[zz] ROC曲线

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https://zh.wikipedia.org/wiki/ROC%E6%9B%B2%E7%BA%BF

信号检测理论中,接收者操作特征曲线receiver operating characteristic curve,或者叫ROC曲线)是一种座标图式的分析工具,用于 (1) 选择最佳的信号侦测模型、舍弃次佳的模型。 (2) 在同一模型中设定最佳阈值。

在做决策时,ROC分析能不受成本/效益的影响,给出客观中立的建议。

ROC曲线首先是由二战中的电子工程师和雷达工程师发明的,用来侦测战场上的敌军载具(飞机、船舰),也就是信号检测理论。之后很快就被引入了心理学来进行信号的知觉检测。数十年来,ROC分析被用于医学无线电生物学犯罪心理学领域中,而且最近在机器学习(machine learning)和数据挖掘(data mining)领域也得到了很好的发展。

分类模型(又称分类器,或诊断)是将一个实例映射到一个特定类的过程。ROC分析的是二元分类模型,也就是输出结果只有两种类别的模型,例如:(阳性/阴性)(有病/没病)(垃圾邮件/非垃圾邮件)(敌军/非敌军)。

讯号侦测(或变数测量)的结果是一个连续值时,类与类的边界必须用一个阈值英语:threshold)来界定。举例来说,用血压值来检测一个人是否有高血压,测出的血压值是连续的实数(从0~200都有可能),以收缩压140/舒张压90为阈值,阈值以上便诊断为有高血压,阈值未满者诊断为无高血压。二元分类模型的个案预测有四种结局:

  1. 真阳性(TP):诊断为有实际上也有高血压。
  2. 伪阳性(FP):诊断为有实际却没有高血压。
  3. 真阴性(TN):诊断为没有实际上也没有高血压。
  4. 伪阴性(FN):诊断为没有实际却有高血压。

这四种结局可以画成2 × 2的Confusion matrix

  真实值
p n



p‘ 真阳性
(TP)
伪阳性
(FP)
P‘
n‘ 伪阴性
(FN)
真阴性
(TN)
N‘
总数 P N  
阳性 (P, positive)
阴性 (N, Negative)
真阳性 (TP, true positive)
正确的肯定。又称:命中 (hit)
真阴性 (TN, true negative)
正确的否定。又称:正确拒绝 (correct rejection)
伪阳性 (FP, false positive)
错误的肯定,又称:假警报 (false alarm),第二型错误
伪阴性 (FN, false negative)
错误的否定,又称:未命中 (miss),第一型错误
真阳性率 (TPR, true positive rate)
又称:命中率 (hit rate)
TPR = TP / P = TP / (TP+FN)
伪阳性率(FPR, false positive rate)
又称:错误命中率,假警报率 (false alarm rate)
FPR = FP / N = FP / (FP + TN)
准确度 (ACC, accuracy)
ACC = (TP + TN) / (P + N)
即:(真阳性+真阴性) / 总样本数
真阴性率 (TNR)
又称:特异度 (SPC, specificity)
SPC = TN / N = TN / (FP + TN) = 1 - FPR
阳性预测值 (PPV)
PPV = TP / (TP + FP)
阴性预测值 (NPV)
NPV = TN / (TN + FN)
假发现率 (FDR)
FDR = FP / (FP + TP)
Matthews相关系数 (MCC),即 Phi相关系数
MCC = (TP*TN - FP*FN) / \sqrt{P N P‘ N‘}
F1评分
F1 = 2TP/(P+P‘)
Source: Fawcett (2006).

ROC空间将伪阳性率(FPR)定义为 X 轴,真阳性率(TPR)定义为 Y 轴。

  • TPR:在所有实际为阳性的样本中,被正确地判断为阳性之比率。
  • FPR:在所有实际为阴性的样本中,被错误地判断为阳性之比率。

给定一个二元分类模型和它的阈值,就能从所有样本的(阳性/阴性)真实值和预测值计算出一个 (X=FPR, Y=TPR) 座标点。

从 (0, 0) 到 (1,1) 的对角线将ROC空间划分为左上/右下两个区域,在这条线的以上的点代表了一个好的分类结果(胜过随机分类),而在这条线以下的点代表了差的分类结果(劣于随机分类)。

曲线下面积(AUC)

AUC值越大的分类器,正确率越高。

时间: 2024-07-31 20:28:01

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本文根据以下文章整理而成,链接: (1)http://blog.csdn.net/ice110956/article/details/20288239 (2)http://blog.csdn.net/chjjunking/article/details/5933105 1.概述 AUC(Area Under roc Curve)是一种用来度量分类模型好坏的一个标准.这样的标准其实有很多,例如:大约10年前在machine learning文献中一统天下的标准:分类精度:在信息检索(IR)领域中常