python实现二分类和多分类的ROC曲线教程


Posted in Python onJune 15, 2020

基本概念

precision:预测为对的当中,原本为对的比例(越大越好,1为理想状态)

recall:原本为对的当中,预测为对的比例(越大越好,1为理想状态)

F-measure:F度量是对准确率和召回率做一个权衡(越大越好,1为理想状态,此时precision为1,recall为1)

accuracy:预测对的(包括原本是对预测为对,原本是错的预测为错两种情形)占整个的比例(越大越好,1为理想状态)

fp rate:原本是错的预测为对的比例(越小越好,0为理想状态)

tp rate:原本是对的预测为对的比例(越大越好,1为理想状态)

ROC曲线通常在Y轴上具有真阳性率,在X轴上具有假阳性率。这意味着图的左上角是“理想”点 - 误报率为零,真正的正率为1。这不太现实,但它确实意味着曲线下面积(AUC)通常更好。

二分类问题:ROC曲线

from __future__ import absolute_import
from __future__ import division
from __future__ import print_function
import time
start_time = time.time()
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.metrics import roc_curve
from sklearn.metrics import auc
import numpy as np
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.metrics import recall_score,accuracy_score
from sklearn.metrics import precision_score,f1_score
from keras.optimizers import Adam,SGD,sgd
from keras.models import load_model

print('读取数据')
X_train = np.load('x_train-rotate_2.npy')
Y_train = np.load('y_train-rotate_2.npy')
print(X_train.shape)
print(Y_train.shape)

print('获取测试数据和验证数据')
X_train, X_valid, Y_train, Y_valid = train_test_split(X_train, Y_train, test_size=0.1, random_state=666)

Y_train = np.asarray(Y_train,np.uint8)
Y_valid = np.asarray(Y_valid,np.uint8)
X_valid = np.array(X_valid, np.float32) / 255.

print('获取模型')
model = load_model('./model/InceptionV3_model.h5')
opt = Adam(lr=1e-4)
model.compile(optimizer=opt, loss='binary_crossentropy')

print("Predicting")
Y_pred = model.predict(X_valid)
Y_pred = [np.argmax(y) for y in Y_pred] # 取出y中元素最大值所对应的索引
Y_valid = [np.argmax(y) for y in Y_valid]

# micro:多分类
# weighted:不均衡数量的类来说,计算二分类metrics的平均
# macro:计算二分类metrics的均值,为每个类给出相同权重的分值。
precision = precision_score(Y_valid, Y_pred, average='weighted')
recall = recall_score(Y_valid, Y_pred, average='weighted')
f1_score = f1_score(Y_valid, Y_pred, average='weighted')
accuracy_score = accuracy_score(Y_valid, Y_pred)
print("Precision_score:",precision)
print("Recall_score:",recall)
print("F1_score:",f1_score)
print("Accuracy_score:",accuracy_score)

# 二分类 ROC曲线
# roc_curve:真正率(True Positive Rate , TPR)或灵敏度(sensitivity)
# 横坐标:假正率(False Positive Rate , FPR)
fpr, tpr, thresholds_keras = roc_curve(Y_valid, Y_pred)
auc = auc(fpr, tpr)
print("AUC : ", auc)
plt.figure()
plt.plot([0, 1], [0, 1], 'k--')
plt.plot(fpr, tpr, label='Keras (area = {:.3f})'.format(auc))
plt.xlabel('False positive rate')
plt.ylabel('True positive rate')
plt.title('ROC curve')
plt.legend(loc='best')
plt.savefig("../images/ROC/ROC_2分类.png")
plt.show()

print("--- %s seconds ---" % (time.time() - start_time))

ROC图如下所示:

python实现二分类和多分类的ROC曲线教程

多分类问题:ROC曲线

ROC曲线通常用于二分类以研究分类器的输出。为了将ROC曲线和ROC区域扩展到多类或多标签分类,有必要对输出进行二值化。⑴可以每个标签绘制一条ROC曲线。⑵也可以通过将标签指示符矩阵的每个元素视为二元预测(微平均)来绘制ROC曲线。⑶另一种用于多类别分类的评估方法是宏观平均,它对每个标签的分类给予相同的权重。

from __future__ import absolute_import
from __future__ import division
from __future__ import print_function
import time
start_time = time.time()
import matplotlib.pyplot as plt
from sklearn.metrics import roc_curve
from sklearn.metrics import auc
import numpy as np
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.metrics import recall_score,accuracy_score
from sklearn.metrics import precision_score,f1_score
from keras.optimizers import Adam,SGD,sgd
from keras.models import load_model
from itertools import cycle
from scipy import interp
from sklearn.preprocessing import label_binarize

nb_classes = 5
print('读取数据')
X_train = np.load('x_train-resized_5.npy')
Y_train = np.load('y_train-resized_5.npy')
print(X_train.shape)
print(Y_train.shape)

print('获取测试数据和验证数据')
X_train, X_valid, Y_train, Y_valid = train_test_split(X_train, Y_train, test_size=0.1, random_state=666)

