【scikit-learn基础】--『回归模型评估』之误差分析
模型评估在统计学和机器学习中具有至关重要,它帮助我们主要目标是量化模型预测新数据的能力。
在这个数据充斥的时代,没有评估的模型就如同盲人摸象,可能带来误导和误判。
模型评估不仅是一种方法,更是一种保障,确保我们在数据海洋中航行时,能够依赖准确的模型,做出明智的决策。
本篇主要介绍模型评估时,如何利用scikit-learn帮助我们快速进行各种误差的分析。
1. 平均绝对误差
平均绝对误差(Mean Absolute Error,简称MAE),它用于度量预测值与真实值之间的平均误差大小。
它能直观地反映出预测的准确性,MAE越小,说明模型的预测能力越好。
1.1. 计算公式
平均绝对误差的计算公式如下:
\(\text{MAE}(y, \hat{y}) = \frac{1}{n} \sum_{i=0}^{n-1} \left| y_i - \hat{y}_i \right|.\)
其中,\(n\)是样本数量,\(y_i\)是真实值,\(\hat{y_i}\)是预测值。
1.2. 使用示例
from sklearn.metrics import mean_absolute_error
import numpy as np
# 随机生成100个sample
n = 100
y_true = np.random.randint(1, 100, n)
y_pred = np.random.randint(1, 100, n)
mean_absolute_error(y_true, y_pred)
mean_absolute_error就是scikit-learn中用来计算MAE的函数。
2. 均方误差
均方误差(Mean Squared Error,简称MSE),它用于衡量模型的预测值与实际观测值之间的差异。MSE越小,表示模型的预测值与实际观测值之间的差异较小,即模型具有较高的预测精度。
2.1. 计算公式
\(\text{MSE}(y, \hat{y}) = \frac{1}{n} \sum_{i=0}^{n - 1} (y_i - \hat{y}_i)^2.\)
其中,\(n\)是样本数量,\(y_i\)是真实值,\(\hat{y_i}\)是预测值。
2.2. 使用示例
from sklearn.metrics import mean_squared_error
import numpy as np
n = 100
y_true = np.random.randint(1, 100, n)
y_pred = np.random.randint(1, 100, n)
mean_squared_error(y_true, y_pred)
mean_squared_error就是scikit-learn中用来计算MSE的函数。
3. 均方对数误差
均方对数误差(Mean Squared Log Error,简称MSLE),与均方误差(MSE)相比,MSLE在计算误差时先对预测值和真实值取对数。
通过对数转换,MSLE能够减小较大值和较小值之间的差异,使得误差度量更为稳定。MSLE的值越小,表示预测结果与真实值的差异越小,即模型的拟合程度越好。
3.1. 计算公式
\(\text{MSLE}(y, \hat{y}) = \frac{1}{n} \sum_{i=0}^{n - 1} (\log_e (1 + y_i) - \log_e (1 + \hat{y}_i) )^2.\)
其中,\(n\)是样本数量,\(y_i\)是真实值,\(\hat{y_i}\)是预测值。
3.2. 使用示例
from sklearn.metrics import mean_squared_log_error
import numpy as np
n = 100
y_true = np.random.randint(1, 100, n)
y_pred = np.random.randint(1, 100, n)
mean_squared_log_error(y_true, y_pred)
mean_squared_log_error就是scikit-learn中用来计算MSLE的函数。
4. 平均绝对百分比误差
平均绝对百分比误差(Mean Absolute Percentage Error,简称MAPE),平均绝对误差(MAE)相比,MAPE将误差转化为百分比形式,这使得它在不同尺度的数据上具有更好的可比性。MAPE越小,表示模型的预测结果与实际结果的差异较小,即模型的预测准确性较高。
4.1. 计算公式
\(\text{MAPE}(y, \hat{y}) = \frac{1}{n} \sum_{i=0}^{n-1} \frac{{}\left| y_i - \hat{y}_i \right|}{\max(\epsilon, \left| y_i \right|)}\)
其中,\(n\)是样本数量,\(y_i\)是真实值,\(\hat{y_i}\)是预测值。
\(\epsilon\)是一个任意小但严格为正的数,以避免在\(y_i\)为零时出现未定义的结果。
4.2. 使用示例
from sklearn.metrics import mean_absolute_percentage_error
