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准确率、精确率、召回率、F1 score以及ROC相关概念整合记忆理解

准确率、精确率、召回率、F1 score以及ROC,这几个概念如果不经常使用,还是很容易混淆的,此处我根据我看过的资料,转化为更容易理解的方式,记录下来。

首先,需要看一张图,这张图很直观,我直接引用了:

为什么直观呢?因为从列方向纵向看,是真实值;从行方向横向看,是我们自己模型的预测值,所以划分成为了4个部分。再看里面四个内容,其实还是从 医疗分析领域 角度看则更为直观些,毕竟来源于生活,科学也即是如此。

TP:真有病,医生判断也是有病;说明医生医术高明,帮助病人客观掌握真实情况,病人感谢医生!(True Positive)

FP:真没病,医生判断却是有病;庸医!吓人!这误诊真能把人吓死!最后核实是虚惊一场!这要不得!(False Positive)

FN:真有病,医生判断却是没病;庸医!害人!漏诊真是害人啊!本来病的不轻,医生愣是没查出来,这比 FP 貌似更糟糕啊!(False Negative)

TN:真没病,医生判断也是没病;一切正常,皆大欢喜!(True Negative)

再看如何记T、F、P、N四个字母,也很简单。全部代表预测的情况,前面对应预测正确 T 和预测错误 F;后面对应预测的结果,预测有病 P 和预测没病 N。

记住上面这四部分内容,接下来再看看这些分类模型的衡量指标:

精确率 / 查准率: Precision=\frac{TP}{TP+FP}

召回率 / 查全率 / 敏感度 / 真阳性率(True Positive Rate,TPR)/ 击中概率: Recall=Sensitivity=\frac{TP}{TP+FN}

1-敏感度 / 假阴性率(False Negative Rate,FNR)/ 漏诊率: 1-Sensitivity=\frac{FN}{TP+FN}

特异度: Specificity=\frac{TN}{TN+FP}

1-特异度 / 假阳性率(False Positive Rate,FPR)/ 误诊率 / 虚惊概率: 1-Specificity=\frac{FP}{FP+TN}

准确率: Accuracy=\frac{TP+TN}{TP+FP+FN+TN}

F1 Score: F1=\frac{2}{\frac{1}{Precision}+\frac{1}{Recall}}=\frac{2\times TP}{2\times TP+FP+FN}

这些指标主要成对出现,那如何快速记忆呢?

从上图也能看出,如果两对四个字母全都没有交集,说明代表的是列,即真实值情况,且代表的是 T 后面那一列。比如:TP+FN,四个字母全都出现,没有交集,代表真实值为 P 的情况,也就是说 TP+FN 代表真有病的全部情况,里面包括了预测正确(诊断有病)的 TP 和预测错误(诊断没病)的 FN。同理,TN+FP 代表真没病的全部情况,里面包括了预测正确(诊断没病)的 TN 和预测错误(诊断有病)的 FP。

再有一种情况是 TP+FP,同一个字母 P,表示预测为有病的全部情况,里面包括了真有病的 TP 和真没病的 FP。

上面指标中,比较重要的是Precision、Recall/TPR、漏诊率FNR、误诊率FPR、Accuracy、F1 Score,其中两个会在ROC中用到。不难发现,Recall/Sensitivity/TPR、漏诊率/1-Sensitivity/FNR、误诊率/1-Specificity/FPR、特异度/Specificity/TNR,这四项指标均是针对列真实值的统计分量,而查准率Precision则是针对行预测值的统计分量,均与左上角四象限一一对应,绘制示意图如下:

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