《百面机器学习——学习笔记》2、模型评估

前言

“没有测量,就没有科学。”    ——门捷列夫

1、评估指标的局限性

奢侈品广告投放问题,训练奢侈品用户数据模型,准确率高,但非奢用户仍被投广告

问题1 准确率的局限性。难度:★☆☆☆☆
解答:

准确率(Accuracy):分类正确的样本占总样本个数的比例

缺点: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。

改进:平均准确率(每个类别下的样本准确率的算术平均)

模糊搜索排序返回top5精确率高,但用户找不到想要的视频(尤其一些冷门剧集)

问题2 精确率与召回率的权衡。难度:★☆☆☆☆
解答:

精确率(Precision):分类正确的正样本个数占分类器判定为正样本的样本个数的比例。

召回率(Recall):分类正确的正样本个数占真正的正样本个数的比例。

综合指标:

P-R曲线Precision-Recall):横轴是召回率,纵轴是精确率。

F1  score:精准率和召回率的调和平均值F1 = 2×p×r / (p+r)

ROC曲线

预测某部美剧的流量趋势,但结果RMSE都非常高,在95%的时间区间内预测误差小于1%

问题3 RMSE指标居高不下的原因是什么?平方根误差的“意外”。难度:★☆☆☆☆
解答:

均方根误差(Root Mean Square Error,RMSE):用来衡量回归模型的好坏,能够很好地反映回归模型预测值与真实值的偏离程度。

RMSE = \sqrt{\frac{\sum_{i=1}^{n}(y_{i}-\widehat{y_{i}})^{2}}{n}}

其中,yi是第i个样本点的真实值, \widetilde{y_{i}}是第i个样本点的预测值,n是样本点的个数。

缺点:

如果存在个别偏离程度非常大的离群点(Outlier)时,即使离群点数量非常少,也会让RMSE指标变得很差。

解决方法:

  • 若离群点是噪声点,数据与处理阶段过滤噪声
  • 若离群点不是噪声点,将离群点机制建模进去
  • 更换鲁棒性更好的评估指标,如平均绝对百分比误差(Mean  Absolute Percent Error,MAPE)

MAPE = \sum_{i=1}^{n}\left | \frac{y_{i}-\widehat{{y_{i}}}}{y_{i}} \right |\times \frac{100}{n}

MAPE相当于把每个点的误差进行了归一化,降低了个别离群点带来的绝对误差的影响。

2、ROC曲线

问题1 什么是ROC曲线?难度:★☆☆☆☆

解答:ROC曲线是Receiver Operating Characteristic Curve,受试者工作特征曲线,横坐标为假阳性率(False  Positive  Rate,FPR);纵坐标为真阳性率(True Positive Rate,TPR)。

FPR=FP/N,TPR=TP/P

P是真实的正样本的数量,N是真实的负样本的数量,TP是P个正样本中被分类器预测为正样本的个数,FP是N个负样本中被分类器预测为正样本的个数。

问题2 如何绘制ROC曲线?难度:★★☆☆☆
解答:

通过不断移动分类器的“截断点”来生成曲线上的一组关键点的。

问题3 如何计算AUC?难度:★★☆☆☆
解答:

AUC指的是ROC曲线下的面积大小,能够量化地反映基于ROC曲线衡量出的模型性能。AUC的取值一般在0.5~1之间。由于R
OC曲线一般都处于y=x这条直线的上方(如果不是的话,只要把模型预测的概率反转成1−p就可以得到一个更好的分类器),所以AUC越大,说明分类器越可能把真正的正样本排在前面,分类性能越好。

问题4 ROC曲线相比P-R曲线有什么特点?难度:★★★☆☆
解答:

当正负样本的分布发生变化时,ROC曲线的形状能够基本保持不变,而P-R曲线的形状一般会发生较剧烈的变化。
ROC曲线能够尽量降低不同测试集带来的干扰,更加客观地衡量模型本身的性能。

3、余弦距离的应用

问题1 结合你的学习和研究经历,探讨为什么在一些场景中要使用余弦相似度而不是欧氏距离?难度:★★☆☆☆
解答:

余弦相似度关注的是向量之间的角度关系,并不关心它们的绝对大小,其取值范围是[−1,1]

欧氏距离体现数值上的绝对差异,而余弦距离体现方向上的相对差异。

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