Y_train = np.asarray(Y_train,np.uint8)
Y_valid = np.asarray(Y_valid,np.uint8)
X_valid = np.asarray(X_valid, np.float32) / 255.

print('获取模型')
model = load_model('./model/SE-InceptionV3_model.h5')
opt = Adam(lr=1e-4)
model.compile(optimizer=opt, loss='categorical_crossentropy')

print("Predicting")
Y_pred = model.predict(X_valid)
Y_pred = [np.argmax(y) for y in Y_pred] # 取出y中元素最大值所对应的索引
Y_valid = [np.argmax(y) for y in Y_valid]

# Binarize the output
Y_valid = label_binarize(Y_valid, classes=[i for i in range(nb_classes)])
Y_pred = label_binarize(Y_pred, classes=[i for i in range(nb_classes)])

# micro:多分类
# weighted:不均衡数量的类来说,计算二分类metrics的平均
# macro:计算二分类metrics的均值,为每个类给出相同权重的分值。
precision = precision_score(Y_valid, Y_pred, average='micro')
recall = recall_score(Y_valid, Y_pred, average='micro')
f1_score = f1_score(Y_valid, Y_pred, average='micro')
accuracy_score = accuracy_score(Y_valid, Y_pred)
print("Precision_score:",precision)
print("Recall_score:",recall)
print("F1_score:",f1_score)
print("Accuracy_score:",accuracy_score)

# roc_curve:真正率(True Positive Rate , TPR)或灵敏度(sensitivity)
# 横坐标:假正率(False Positive Rate , FPR)

# Compute ROC curve and ROC area for each class
fpr = dict()
tpr = dict()
roc_auc = dict()
for i in range(nb_classes):
 fpr[i], tpr[i], _ = roc_curve(Y_valid[:, i], Y_pred[:, i])
 roc_auc[i] = auc(fpr[i], tpr[i])

# Compute micro-average ROC curve and ROC area
fpr["micro"], tpr["micro"], _ = roc_curve(Y_valid.ravel(), Y_pred.ravel())
roc_auc["micro"] = auc(fpr["micro"], tpr["micro"])

# Compute macro-average ROC curve and ROC area

# First aggregate all false positive rates
all_fpr = np.unique(np.concatenate([fpr[i] for i in range(nb_classes)]))

# Then interpolate all ROC curves at this points
mean_tpr = np.zeros_like(all_fpr)
for i in range(nb_classes):
 mean_tpr += interp(all_fpr, fpr[i], tpr[i])

# Finally average it and compute AUC
mean_tpr /= nb_classes

fpr["macro"] = all_fpr
tpr["macro"] = mean_tpr
roc_auc["macro"] = auc(fpr["macro"], tpr["macro"])

# Plot all ROC curves
lw = 2
plt.figure()
plt.plot(fpr["micro"], tpr["micro"],
  label='micro-average ROC curve (area = {0:0.2f})'
  ''.format(roc_auc["micro"]),
  color='deeppink', linestyle=':', linewidth=4)

plt.plot(fpr["macro"], tpr["macro"],
  label='macro-average ROC curve (area = {0:0.2f})'
  ''.format(roc_auc["macro"]),
  color='navy', linestyle=':', linewidth=4)

colors = cycle(['aqua', 'darkorange', 'cornflowerblue'])
for i, color in zip(range(nb_classes), colors):
 plt.plot(fpr[i], tpr[i], color=color, lw=lw,
  label='ROC curve of class {0} (area = {1:0.2f})'
  ''.format(i, roc_auc[i]))

plt.plot([0, 1], [0, 1], 'k--', lw=lw)
plt.xlim([0.0, 1.0])
plt.ylim([0.0, 1.05])
plt.xlabel('False Positive Rate')
plt.ylabel('True Positive Rate')
plt.title('Some extension of Receiver operating characteristic to multi-class')
plt.legend(loc="lower right")
plt.savefig("../images/ROC/ROC_5分类.png")
plt.show()

print("--- %s seconds ---" % (time.time() - start_time))

