各种损失函数
损失函数或代价函数来度量给定的模型(一次)预测不一致的程度
损失函数的一般形式:
风险函数:度量平均意义下模型预测结果的好坏
损失函数分类:
Zero-one Loss,Square Loss,Hinge Loss,Logistic Loss,Log Loss或Cross-entropy Loss,hamming_loss
分类器中常用的损失函数:
Zero-One Loss
该函数计算nsamples个样本上的0-1分类损失(L0-1)的和或者平均值。默认情况下,返回的是所以样本上的损失的平均损失,把参数normalize设置为False,就可以返回损失值和
在多标签分类问题中,如果预测的标签子集和真实的标签子集严格匹配,zero_one_loss函数给出得分为1,如果没有任何的误差,得分为0
from sklearn.metrics import zero_one_lossimport numpy as np#二分类问题 y_pred=[1,2,3,4] y_true=[2,2,3,4] print(zero_one_loss(y_true,y_pred)) print(zero_one_loss(y_true,y_pred,normalize=False)) #多分类标签问题 print(zero_one_loss(np.array([[0,1],[1,1]]),np.ones((2,2)))) print(zero_one_loss(np.array([[0,1],[1,1]]),np.ones((2,2)),normalize=False)) #结果: #0.25 #1 #0.5 #1
Hinge Loss
该损失函数通常被用于最大间隔分类器,比如假定类标签+1和-1,y:是真正的类标签,w是decision_function输出的预测到的决策,这样,hinge loss 的定义如下:
如果标签个数多于2个,hinge_loss函数依据如下方法计算:如果y_w是对真是类标签的预测,并且y_t是对所有其他类标签的预测里边的最大值,multiclass hinge loss定义如下:
下面的代码展示了用hinge_loss函数度量SVM分类器在二元分类问题中的使用方法:
from sklearn import svm from sklearn.metrics import hinge_lossX=[[0],[1]]y=[-1,1] est=svm.LinearSVC(random_state=0) print(est.fit(X,y)) pred_decision=est.decision_function([[-2],[3],[0.5]]) print(pred_decision) print(hinge_loss([-1,1,1],pred_decision)) #结果 #LinearSVC(C=1.0, class_weight=None, dual=True, fit_intercept=True, intercept_scaling=1, loss='squared_hinge', max_iter=1000, multi_class='ovr', penalty='l2', random_state=0, tol=0.0001, verbose=0) #[-2.18177262 2.36361684 0.09092211] #0.303025963688
Log Loss(对数损失)或者Cross-entropy Loss(交叉熵损失)
在二分类时,真是标签集合为{0,1},而分类器预测得到的概率分布为p=Pr(y=1)
每一个样本的对数损失就是在给定真是样本标签的条件下,分类器的负对数思然函数,如下所示:
当某个样本的真实标签y=1时,Loss=-log(p),所以分类器的预测概率p=Pr(y=1)的概率越大,则损失越小;如果p=Pr(y=1)的概率越小,则分类损失就越大,对于真是标签y=0,Loss=-log(1-p),所以分类器的预测概率p=Pr(y=1)的概率越大,则损失越大
多分类跟这个类似,不在重复
#Log Lossfrom sklearn.metrics import log_lossy_true=[0,0,1,1] y_pred=[[0.9,0.1],[0.8,0.2],[0.3,0.7],[0.01,0.99]] print(log_loss(y_true,y_pred)) #0.173807336691
Hamming Loss,计算两个样本集合之间的平均汉明距离
#hamming_lossfrom sklearn.metrics import hamming_lossy_pred=[1,2,3,4] y_true=[2,2,3,4] print(hamming_loss(y_true,y_pred)) #0.25