混淆矩阵,准确率,精确率,召回率,Roc曲线

2022-10-20 10:48:50

参考了统计学习方法,概率论与数理统计,工程线性代数,西瓜书,Machine Learnig with python做的总结,所以不能作为教程,还包含自己用sklearn做的一些对比实验,原文是写在jupyter上的,这里是直接转为.md导过来的,所以格式有些问题,有些东西还待完善…

(一)machine learning terminology

分类器(Classifier)

一段程序或一个函数将无标签实例映射到类别,则成称这段程序或这个函数为分类器

混淆矩阵(Confusion Matrix)

用来观察分类器的性能,其中矩阵列标表示实例的预测类别,行标表示实例的真是类别.下图就是一个二分类(binary classification)的混淆矩阵.表示正确预测男性42人,正确预测女性32人,18人被误分类为男性,8人被误分类为女性.

pic1

准确率 (accuracy(error rate))

准确率表示为: 正 确 预 测 实 例 数 / 实 例 总 数 正确预测实例数/实例总数/.上例中准确率是 ( 42 + 32 ) / ( 42 + 32 + 8 + 18 ) = 0.72 (42+32)/(42+32+8+18)=0.72(42+32)/(42+32+8+18)=0.72

准确性悖论(Accuracy paradox)

我们假设有如下一个混淆矩阵,它只会预测female,我们可以计算其准确率 ( 50 + 0 ) / ( 0 + 50 + 50 + 0 ) = 0.5 (50+0)/(0+50+50+0)=0.5(50+0)/(0+50+50+0)=0.5

pic2

又比如我们有一个垃圾邮件识别分类器,其混淆矩阵如下,所示,其准确率为 ( 91 + 4 ) / ( 91 + 4 + 1 + 4 ) = 0.95 (91+4)/(91+4+1+4)=0.95(91+4)/(91+4+1+4)=0.95
pic3

然后我们有另一个垃圾邮件识别分类器,其混淆矩阵如下所示,其准确率也是 ( 95 + 0 ) / ( 95 + 0 + 0 + 5 ) = 0.95 (95+0)/(95+0+0+5)=0.95(95+0)/(95+0+0+5)=0.95。(两者用同样的实例数据)

pic4
虽然准确率都是0.95但是后者没有分类垃圾邮件的能力,因此分类器的好坏单看准确率是不够的,这就是准确性驳论。

精确率(Precision)和召回率(Recall)

pic5

TP:True Positive TN:True Negative FP:False Positive FN:False Negtive(翻译过来就是真阳性,真阴性,假阳性,假阴性)还是英文好记

A c c u r a c y : ( T N + T P ) / ( T N + T P + F N + F P ) Accuracy:(TN+TP)/(TN+TP+FN+FP)Accuracy(TN+TP)/(TN+TP+FN+FP)
P r e c i s i o n : ( T P ) / ( T P + F P ) Precision:(TP)/(TP+FP)Precision:(TP)/(TP+FP)
R e c a l l : ( T P ) / ( T P + F N ) ( 也 是 T r u e p o s i t i v e r a t e ) Recall:(TP)/(TP+FN)(也是True\quad positive\quad rate)Recall:(TP)/(TP+FN)Truepositiverate
T r u e n e g t i v e r a t e : ( T N ) / ( T N + F P ) True\quad negtive\quad rate:(TN)/(TN+FP)Truenegtiverate:(TN)/(TN+FP)

多分类的混淆矩阵和准确率,精确率,召回率

pic6

A c u r r a c y : Acurracy:Acurracy ∑ i M i i ∑ i j M i j \frac{\sum_i M_{ii}}{\sum_{ij} Mij}ijMijiMii

P e r c i s i o n i : Percision_i:Percisioni M i i ∑ j M j i \frac{M_{ii}}{\sum_j M_{ji}}jMjiMii

R e c a l l i : Recall_i:Recalli M i i ∑ j M i j \frac{M_{ii}}{\sum_j M_{ij}}jMijMii

上面这个例子中: A c c u r a c y = ( 6 + 6 + 8 ) / ( 6 + 2 + 1 + 6 + 1 + 1 + 8 ) = 0.8 Accuracy=(6+6+8)/(6+2+1+6+1+1+8)=0.8Accuracy=(6+6+8)/(6+2+1+6+1+1+8)=0.8 p e r c i s i o n d o g = 6 / ( 6 + 1 + 1 ) = 0.75 percision_{dog}=6/(6+1+1)=0.75percisiondog=6/(6+1+1)=0.75
p e r c i s i o n c a t = 6 / ( 6 + 1 + 2 ) = 0.67 percision_{cat}=6/(6+1+2)=0.67percisioncat=6/(6+1+2)=0.67 p e r c i s i o n s n a k e = 8 / ( 0 + 0 + 8 ) = 1 percision_{snake}=8/(0+0+8)=1percisionsnake=8/(0+0+8)=1

r e c a l l d o g = 6 / ( 6 + 2 + 0 ) = 0.75 recall_{dog}=6/(6+2+0)=0.75recalldog=6/(6+2+0)=0.75 r e c a l l c a t = 6 / ( 6 + 1 + 0 ) = 0.86 recall_{cat}=6/(6+1+0)=0.86recallcat=6/(6+1+0)=0.86 r e c a l l s n a k e = 8 / ( 1 + 1 + 8 ) = 0.8 recall_{snake}=8/(1+1+8)=0.8

  • 作者:geter_CS
  • 原文链接:https://blog.csdn.net/geter_CS/article/details/89194738
    更新时间:2022-10-20 10:48:50