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  • 理解ROC曲线下的AUC


    之前各位的回答从各个角度解释了AUC的意义和计算方法,但是由于本人实在愚钝,一直没能参透AUC的意义和计算方法之间的联系,直到刚才突然有所顿悟,本着尽量言简意赅、浅显易懂的原则,在这里记录一下。

    首先,在试图弄懂AUC和ROC曲线之前,一定,一定要彻底理解混淆矩阵的定义!!!

    混淆矩阵中有着Positive、Negative、True、False的概念,其意义如下:

    • 称预测类别为1的为Positive(阳性),预测类别为0的为Negative(阴性)。
    • 预测正确的为True(真),预测错误的为False(伪)。

    对上述概念进行组合,就产生了如下的混淆矩阵:

    然后,由此引出True Positive Rate(真阳率)、False Positive(伪阳率)两个概念:

    • [公式]
    • [公式]

    仔细看这两个公式,发现其实TPRate就是TP除以TP所在的列,FPRate就是FP除以FP所在的列,二者意义如下:

    • TPRate的意义是所有真实类别为1的样本中,预测类别为1的比例。
    • FPRate的意义是所有真实类别为0的样本中,预测类别为1的比例。

    如果上述概念都弄懂了,那么ROC曲线和AUC就so easy了:

    按照定义,AUC即ROC曲线下的面积,而ROC曲线的横轴是FPRate,纵轴是TPRate,当二者相等时,即y=x,如下图:

    表示的意义是:对于不论真实类别是1还是0的样本,分类器预测为1的概率是相等的。

    换句话说,分类器对于正例和负例毫无区分能力,和抛硬币没什么区别,一个抛硬币的分类器是我们能想象的最差的情况,因此一般来说我们认为AUC的最小值为0.5(当然也存在预测相反这种极端的情况,AUC小于0.5,这种情况相当于分类器总是把对的说成错的,错的认为是对的,那么只要把预测类别取反,便得到了一个AUC大于0.5的分类器)。

    而我们希望分类器达到的效果是:对于真实类别为1的样本,分类器预测为1的概率(即TPRate),要大于真实类别为0而预测类别为1的概率(即FPRate),即y>x,因此大部分的ROC曲线长成下面这个样子:

    最理想的情况下,没有真实类别为1而错分为0的样本,TPRate一直为1,于是AUC为1,这便是AUC的极大值。


    说了这么多还是不够直观,不妨举个简单的例子。

    首先对于硬分类器(例如SVM,NB),预测类别为离散标签,对于8个样本的预测情况如下:

    得到混淆矩阵如下:

    进而算得TPRate=3/4,FPRate=2/4,得到ROC曲线:

    最终得到AUC为0.625。

    对于LR等预测类别为概率的分类器,依然用上述例子,假设预测结果如下:

    这时,需要设置阈值来得到混淆矩阵,不同的阈值会影响得到的TPRate,FPRate,如果阈值取0.5,小于0.5的为0,否则为1,那么我们就得到了与之前一样的混淆矩阵。其他的阈值就不再啰嗦了。依次使用所有预测值作为阈值,得到一系列TPRate,FPRate,描点,求面积,即可得到AUC。


    最后说说AUC的优势,AUC的计算方法同时考虑了分类器对于正例和负例的分类能力,在样本不平衡的情况下,依然能够对分类器作出合理的评价。

    例如在反欺诈场景,设欺诈类样本为正例,正例占比很少(假设0.1%),如果使用准确率评估,把所有的样本预测为负例,便可以获得99.9%的准确率

    但是如果使用AUC,把所有样本预测为负例,TPRate和FPRate同时为0(没有Positive),与(0,0) (1,1)连接,得出AUC仅为0.5,成功规避了样本不均匀带来的问题。

    原文链接:https://www.zhihu.com/question/39840928/answer/241440370
     
    之前研究过,今天晚上时间实在不够了,先说下形象的理解,保证秒懂,明天有空再更新。
    对于二类分类问题,我们先画roc曲线,曲线的每一个点表示一个阈值,分类器给每个样本一个得分,得分大于阈值的我们认为是正样本,小于阈值的认为是负样本。那么纵坐标是正样本的召回率,横坐标是1-负样本的召回率。从原点开始画roc曲线,阈值从1开始递减,随着阈值的降低,正样本的召回率肯定是在增加的,而负样本的召回率在降低,1-负样本召回率 在增加,如果正样本的召回率增加的速度大于负样本的召回率的下降,说明我们的分类器效果是不错的。roc曲线下面的面积就是auc. 在建立这么形象的理解之后,明天有空再继续更新。
    原文链接:https://www.zhihu.com/question/39840928/answer/122890730
     
    正样本被预测为正的概率(预测对了)大于负样本被预测为正例(预测错了)的概率。
    原文链接:https://www.zhihu.com/question/39840928/answer/1009149362
     
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/wisir/p/12595261.html
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