import numpy as np
n = 100
y_true = np.random.randint(1, 100, n)
y_pred = np.random.randint(1, 100, n)
mean_absolute_percentage_error(y_true, y_pred)
mean_absolute_percentage_error就是scikit-learn中用来计算MAPE的函数。
5. 绝对误差中值
绝对误差中值(Median Absolute Error,简称MedAE),它用于衡量预测模型对于数据集的精度。
与平均误差相比,中值对异常值更为稳健,对于数据集中的异常值和离群点,绝对误差中值具有较强的抗性。MedAE越小的模型,通常意味着它在大多数数据点上的预测更为准确。
5.1. 计算公式
\(\text{MedAE}(y, \hat{y}) = \text{median}(\mid y_1 - \hat{y}_1 \mid, \ldots, \mid y_n - \hat{y}_n \mid).\)
其中,\(y_i\)是真实值,\(\hat{y_i}\)是预测值,\(median\)表示取中位数。
5.2. 使用示例
from sklearn.metrics import median_absolute_error
import numpy as np
n = 100
y_true = np.random.randint(1, 100, n)
y_pred = np.random.randint(1, 100, n)
median_absolute_error(y_true, y_pred)
median_absolute_error就是scikit-learn中用来计算MedAE的函数。
6. 最大误差
最大误差(Max Error),它用于衡量模型预测值与真实值之间的最大差异,揭示模型在最坏情况下的表现。
如果模型在大多数情况下的预测误差都很小,但最大误差很大,那么这可能意味着模型对于某些特定情况的处理不够好,需要进一步优化。
6.1. 计算公式
\(\text{Max Error}(y, \hat{y}) = \max(| y_i - \hat{y}_i |)\)
其中,\(y_i\)是真实值,\(\hat{y_i}\)是预测值,\(max\)表示取最大值。
6.2. 使用示例
from sklearn.metrics import max_error
import numpy as np
n = 100
y_true = np.random.randint(1, 100, n)
y_pred = np.random.randint(1, 100, n)
max_error(y_true, y_pred)
max_error就是scikit-learn中用来计算Max Error的函数。
7. 总结
本篇主要介绍了6种常用的误差分析函数,包括:
- 平均绝对误差
- 均方误差
- 均方对数误差
- 平均绝对百分比误差
- 绝对误差中值
- 最大误差
误差的计算方式其实也不算不复杂,不过,掌握scikit-learn中封装好的各种误差计算函数,
还是可以帮助我们在评估回归模型时节约不少时间。
【scikit-learn基础】--『回归模型评估』之误差分析的更多相关文章
- (原创)(四)机器学习笔记之Scikit Learn的Logistic回归初探
目录 5.3 使用LogisticRegressionCV进行正则化的 Logistic Regression 参数调优 一.Scikit Learn中有关logistics回归函数的介绍 1. 交叉 ...
- 机器学习之路:python 集成回归模型 随机森林回归RandomForestRegressor 极端随机森林回归ExtraTreesRegressor GradientBoostingRegressor回归 预测波士顿房价
python3 学习机器学习api 使用了三种集成回归模型 git: https://github.com/linyi0604/MachineLearning 代码: from sklearn.dat ...
- (原创)(三)机器学习笔记之Scikit Learn的线性回归模型初探
一.Scikit Learn中使用estimator三部曲 1. 构造estimator 2. 训练模型:fit 3. 利用模型进行预测:predict 二.模型评价 模型训练好后,度量模型拟合效果的 ...
- 逻辑回归模型(Logistic Regression, LR)基础
逻辑回归模型(Logistic Regression, LR)基础 逻辑回归(Logistic Regression, LR)模型其实仅在线性回归的基础上,套用了一个逻辑函数,但也就由于这个逻辑函 ...
- 『高性能模型』轻量级网络ShuffleNet_v1及v2
项目实现:GitHub 参考博客:CNN模型之ShuffleNet v1论文:ShuffleNet: An Extremely Efficient Convolutional Neural Netwo ...
