平均絕對誤差

MAE

預測與真實差絕對值的平均

詳細解釋

平均絕對誤差(Mean Absolute Error, MAE)是回歸任務的損失函數,計算預測值與真實值差異絕對值的平均,對異常值比均方誤差更魯棒。

數學定義:

MAE = 1/n × Σ|yᵢ - ŷᵢ|

  • yᵢ:真實值
  • ŷᵢ:預測值
  • |·|:絕對值

與MSE的比較:

  • MAE:|誤差|,對異常值不敏感,優化較慢
  • 均方誤差:誤差²,對異常值敏感,優化快
  • 選擇取決於對異常值的容忍度

特性:

  • 魯棒性:大誤差不會被平方放大
  • 不可微分:|x|在0點不可導
  • 可用次梯度優化
  • 或Huber損失平滑過渡
  • 中位數預測:MAE優化得到中位數而非均值
  • 單位:與原始數據相同單位

應用場景:

  • 異常值多:數據中常有極端值時
  • 需要魯棒性:不希望少數異常值主導模型
  • 物理預測:某些物理量預測偏好MAE
  • 中位數回歸:預測條件中位數而非均值

Huber損失:

  • 結合MAE和MSE優點
  • 小誤差:像MSE(可微)
  • 大誤差:像MAE(魯棒)
  • 參數δ控制過渡點

與其他指標:

  • RMSE:√MSE,同單位但對異常值敏感
  • MAPE:百分比誤差,相對指標
  • MAE:絕對指標,直觀易解釋

MAE是對異常值魯棒的回歸損失選擇。

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