查准率（Precision）和召回率（Recall）

2020-01-27 本文已影响0人爱吃鱼的夏侯莲子

在处理分类问题时，会遇到一种情况：

假设一个二元分类问题：假设我们的预测算法是： $h_\theta(x)=0$ ，这个算法忽略特征值 $x$ ，不管任何情况下都是预测 $h_\theta(x)$ 等于0。

毫无疑问这是一个糟糕的算法，但是在测试集中，99%的样本输出 $y=1$ ，1%的样本输出 $y=0$ ，这样计算预测算法的误差率的时候，会的到1%的误差率，这就是很糟糕的情况，一个完全错误的算法得到了一个正确率很高的测试结果。

这种情况称之为偏斜类（Skewed Classes）的问题。

解决问题的办法

处理这种情况，需要参考查准率和召回率

上图的表格中，提到了四个概念。
TP(真阳性) 预测为真的样本中确实为真的数量。
FP(假阳性) 预测为真的样本中确实为假的数量。
FN(假阴性) 预测为假的样本中确实为真的数量。
TN(真阴性) 预测为假的样本中确实为假的数量。

举个例子来说明

预测某些病人有没有得癌症。
假设有100个样本，真实情况是有10个得癌症的，通过预测函数遇到到了有12个得了癌症，其中有8个是真实得癌症的。
这种情况下:
TP=8
FP=12-8=4
FN=10-8=2
TN=(100-12)-2=86

正确预测为1，正确预测为0的样本比率，公式为： $\frac{TP+TN}{ALL}$
上例中准确率为 $\frac{8+86}{100}=0.94$

查准率是指在所有预测为1的样本中预测正确的比率，公式为： $\frac{TP}{TP+FP}$
上例中查准率为 $\frac{8}{8+4}=0.667$

召回率是指在所有真正为1的样本中预测正确的比率，公式为： $\frac{TP}{TP+FN}$
上例中召回率为 $\frac{8}{8+2}=0.8$

在最开始偏斜类问题中 TP=0，召回率为0，因此那个预测算法是错误的。

在分类问题中， $h_\theta(x) \geq 0.5$ 是我们就预测为1， $h_\theta(x) < 0.5$ 是我们就预测为0；

边界条件就是0.5
当提高边界值时，即 $h_\theta(x) \geq 0.7$ ，查准率会提高，召回率会下降；
当减小边界值时，即 $h_\theta(x) \geq 0.3$ ，召回率会提高，查准率会下降。

查准率和召回率之间的变化关系和上图类似，变化的曲线可能不是上图的平滑关系。大方向两者是相反的增长。

要判断一个学习学习算法需要综合考虑查准率和召回率，可以使用 F值（F-Score） 来综合评价。
公式为：2 $\frac{P*R}{P+R}$

通过上面，可以得出算法1的性能比较好。