ROC图如下所示:

python实现二分类和多分类的ROC曲线教程

以上这篇python实现二分类和多分类的ROC曲线教程就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持三水点靠木。

Python 相关文章推荐
python检测远程服务器tcp端口的方法
Mar 14 Python
numpy自动生成数组详解
Dec 15 Python
用Python写王者荣耀刷金币脚本
Dec 21 Python
python遍历文件夹下所有excel文件
Jan 03 Python
python 匹配url中是否存在IP地址的方法
Jun 04 Python
Python日期时间对象转换为字符串的实例
Jun 22 Python
Python实现数据可视化看如何监控你的爬虫状态【推荐】
Aug 10 Python
在django-xadmin中APScheduler的启动初始化实例
Nov 15 Python
tensorflow实现二维平面模拟三维数据教程
Feb 11 Python
解决Jupyter因卸载重装导致的问题修复
Apr 10 Python
tensorflow pb to tflite 精度下降详解
May 25 Python
教你用Python+selenium搭建自动化测试环境
Jun 18 Python
python属于解释型语言么
Jun 15 #Python
python要安装在哪个盘
Jun 15 #Python
python中wheel的用法整理
Jun 15 #Python
keras绘制acc和loss曲线图实例
Jun 15 #Python
Python定义一个函数的方法
Jun 15 #Python
python是怎么被发明的
Jun 15 #Python
Keras 利用sklearn的ROC-AUC建立评价函数详解
Jun 15 #Python
You might like
php二分查找二种实现示例
2014/03/12 PHP
PHP 7.0.2 正式版发布
2016/01/08 PHP
PHP 读取大文件并显示的简单实例(推荐)
2016/08/12 PHP
PHP 多进程与信号中断实现多任务常驻内存管理实例方法
2019/10/04 PHP
web页面数据展示新想法(json)
2010/06/08 Javascript
为jQuery增加join方法的实现代码
2010/11/28 Javascript
jQuery EasyUI API 中文文档 - Spinner微调器使用
2011/10/21 Javascript
jquery中使用ajax获取远程页面信息
2011/11/13 Javascript
JQuery实现用户名无刷新验证的小例子
2013/03/22 Javascript
JQuery动画animate的stop方法使用详解
2014/05/09 Javascript
浅谈javascript 迭代方法
2015/01/21 Javascript
jQuery中的pushStack实现原理和应用实例
2015/02/03 Javascript
js判断请求的url是否可访问,支持跨域判断的实现方法
2016/09/17 Javascript
js 轮播效果实例分享
2016/12/28 Javascript
jQuery插件select2利用ajax高效查询大数据列表(可搜索、可分页)
2017/05/19 jQuery
JS代码实现电脑配置检测功能
2018/03/21 Javascript
vue脚手架搭建过程图解
2018/06/06 Javascript
JavaScript 扩展运算符用法实例小结【基于ES6】
2019/06/17 Javascript
Python网页解析利器BeautifulSoup安装使用介绍
2015/03/17 Python
python中反射用法实例
2015/03/27 Python
Python中几种操作字符串的方法的介绍
2015/04/09 Python
python xml.etree.ElementTree遍历xml所有节点实例详解
2016/12/04 Python
selenium+python实现1688网站验证码图片的截取功能
2018/08/14 Python
Python过滤txt文件内重复内容的方法
2018/10/21 Python
Python实现的旋转数组功能算法示例
2019/02/23 Python
不到20行实现Python代码即可制作精美证件照
2020/04/24 Python
Django中Q查询及Q()对象 F查询及F()对象用法
2020/07/09 Python
Python利用imshow制作自定义渐变填充柱状图(colorbar)
2020/12/10 Python
编写html5时调试发现脚本php等网页js、css等失效
2013/12/31 HTML / CSS
Napapijri西班牙在线商店:夹克、外套、运动衫等
2020/11/05 全球购物
Tomcat的缺省是多少,怎么修改
2014/04/09 面试题
护理专科毕业推荐信
2013/11/10 职场文书
小学母亲节活动方案
2014/03/14 职场文书
工厂车间标语
2014/06/19 职场文书
五年级作文之成长
2019/09/16 职场文书
Win11 BitLocker 驱动器加密
2022/04/19 数码科技