機器學習筆記 PR曲線和ROC曲線

2021-10-03 19:20:36 字數 4135 閱讀 3240

對於二分類問題,根據分類結果能形成「混淆矩陣」。

p是查準率,r是查全率,定義如下:

一般來說,查準率和查全率是一對矛盾的度量,書上給出的「p-r圖」比較平滑,現實中區域性波動較大。

roc全稱是「受試者工作特徵」曲線,縱軸是「真正例率」tpr,橫軸是「假正例率」fpr,兩者同樣基於混淆矩陣,定義如下:

可以通過auc(曲線下的面積)比較兩個分類器的效能。

我們要清楚的是,分類器做**,是不會直接輸出類別符號,而是給出屬於某個類別的概率值,比如說**當前西瓜是好瓜的概率是80%。pr曲線和aoc曲線的畫法是差不多的,根據分類器的**結果從大到小對樣例進行排序,逐個把樣例加入正例進行**,算出此時的p、r值。

為了方便,我直接**實現了。**如下:

#!/usr/bin/env python

# -*-coding:utf-8 -*-'''

@file : test.py

@time : 2020/03/11 20:27:25

@author : schiller xu

@version : 1.0

@contact : [email protected]

@desc : none'''

import random

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as pt

list_p=

list_r=

list_tp=

list_fp=

list_tpr=

list_fpr=

#正例數和反例數

number_p=25

number_n=25

#產生正反例和**值,按照**值從大到小排列

list_data=

[[1,random.random()]

for i in range(number_p)

]list_neg=

[[-1,random.random()]

for i in range(number_n)

]list_data.extend(list_neg)

list_data.sort(key=lambda x: x[1],reverse=true)

for i in list_data:

print(i)

if list_data[0]

[0]==-1:

else:

))for i in range(1,number_p+number_n):

if list_data[i]

[0]==1:

) else:)))

for i in range(number_p+number_n):

print(

"("+str(list_r[i]

)+','+str(list_p[i]

)+')'

)x=np.array(list_r)

y=np.array(list_p)

tpr=np.array(list_tpr)

fpr=np.array(list_fpr)

#pr圖藍色表示

pt.plot(x, y,'b--o',label=

'pr'

)#roc綠色表示

pt.plot(fpr,tpr,'g--o',label=

'roc'

)pt.legend(

)pt.xlim(0, 1)

pt.ylim(0, 1)

pt.title(

"pr and roc curve"

)pt.show(

)

其中一次的資料樣本如下:

[1, 0.972465136805586]

[1, 0.9699186889290848]

[1, 0.9611558285258316]

[1, 0.9490100343890661]

[1, 0.945494922623268]

[-1, 0.9298404375249634]

[-1, 0.9253050908724593]

[1, 0.9179792320057252]

[1, 0.9029249172614586]

[-1, 0.8985088203989411]

[-1, 0.8920543556575127]

[-1, 0.8750351381751852]

[-1, 0.8504740280725512]

[1, 0.8374708361478499]

[-1, 0.8253450779514403]

[-1, 0.8244418984124263]

[1, 0.8181527020041762]

[-1, 0.752244236642972]

[1, 0.7460862224109783]

[1, 0.7432261084515641]

[1, 0.7409454088712828]

[-1, 0.7371362748455107]

[-1, 0.6822955149067242]

[1, 0.5985675419027885]

[-1, 0.5715525471916322]

[1, 0.5531563190065774]

[1, 0.5485301371231199]

[-1, 0.5175250115700692]

[-1, 0.5090063218073044]

[1, 0.5010686374084308]

[-1, 0.482313862965455]

[1, 0.44738013073917726]

[1, 0.43372870862894697]

[-1, 0.4261195587899538]

[1, 0.3776112552826205]

[-1, 0.28961604761188553]

[-1, 0.27955075928742346]

[1, 0.27829042206703614]

[1, 0.2782864067012276]

[-1, 0.27185534894732455]

[-1, 0.23773265429953483]

[-1, 0.22413723937794816]

[1, 0.2119534778887895]

[1, 0.18704185168412202]

[-1, 0.17552218100533823]

[-1, 0.14101947435168005]

[-1, 0.09985538173639386]

[-1, 0.051404226082772286]

[1, 0.025664213506509492]

[1, 0.01205253729664213]

1代表現實是正例,-1代表現實是反例,後面是**值。我們可以按照書上的方法手動推幾個:

分類的閾值首先定為0.972465136805586,只有大於等於閾值的為**為正例,其他的都是反例,那麼tp=1,fp=0,p=1,r=0.04,tpr=0.04,fpr=0;

閾值如果定為0.9699186889290848,tp=2,fp=0,p=1,r=0.08,tpr=0.08,fpr=0

…………

最後pr圖和roc曲線如下:

和書上平滑的曲線差別較大,而且pr曲線受樣本資料分布影響較大。

文中部分機器學習的圖侵刪;

pr曲線和f1、roc曲線和auc

matplotlib.pyplot 常用方法

機器學習 PR曲線, ROC曲線

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