一文读懂分类模型评估指标

模型评估是深度学习和机器学习中非常重要的一部分，用于衡量模型的性能和效果。本文将逐步分解混淆矩阵，准确性，精度，召回率和F1分数。

混淆矩阵

混淆矩阵是在分类问题中用于评估模型性能的表格，它展示了模型对样本的分类情况。混淆矩阵的行表示实际类别，列表示预测类别。对于二分类问题，混淆矩阵的结构如下：

True Positive (TP): 实际为正例，模型预测为正例的样本数，模型正确识别正面实例的能力。更高的TP通常是可取的

False Negative (FN): 实际为正例，模型预测为负例的样本数，根据应用程序的不同，这可能是关键的(例如，未能检测到安全威胁)。

False Positive (FP): 实际为负例，模型预测为正例的样本数，强调模型在不应该预测为正的情况下预测为正的情况，这可能会产生取决于应用的后果(例如，医疗诊断中不必要的治疗)

True Negative (TN): 实际为负例，模型预测为负例的样本数，反映模型正确识别否定实例的能力。通常需要更高的TN

初学者看起来很乱，其实这样理解就非常简单了，后面的Negative/Positive 为模型预测值，前面的True/False 为模型预测是否正确，比如True Negative，代表，模型预测是Negative并且与实际的值对比是True 也就是预测正确的，这样就好理解了。以下是一个简单的混淆矩阵：

from sklearn.metrics import confusion_matrix

import seaborn as sns

import matplotlib.pyplot as plt

# Example predictions and true labels

y_true = [1, 0, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 1, 0]

y_pred = [1, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 1, 1]

# Create a confusion matrix

cm = confusion_matrix(y_true, y_pred)

# Visualize the blueprint

sns.heatmap(cm, annot=True, fmt="d", cmap="Blues", xticklabels=["Predicted 0", "Predicted 1"], yticklabels=["Actual 0", "Actual 1"])

plt.xlabel("Predicted")

plt.ylabel("Actual")

plt.show()

当你想强调正确的预测和整体准确性时，使用TP和TN。当你想了解你的模型所犯的错误类型时，使用FP和FN。例如，在误报成本很高的应用程序中，最小化误报可能是至关重要的。

比如一个垃圾邮件分类器。混淆矩阵可以理解正确识别了多少垃圾邮件，错误标记了多少非垃圾邮件。

基于混淆矩阵，可以计算许多其他评估指标，例如准确度、精确度、召回率和F1分数。

Accuracy

根据我们上面的总结，计算的是能够正确预测的的比例，分子是TP和TN都是True，也就是模型预测对了的总数

Precision

可以看到公式，他计算的是Positive 的占比，也就是说数据中所有Positive的，正确预测对了有多少，所以精确度Precision又被称作查准率

在误报有重大后果或成本的情况下，这是至关重要的。例如在医学诊断模型中，精确度确保只对真正需要治疗的人进行治疗。

Recall

召回率，也称为灵敏度或真阳性率，关注模型捕获所有正类实例的能力。

从公式中可以看到，它主要是计算模型捕获了多少实际的Positive，也就是Positive的占比，所以Recall又被称作查全率

F1 Score

F1分数是一个在精确度和召回率之间取得平衡的指标，为模型的性能提供了一个全面的衡量标准。它是查准率和查全率的调和平均值，计算公式为:

F1分数很重要，因为它提供了精确率和召回率之间的折衷。当你想在准确率和召回率之间找到平衡时，或者说针对一般的应用可以使用F1 Score

总结

本文对混淆矩阵、准度、精度、召回率和F1分数进行了详细的介绍，使用这些指标可以很好地评估和增强模型的性能。

作者：Rohit Saroj