1,准确率(Accuracy)

准确率(A)是对预测结果和原结果来说的,表示预测结果中有多少样本预测是正确的。而准确率的局限性:当负样本占 99% 时,分类器把所有样本都预测为负样本也可以获得 99% 的准确率。所以,当不同类别的样本比例非常不均衡时,占比大的类别往往成为影响准确率的最主要因素。

Accuracy=\frac{n_{correct}}{n_{total}}

准确度:Accuracy= \frac{6}{10}

为了解决准确率局限性,可以使用更为有效的平均准确率(每个类别下的样本准确率的算术平均)作为模型评估的指标。

2,精确率(Precision)

精确率(P值)是针对预测结果而言的,它表示预测为正的样本中有多少是真正的正样本。

P 值计算如下:Precision=\frac{3}{4}

3,召回率(Recall)

召回率(R值)是针对原来样本而言的,它表示样本中的正例有多少被预测正确。

R 值计算如下:Recall=\frac{3}{5}

【问题】recall 重要的场景下,如果 recall 很高,precision 很低怎么办?

  • 癌症筛查:100个警报中,95个是真患者,但正常人有1000个被误诊为患者。

    • Recall = 95/100 = 95% ✓

    • Precision = 95/(95+1000) ≈ 8.7% ✗

  • 反欺诈系统:几乎抓住了所有欺诈交易,但误伤了大量正常交易

  • 垃圾邮件检测:几乎没漏掉垃圾邮件,但许多正常邮件进了垃圾箱

  • 分层过滤:在保证 Recall 底线的前提下,用自动化规则筛掉明显误报,二级模型精排,剩余可疑项交给人判断,形成持续改进闭环。

【问题】不同场景下 precision 和 recall 如何关注?哪个更重要?

  • 如果“漏报”(FN)的代价更高 -> 召回率 (Recall) 更重要

    • 例子: 疾病诊断、缺陷产品召回、安全隐患检测、法律证据检索。

    • 口号: “宁可错杀,不可放过”。

  • 如果“误报”(FP)的代价更高 -> 精确率 (Precision) 更重要

    • 例子: 垃圾邮件过滤(把正常邮件扔进垃圾箱很糟糕)、推荐系统、人脸解锁、新闻推送。

    • 口号: “宁可放过,不可错杀”。

4,F值

在评价的时候,当然是希望检索结果Precision越高越好,同时Recall也越高越好,但事实上这两者在某些情况下有矛盾的。比如极端情况下,只搜索出了一个结果,那么 Precision 就是100%,但是Recall为 1/n 就很低;而如果抽取10个,那么 Recall 是 100%,但是Precision 可能为 1/10(负样本全部预测为正样本),相对来说就会比较低。因此 P 和 R 指标有时候会出现的矛盾的情况,最常见的方法就是F-Measure:

那么在我们这个例子中:F1 = \frac{2*\frac{3}{4}*\frac{3}{5}}{\frac{3}{4}+\frac{3}{5}}

4,ROC曲线

曲线下方的面积用一个 0 到 1 之间的数,直观地告诉你这个分类模型“好坏分清”的整体能力有多强。数字越大,能力越强。

  • 横坐标(假正率,FPR):在所有真实坏瓜里,被机器误判成好瓜的比例。误判要承受多少损失。

  • 纵坐标(真正率,TPR):在所有真实好瓜里,被机器正确识别的比例。成功抓住了多少好东西(收益)。

【问题】AUC 即为 ROC 曲线所覆盖的区域面积?

  • AUC = 1(完美): 机器能完美区分,好瓜的分数永远比坏瓜高。

  • AUC = 0.5(瞎猜): 机器毫无区分能力,好坏瓜的分数混在一起。

  • 0.5 < AUC < 1(有用): 机器有一定的区分能力。AUC越接近1,意味着你在任意设定一个“代价”水平时,能获得的“收益”平均值越高;或者说,你随机挑一个真实的好瓜和一个真实的坏瓜,好瓜的“信心分”高于坏瓜的概率就越大。

【问题】从样本里随机去掉一些负样本或者正负样本不均衡,Auc 怎么变?AUC 的期望基本不变;因为 TPR 和 FPR 分别在各自的类别(正类和负类)内部进行归一化。

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