机器学习-混淆矩阵

在分类型模型评判的指标中,常见的方法有如下三种:
混淆矩阵(也称误差矩阵,Confusion Matrix)
ROC曲线
AUC面积
本篇主要介绍第一种方法,即混淆矩阵,也称误差矩阵。

混淆矩阵的定义

混淆矩阵(Confusion Matrix),它的本质远没有它的名字听上去那么拉风。矩阵,可以理解为就是一张表格,混淆矩阵其实就是一张表格而已。

以分类模型中最简单的二分类为例,对于这种问题,我们的模型最终需要判断样本的结果是0还是1,或者说是positive还是negative。

我们通过样本的采集,能够直接知道真实情况下,哪些数据结果是positive,哪些结果是negative。同时,我们通过用样本数据跑出分类型模型的结果,也可以知道模型认为这些数据哪些是positive,哪些是negative。

因此,我们就能得到这样四个基础指标,我称他们是一级指标(最底层的):

  • 真实值是positive,模型认为是positive的数量(True Positive=TP)
    真实值

  • 是positive,模型认为是negative的数量(False Negative=FN):这就是统计学上的第一类错误(Type I Error)

  • 真实值是negative,模型认为是positive的数量(False Positive=FP):这就是统计学上的第二类错误(Type II Error)

  • 真实值是negative,模型认为是negative的数量(True Negative=TN)

将这四个指标一起呈现在表格中,就能得到如下这样一个矩阵,我们称它为混淆矩阵(Confusion Matrix):

在这里插入图片描述

混淆矩阵的实例

当分类问题是二分问题是,混淆矩阵可以用上面的方法计算。当分类的结果多于两种的时候,混淆矩阵同时适用。

一下面的混淆矩阵为例,我们的模型目的是为了预测样本是什么动物,这是我们的结果:
在这里插入图片描述

混淆矩阵的二分化

以猫为例,我们可以将上面的图合并为二分问题:
在这里插入图片描述

通过混淆矩阵,我们可以得到如下结论:

Accuracy
在总共66个动物中,我们一共预测对了10 + 15 + 20=45个样本,所以准确率(Accuracy)=45/66 = 68.2%。

Precision
所以,以猫为例,模型的结果告诉我们,66只动物里有13只是猫,但是其实这13只猫只有10只预测对了。模型认为是猫的13只动物里,有1条狗,两只猪。所以,Precision(猫)= 10/13 = 76.9%

Recall
以猫为例,在总共18只真猫中,我们的模型认为里面只有10只是猫,剩下的3只是狗,5只都是猪。这5只八成是橘猫,能理解。所以,Recall(猫)= 10/18 = 55.6%

Specificity
以猫为例,在总共48只不是猫的动物中,模型认为有45只不是猫。所以,Specificity(猫)= 45/48 = 93.8%。
虽然在45只动物里,模型依然认为错判了6只狗与4只猫,但是从猫的角度而言,模型的判断是没有错的。

本文参考了https://blog.csdn.net/Orange_Spotty_Cat/article/details/80520839

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转载自blog.csdn.net/xys430381_1/article/details/85084843