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浅谈keras中自定义二分类任务评价指标metrics的方法以及代码

python 搞代码 4年前 (2022-01-09) 27次浏览 已收录 0个评论

对于二分类任务,keras现有的评价指标只有binary_accuracy,即二分类准确率,但是评估模型的性能有时需要一些其他的评价指标,例如精确率,召回率,F1-score等等,因此需要使用keras提供的自定义评价函数功能构建出针对二分类任务的各类评价指标。

keras提供的自定义评价函数功能需要以如下两个张量作为输入,并返回一个张量作为输出。

y_true:数据集真实值组成的一阶张量。

y_pred:数据集输出值组成的一阶张量。

tf.round()可对张量四舍五入,因此tf.round(y_pred)即是预测值张量。

1-tf.round(y_pred)即是预测值张量取反。

1-y_true即是真实值张量取反。

tf.reduce_sum()可对张量求和。

由此可以根据定义构建出四个基础指标TP、TN、FP、FN,然后进一步构建出进阶指标precision、recall、F1score,最后在编译阶段引用上述自定义评价指标即可。

keras中自定义二分类任务常用评价指标及其引用的代码如下

import tensorflow as tf

#精确率评价指标
def metric_precision(y_true,y_pred): 
 TP=tf.reduce_sum(y_true*tf.round(y_pred))
 TN=tf.reduce_sum((1-y_true)*(1-tf.round(y_pred)))
 FP=tf.reduce_sum((1-y_true)*tf.round(y_pred))
 FN=tf.reduce_sum(y_true*(1-tf.round(y_pred)))
 precision=TP/(TP+FP)
 return precision

#召回率评价指标
def metric_recall(y_true,y_pred): 
 TP=tf.reduce_sum(y_true*tf.round(y_pred))
 TN=tf.reduce_sum((1-y_true)*(1-tf.round(y_pred)))
 FP=tf.reduce_sum((1-y_true)*tf.round(y_pred))
 FN=tf.reduce_sum(y_true*(1-tf.round(y_pred)))
 recall=TP/(TP+FN)
 return recall

#F1-score评价指标
def metric_F1score(y_true,y_pred): 
 TP=tf.reduce_sum(y_true*tf.round(y_pred))
 TN=tf.reduce_sum((1-y_true)*(1-tf.round(y_pred)))
 FP=tf.reduce_sum((1-y_true)*tf.round(y_pred))
 FN=tf.reduce_sum(y_true*(1-tf.round(y_pred)))
 precision=TP/(TP+FP)
 recall=TP/(TP+FN)
 F1score=2*precision*recall/(precision+recall)
 return F1score

#编译阶段引用自定义评价指标示例
model.compile(optimizer='adam',
	 loss='binary_crossentropy',
	 metrics=['accuracy',
	 		metric_precision,
	 		metric_recall,
	 		metric_F1score])

补充知识:keras sklearn下两分类/多分类的技术杂谈(交叉验证和评价指标)

一.前言

这篇博客是为了记录论文补充实验中所遇到的问题,以及解决方法,主要以程序的形式呈现。

二.对象

深度学习框架:keras

研究对象:两分类/多分类

三.技术杂谈

1.K-FOLD交叉验证

1.概念

对一个模型进行K次训练,每次训练将整个数据集分为随机的K份,K-1作为训练集,剩余的1份作为验证集,每次训练结束将验证集上的性能指标保存下来,最后对K个结果进行平均得到最终的模型性能指标。

2.优缺点

优点:模型评估更加鲁棒

缺点:训练时间加大

3.代码

① sklearn与keras独立使用

fro<b>本文来源gao@!dai!ma.com搞$$代^@码5网@</b>m sklearn.model_selection import StratifiedKFold
import numpy

seed = 7 # 随机种子
numpy.random.seed(seed) # 生成固定的随机数
num_k = 5 # 多少折

# 整个数据集(自己定义)
X = 
Y = 

kfold = StratifiedKFold(n_splits=num_k, shuffle=True, random_state=seed) # 分层K折,保证类别比例一致

cvscores = []
for train, test in kfold.split(X, Y):

	# 可以用sequential或者function的方式建模(自己定义)
	model = 
 model.compile() # 自定义
 
	# 模型训练
 model.fit(X[train], Y[train], epochs=150, batch_size=10, verbose=0)
 
 # 模型测试
 scores = model.evaluate(X[test], Y[test], verbose=0)
 
 print("%s: %.2f%%" % (model.metrics_names[1], scores[1]*100)) # 打印出验证集准确率
 
 cvscores.append(scores[1] * 100)
 
print("%.2f%% (+/- %.2f%%)" % (numpy.mean(cvscores), numpy.std(cvscores))) # 输出k-fold的模型平均和标准差结果

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