- 回归模型效果评估系列1-QQ图
(erbqi)导语 QQ图全称 Quantile-Quantile图,也就是分位数-分位数图,简单理解就是把两个分布相同分位数的值,构成点(x,y)绘图:如果两个分布很接近,那个点(x,y)会分布在y ...
- 『高性能模型』HetConv: HeterogeneousKernel-BasedConvolutionsforDeepCNNs
论文地址:HetConv 一.现有网络加速技术 1.卷积加速技术 作者对已有的新型卷积划分如下:标准卷积.Depthwise 卷积.Pointwise 卷积.群卷积(相关介绍见『高性能模型』深度可分离 ...
- 『高性能模型』轻量级网络MobileNet_v2
论文地址:MobileNetV2: Inverted Residuals and Linear Bottlenecks 前文链接:『高性能模型』深度可分离卷积和MobileNet_v1 一.Mobil ...
- 20165308『网络对抗技术』Exp5 MSF基础应用
20165308『网络对抗技术』Exp5 MSF基础应用 一.原理与实践说明 实践内容 本实践目标是掌握metasploit的基本应用方式,重点常用的三种攻击方式的思路.具体需要完成: 一个主动攻击实 ...
- 2017-2018-2 20155303『网络对抗技术』Exp9:Web安全基础
2017-2018-2 『网络对抗技术』Exp9:Web安全基础 --------CONTENTS-------- 一.基础问题回答 1.SQL注入攻击原理,如何防御? 2.XSS攻击的原理,如何防御 ...
随机推荐
- Codeforces-470 div2 C题
C. Producing Snow time limit per test 1 second memory limit per test 256 megabytes input standard in ...
- python tkinter 使用(七)
python tkinter 使用(七) 本篇文章主要讲下tkinter 中的message 控件. Message控件可以用于在窗口中显示一段文本消息. 以下是个简单的例子: #!/usr/bin/ ...
- pycharm插件离线安装
给不能联网的电脑或者不能访问外网的云桌面安装pycharm插件,需要离线安装 首先在能访问网络的电脑上打开插件主页,如下: 下载插件安装文件
- JavaFx设置图标(二)
JavaFx设置图标(二) JavaFX 从入门入门到入土系列 JavaFx设置图标,需要注意,我这里是Maven管理项目 需要将图片放到resources/img/avatar.jpg下 impor ...
- Java 集合(一)List
在 Java 中,主要存在以下三种类型的集合:Set.List 和 Map,按照更加粗略的划分,可以分为:Collection 和 Map,这些类型的继承关系如下图所示: Collection 是集合 ...
- 面试官:String长度有限制吗?是多少?还好我看过
前言 话说Java中String是有长度限制的,听到这里很多人不禁要问,String还有长度限制?是的有,而且在JVM编译中还有规范,而且有的家人们在面试的时候也遇到了,本人就遇到过面试的时候问这个的 ...
- 你的JoinHint为什么不生效
本文分享自华为云社区<你的JoinHint为什么不生效[绽放吧!GaussDB(DWS)云原生数仓]>,作者:你是猴子请来的救兵吗 . 引言 提起数据库的Hint,几乎每个DBA都知道这一 ...
- 绝了,华为云服务器“The 3”出道,每款都很能打
近年来,随着企业上云转型.互联网信息产业技术不断发展与革新,云服务器在主机市场逐渐占领主导地位,云服务器品牌层出不穷,各家云厂商都想占据一席之地,这也就对各云厂商的提供的云服务器算力和云端服务能力的要 ...
- 十问Huawei Cloud Toolkit:开发插件如何提升云上开发效能
本文分享自华为云社区<[云享问答]第2期 十问Huawei Cloud Toolkit:开发插件如何提升云上开发效能>,作者:华为云社区精选. 众所周知,桌面集成开发环境(IDE)已经融入 ...
- 消除视觉Transformer与卷积神经网络在小数据集上的差距
摘要:本文通过多种操作构建混合模型,增强视觉Transformer捕捉空间相关性的能力和其进行通道多样性表征的能力,弥补了Transformer在小数据集上从头训练的精度与传统的卷积神经网络之间的差距 ...