--- title: "指数衰减奖励 (Exponential Decay Reward)" domain: "Reinforcement Learning / Reward Design" tags: [reward, counting, grpo, exponential-decay] sources: [[thinking-with-visual-primitives]] --- # 指数衰减奖励 (Exponential Decay Reward) > 计数任务的平滑奖励函数:不使用二元对错,而是基于相对误差的指数衰减——越接近正确答案奖励越高。 ## 公式 $$R(\hat{y}, y) = \alpha \cdot \exp\left(-\beta \cdot \frac{|\hat{y} - y|}{|y| + 1}\right)$$ 其中: - $\hat{y}$:预测计数 - $y$:真实计数 - $|y| + 1$:归一化项,使奖励依赖于**相对误差** - $\alpha = 0.7$:奖励缩放系数 - $\beta = 3$:衰减速率 ## 设计动机 传统二元奖励(对/错)的问题: - 预测 99 vs 真实 100 → 零奖励(与预测 1 vs 100 相同) - 无法提供梯度信号帮助模型「靠近」正确答案 指数衰减奖励的优势: - **平滑梯度**:预测 99 时仍有高奖励 - **相对误差**:大基数场景对小偏差更宽容 - **稳定训练**:避免 RL 奖励空间的稀疏问题 ## 示例 | 预测 | 真实 | 相对误差 | 奖励 | |------|------|----------|------| | 10 | 10 | 0 | 0.7 | | 9 | 10 | 0.091 | 0.53 | | 5 | 10 | 0.455 | 0.18 | | 0 | 10 | 0.909 | 0.046 | ## 相关概念 - [[group-relative-policy-optimization|群体相对策略优化]] — 使用此奖励的 RL 算法 - [[coarse-grained-counting|粗粒度计数]] / [[fine-grained-counting|细粒度计数]] — 应用场景 - [[reward-model|奖励模型]] — 奖励设计体系