Оценка качества моделей машинного обучения: выбор, интерпретация и применение метрик

F1-score принимает значения в диапазоне от 0 до 1 (или от 0% до 100%). Чем ближе значение F1-score к 1 (или 100%), тем лучше модель справляется с задачей классификации, учитывая обе метрики Precision и Recall. Если F1-score равен 0, это означает, что модель полностью не справляется с задачей классификации.

Пример № 1: В задаче определения, является ли человек носителем определенной генетической мутации, модель должна быть высоко точной и полной. Если точность модели равна 90%, а полнота – 80%, то F1-score будет равен 84%.

давайте распишем пошаговое решение для метрики F1-score (F-мера) на примере 1:

Рассчитайте точность и полноту модели, используя соответствующие формулы:

Precision = TP / (TP + FP) Recall = TP / (TP + FN)

В данном примере, точность = 0.9 (или 90%) и полнота = 0.8 (или 80%).

Рассчитайте F1-score как гармоническое среднее точности и полноты:

F1-score = 2 * (Precision * Recall) / (Precision + Recall)

F1-score = 2 * (0.9 * 0.8) / (0.9 + 0.8) = 0.84 (или 84%)

Таким образом, в данном примере F1-score равен 84%.

Мы получили F1-score равный 84%, что указывает на то, что модель демонстрирует неплохую производительность с учетом обеих метрик (точность и полнота). Это позволяет оценить модель с более сбалансированной точки зрения по сравнению с использованием только одной из метрик.

Пример № 2: В задаче определения, является ли новость фейковой или нет, модель должна быть высоко точной и полной. Если точность модели равна 85%, а полнота – 90%, то F1-score будет равен 87.5%.

давайте рассмотрим пошаговое решение для метрики F1-score (F-мера) на примере 2:

Рассчитайте точность и полноту модели, используя соответствующие формулы:

Precision = TP / (TP + FP) Recall = TP / (TP + FN)

В данном примере, точность = 0.85 (или 85%) и полнота = 0.9 (или 90%).

Рассчитайте F1-score как гармоническое среднее точности и полноты:

F1-score = 2 * (Precision * Recall) / (Precision + Recall)

F1-score = 2 * (0.85 * 0.9) / (0.85 + 0.9) = 0.875 (или 87.5%)

Таким образом, в данном примере F1-score равен 87.5%.

Метрика ROC AUC

Метрика ROC AUC (Receiver Operating Characteristic – Area Under the Curve) – это метрика качества алгоритма классификации, основанная на анализе ROC-кривой. ROC-кривая представляет собой графическое представление взаимосвязи между чувствительностью (True Positive Rate, TPR) и специфичностью (False Positive Rate, FPR) классификатора при различных пороговых значениях.

True Positive Rate (TPR) или Recall (Полнота) определяется как TP / (TP + FN);

False Positive Rate (FPR) определяется как FP / (FP + TN).

ROC AUC является численным значением, равным площади под ROC-кривой. Оно принимает значения в диапазоне от 0 до 1 (или от 0% до 100%). Чем ближе значение ROC AUC к 1 (или 100%), тем лучше модель справляется с задачей классификации. Значение ROC AUC, равное 0.5, означает, что модель работает на уровне случайного предсказания, а значение, меньше 0.5, указывает на то, что модель предсказывает хуже случайного предсказания.

Преимущества использования метрики ROC AUC заключаются в том, что она не зависит от порога классификации, устойчива к несбалансированным классам и может быть использована для сравнения различных моделей классификации.

Однако стоит отметить, что ROC AUC может давать оптимистичные оценки при наличии сильно несбалансированных классов. В таких случаях рекомендуется использовать другие метрики, такие как Precision-Recall AUC, которые учитывают ошибки первого и второго рода.

Конец ознакомительного фрагмента.