【Python机器学习】分类器的不确定估计——决策函数

scikit-learn接口的分类器能够给出预测的不确定度估计,一般来说,分类器会预测一个测试点属于哪个类别,还包括它对这个预测的置信程度。

scikit-learn中有两个函数可以用于获取分类器的不确定度估计:decidion_function和predict_proba。

以一个二维数据集为例:

python 复制代码
import mglearn.tools
from sklearn.ensemble import GradientBoostingClassifier
from sklearn.datasets import make_circles
import numpy as np
from sklearn.model_selection import train_test_split
import matplotlib.pyplot as plt

X,y=make_circles(noise=0.25,factor=0.5,random_state=1)

y_named=np.array(['type0','type1'])[y]
#所有数组的划分方式都是一致的
X_train,X_test,y_train_named,y_test_named,y_train,y_test=train_test_split(
    X,y_named,y,random_state=0
)
#梯度提升模型
gbrt=GradientBoostingClassifier(random_state=0)
gbrt.fit(X_train,y_train_named)

对于二分类的情况,decidion_function返回值的形状是(n_samples,),为每个样本都返回一个浮点数:

python 复制代码
print('X_test形状:{}'.format(X_test.shape))
print('Decision_function 形状:{}'.format(gbrt.decision_function(X_test).shape))

对于类别1来说,值代表模型对数据点属于"正"类的置信程度。正值代表对正类的偏好,负值代表对反类的偏好,还可以通过查看决策值的正负号来展示预测值:

python 复制代码
print('Decision_function:{}'.format(gbrt.decision_function(X_test)[:10]))
print('正负-Decision_function:{}'.format(gbrt.decision_function(X_test)>0))
print('分类:{}'.format(gbrt.predict(X_test)))

对于二分类问题,反类始终是classes_属性的第一个元素,正类是第二个元素,因此,如果想要完全再现predict的输出,需要利用classes_属性:

python 复制代码
greater_zore=(gbrt.decision_function(X_test)>0).astype(int)
pred=gbrt.classes_[greater_zore]
print('索引是否与输出相同:{}'.format(np.all(pred==gbrt.predict(X_test))))

decidion_function可以在任意范围取值,取决于数据和参数模型:

python 复制代码
decision_function=gbrt.decision_function(X_test)
print('decision_function结果的最大值和最小值:{:.3f}、{:.3f}'.format(np.max(decision_function),np.min(decision_function)))

利用颜色编码画出所有点的decidion_function,还有决策边界:

python 复制代码
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
fig,axes=plt.subplots(1,2,figsize=(13,5))
mglearn.tools.plot_2d_separator(gbrt,X,ax=axes[0],alpha=.4,fill=True,cm=mglearn.cm2)
scores_image=mglearn.tools.plot_2d_scores(gbrt,X,ax=axes[1],alpha=.4,cm=mglearn.ReBl)
for ax in axes:
    mglearn.discrete_scatter(X_test[:, 0], X_test[:, 1], y_test, markers='^', ax=ax)
    mglearn.discrete_scatter(X_train[:, 0], X_train[:, 1], y_train, markers='o', ax=ax)
    ax.set_xlabel('特征0')
    ax.set_ylabel('特征1')
cbar=plt.colorbar(scores_image,ax=axes.tolist())
axes[0].legend(['测试分类0','测试分类1','训练分类0','训练分类1'],ncol=4,loc=(.1,1.1))
plt.show()
相关推荐
z***89712 分钟前
Flask框架中SQLAlchemy的使用方法
后端·python·flask
2401_893326625 分钟前
力扣1971.寻找图中是否存在路径
算法·leetcode·职场和发展
G果8 分钟前
ROS2 Cartographer纯定位导航遇到的问题
python·ros2·定位·cartographer·导航·launch·navigation2
leo_2328 分钟前
SMP(软件制作平台)接入AI实例--金陵书匣
人工智能·开发工具·smp软件制作平台
python零基础入门小白9 分钟前
2025年大模型面试通关秘籍!大厂高频LLMs真题全解析,一文掌握,助你轻松斩获心仪offer!
开发语言·人工智能·语言模型·架构·langchain·大模型教程·大模型面试
zs宝来了13 分钟前
HOT100-技巧类型题
数据结构·算法
Ayanami_Reii14 分钟前
进阶数据结构-FenwickTree
数据结构·算法·树状数组·fenwick tree
LinQingYanga18 分钟前
极客时间AI 算法进阶训练营 毕业总结(2025年11月30日)
人工智能
爪哇部落算法小助手20 分钟前
每日两题day59
数据结构·c++·算法
Brduino脑机接口技术答疑29 分钟前
脑机接口数据处理连载(二) 数据源头解析:脑电信号的采集原理与数据特性
人工智能·python·算法·数据分析·脑机接口