问题:上一篇的案例,真的患癌症的,能被检查出来的概率?
一、精确率和召回率
1、混淆矩阵
在分类任务下,预测结果(Predicted Condition)与正确标记(True Condition)之间存在四种不同的组合,构成混淆矩阵(适用于多分类)
预测结果:是预测值
正确标记:是真实值
用来求精确率和召回率的
TP = True Possitive
FN = False Negative
FP = False Possitive
TN = True Negative
2、精确率(Precision)与召回率(Recall)
精确率:预测结果为正例样本中真实为正例的比例
即是,TP / (TP + FP)
召回率:真实为正例的样本中预测结果为正例的比例
即是,TP / (TP + FN)
3、真的患癌症的,能被检查出来的概率 - 召回率
二、F1-score
1、反映了模型的稳健性
等价于:2*精确率*召回率 / (精确率 + 召回率)
Precision是预测的好瓜中有多少真正的好瓜,Recall是所有真正的好瓜被预测对了多少
三、分类评估报告API
1、sklearn.metrics.classification_report(y_true, y_pred, labels=[], target_names=None)
y_true:真实目标值
y_pred:估计器预测目标值
labels:指定类别对应的数字
我们在传y_true、y_pred传的是数字,将数字表示出来
target_names:目标类别名称
分类报告显示
return:每个类别精确率与召回率
2、在上一篇代码后添加
python
# 查看精确率、召回率、F1-score
from sklearn.metrics import classification_report
report = classification_report(y_test, y_predict, labels=[2, 4], target_names=["良性", "恶性"])
print(report)
运行结果:
support是样本数量
四、样本不均衡的情况
1、假设这样一个情况,总共有100个人,如果99个样本癌症,1个样本非癌症,不管怎样我全都预测正例(默认癌症为正例),准确率就为99%但是这样效果并不好,这就是样本不均衡下的评估问题
准确率:99%
召回率:99 / 99 = 100%
精确率:99 / 100 = 99%
F1-score:2*99%*100% / 199% = 99.497%
就是瞎猜,全都蒙成换了癌症,不负责任的模型
这种情况我们是要避免的,我们目前学习到的这些分类指标都不能反映出它的问题所在
样本不均衡,正样本太多,反例太少
五、ROC曲线与AUC指标
1、ROC曲线
蓝色的线是ROC曲线
2、AUC指标
ROC曲线和x轴、y轴包成的区域的面积
衡量好坏,我们看的是AUC指标,AUC越接近1越好,越接近0.5越不好
3、ROC曲线是怎么来的
TPR = TP / (TP + FN) - 就是召回率
所有真实类别为1的样本中,预测类别为1的比例
FPR = FP / (FP + FN)
所有真实类别为0的样本中,预测类别为1的比例
TPR是正例的召回率,FPR是反例的召回率
ROC曲线就是由TPR和FPR这两个指标构成的
当TPR=FPR:
正例的召回率、反例的召回率都为1,说明是在瞎猜,就是红色的斜线,面积是 1*1/2 = 0.5
当TPR>FPR:
TPR接近于1,FPR接近于0,就是接近于Perfect Classification,面积是 1*1=1
当TPR<FPR:
就是一条反曲线,做反向预测用
4、AUC的意义
(1)AUC的概率意义是随机取一对正负样本,正样本得分大于负样本的概率
(2)AUC的最小值为0.5,最大值为1,取值越高越好
(3)AUC=1,完美分类器,采用这个预测模型时,不管设定什么阈值都能得出完美预测。绝大多数预测的场合,不存在完美分类器
(4)0.5<AUC<1,优于随机猜测。这个分类器(模型)妥善设定阈值的话,能有预测价值
(5)最终AUC的范围在[0.5, 1]之间,并且越接近1越好
六、AUC的计算API
1、sklearn.metrics.roc_auc_score(y_true, y_score)
计算ROC曲线面积,即AUC值
y_true:每个样本的真实类别,必须传0(反例),1(正例)
y_score:可以是预测得分,可以是正例的估计概率、置信值或者分类器方法的返回值
2、代码
python
y_test.head()
# y_true:每个样本的真实类别,必须传0(反例),1(正例)
# 将y_test转换成0,1
y_true = np.where(y_test > 3, 1, 0)
y_true
from sklearn.metrics import roc_auc_score
roc_auc_score(y_true, y_predict)
运行结果:
七、小结
AUC只能用来评价二分类
AUC非常适合评价样本不平衡中的分类器性能