知识图嵌入:Softmax交叉熵与负采样的统一理解

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"这篇论文《Softmax交叉熵和负抽样的统一解释及知识图嵌入的实例研究》探讨了在知识图谱嵌入领域中,Softmax交叉熵和负抽样两种损失函数之间的理论关系。作者通过使用Bregman散度提供了一种统一的解释,使得这两种损失函数能够公平地进行比较。实验结果在FB15k-237和WN18RR数据集上验证了理论发现的实用性。" 在机器学习和深度学习中,Softmax交叉熵和负抽样是两种广泛使用的损失函数,尤其是在知识图谱嵌入和自然语言处理任务中。Softmax交叉熵是多分类问题的标准损失函数,它能够衡量模型预测的概率分布与实际类别分布之间的差异。而负抽样是一种更高效的近似方法,常用于词向量学习(如Word2Vec)中,以减少计算成本。 Softmax交叉熵损失函数计算每个样本属于正确类别的对数概率,然后取负值作为损失。其优点是能够直接反映出模型对所有类别的预测能力,但缺点是在大规模数据集上计算量较大,因为它需要考虑所有负样本。 负抽样则通过随机选取一部分负样本来近似整个负样本空间,减少了计算复杂性。它的核心思想是选取一小部分有代表性的负样本进行比较,这样可以加速训练过程,同时保持较好的性能。 论文中,作者通过Bregman散度这一数学工具,将Softmax交叉熵和负抽样联系起来。Bregman散度是一种度量两个分布差异的方法,它能反映一个分布如何偏离另一个分布。在该研究中,Bregman散度被用来提供一种理论框架,使得两种损失函数能够在相同的度量标准下进行比较,从而揭示它们的内在相似性和不同之处。 实验部分,作者在FB15k-237和WN18RR这两个知识图谱数据集上应用了统一解释后的损失函数,结果证明了理论分析的有效性。这表明,对于知识图谱嵌入的任务,理解两种损失函数的统一解释有助于优化模型设计和训练策略,提高模型的性能。 这篇论文为理解和比较Softmax交叉熵和负抽样提供了一个新的视角,对于进一步优化知识图谱嵌入和其他相关领域的模型具有重要的理论和实践意义。