ x 1 , x 2 , . . . , x n ] \mathbf{x} = [x_1, x_2, ..., x_n] x=[x1,x2,...,xn],其 L1 范数表示为:
∣ ∣ x ∣ ∣ 1 = ∑ i = 1 n ∣ x i ∣ ||x||_1 = \sum_{i=1}^{n} |x_i| ∣∣x1=i=1nxi

在深度学习 PyTorch 框架中计算 L1 范数,我们将 “绝对值函数” 和 “按元素求和” 组合起来;

torch.abs(u).sum()

L2 范数

L2 范数,也称 L2 正则化、“欧几里得范数”(Euclidean norm)、“平方范数”,是向量的各元素平方和的平方根。同于 L1 正则化,鼓励模型拥有更稀疏的权重;不同于 L1 正则化,L2 正则化不会导致权重(参数)为零,而是减小权重的绝对值。

对于向量 x = [ x 1 , x 2 , . . . , x n ] \mathbf{x} = [x_1, x_2, ..., x_n] x=[x1,x2,...,xn],其 L2 范数表示为:
∣ ∣ x ∣ ∣ 2 = ∑ i = 1 n x i 2 ||x||_2 = \sqrt{\sum_{i=1}^{n} x_i^2} ∣∣x2=i=1nxi2

在深度学习 PyTorch 框架中计算 L2 范数,使用 norm() 函数;

u = torch.tensor([3.0, -4.0])
torch.norm(u)