二分类指标:正确率、精确率、召回率等的区别

二分类指标的区别

我们可以采用一些定量的分类指标来评价一个二分类器性能的好坏,这些指标往往根据分类器对某个数据集的分类结果进行计算。

分类矩阵

我们可以使用一个矩阵来描述分类结果:

实际\预测 预测为正 预测为负
实际为正 TP FN
实际为负 FP TN

T P :实际为正、且划分为正的样本数,真正数。
F P :实际为负、但划分为正的样本数,假正数。
T P :实际为负、且划分为负的样本数,真负数。
F N :实际为正、但划分为负的样本数,假负数。

对于一个理想的分类器,自然是希望 F N = F P = 0 ,但是实际场景不尽人意,所以出现了一些分类指标,来根据这四类样本的数量,对分类器进行评价。这些分类指标的目标是一致的: F N F P 越小,分类器性能越高。

分类指标

  • 正确率(Accuracy):预测正确的结果所占总数的比例。

    A c c u r a c y = T P + T N T P + T N + F P + F N

    正确率高并不能说明分类器效果好。比如识别是否一个人是否有艾滋病,就算全部预测为负样本,那正确率也有 99 % 以上(因为每万人才有6个艾滋病人),但是这种高正确率的分类器其实并没有任何作用。

  • 精确率(Precision):预测为正且预测正确的样本占所有预测为正的样本的比例,又叫做查准率。

    P r e c i s i o n = T P T P + F P

    精确率高意味着,只要识别出来是正的,就肯定是正的。侧重将不易区分的样本划分为负样本。考察的是识别出来的正样品是否靠谱。适用于 宁缺毋滥 的场景,比如识别一个面试者是否符合录取条件。

  • 召回率(Recall,Sensitivity):预测为正且预测正确的样本占所有实际为正的样本的比例,又叫敏感度、查全率。

    R e c a l l = T P T P + F N

    召回率高意味着,只要是正的,都能识别出来。侧重将不易区分的样本划分为正样本。考察的是对正样品是否敏感。适用于 宁可错杀一百不可放过一人 的场景,比如识别是否是犯罪嫌疑人、非典期间识别是否可能患了非典。

  • 特异性(Specificity):预测为负且预测正确的样本占所有实际为负的样本的比例。

    S p e c i f i c i t y = T N T N + F P

    特异性相当于负样本的“召回率”。
    特异性高意味着,只要是负的,都能识别出来。侧重将不易区分的样本划分为负样本。考察的是对负样本是否敏感。

    注意:以上提到,精确率高意味着,只要识别出来是正的,就肯定是正的。这和特异性高的表现为逆反命题,但是不要认为精确率高等价于特异性高,因为高并不意味着百分百,这两句话只是从感性上来让大家有个直观的认识。
    举一个反例:
    TP=900 ,FN=10
    FP=10,TN=1
    预测出的910个正样本中有900个的确是正样本,准确率很高,为 90 91 ;但是实际的11个负样本中只预测出了1个,特异性仅为 1 11
    但如果达到了百分百,那么就真的是逆反条件了,因此:

    = 100 % = 100 %

  • Fb-score:综合考虑了精确率和召回率而得出的指标。

    F b s c o r e = ( 1 + b 2 ) × P r e c i s i o n × R e c a l l b 2 × P r e c i s i o n + R e c a l l

    常用的是 F1-score:
    F 1 s c o r e = 2 × P r e c i s i o n × R e c a l l P r e c i s i o n + R e c a l l

    当Precision=Recall=1时,F1-score=1达到最大值。如果任意一个值很小,那么分子就会很小,F1-score就不会大,便说明分类性能不好。

  • ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线:
    ROC曲线
    ROC曲线叫做受试者工作特征曲线,又叫做感受性曲线,是反映敏感性和特异性的综合指标。
    ROC是一个二维曲线,纵坐标为真正率(即敏感性、召回率),表示真实正样本中预测正确的比例;横坐标为假正率,表示真实负样本中误分成正样本的比例,计算公式为

    F T P = 1 S p e c i f i c i t y = F P T N + F P

    ROC曲线的范围为 x [ 0 , 1 ] y [ 0 , 1 ] ,一般在左上部分。定型来看,越靠近左上顶点(即 ( 0 , 1 ) 点),说明分类器性能越好。如果曲线为 ( 0 , 0 ) ( 1 , 1 ) 的直线,说明是随机识别,分类器的作用为0。如果曲线在右下方,说明还不如随机识别的结果好,但是只要我们将结果反过来取值,还是会在左上方的。
    定量分析,曲线与横轴之间的面积(AUC,Area Under roc Curve)越大,分类器性能越好。
    作用:ROC曲线可以用来判断两种分类方法哪个好,也可以用来对同一种分类方法的不同参数进行评价,选择出最佳参数。

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转载自blog.csdn.net/happyrocking/article/details/80082304