通过统计学分析模型结果的不确定性

如何使用二项检验证明测试集结果的分类准确率是可靠的
我看了西瓜书中检验比较部内容,但是对于使用什么样本来检验以及每个样本的实际误分类概率不知道如何获得

来自GPT的回答:

在机器学习中,可以使用统计学分析来评估模型结果的不确定性和可靠性。一种常用的方法是使用二项检验来验证测试集结果的分类准确率。

二项检验是一种用于比较两个比例(或概率)的统计检验方法。在这种情况下,我们可以将测试集的分类准确率视为一个比例,例如正确分类的样本数与总样本数之比。

以下是一个使用二项检验来验证分类准确率的示例步骤:

假设检验:

零假设(H0):测试集分类准确率是可靠的,即模型的准确率等于或超过一个特定的阈值。
对立假设(H1):测试集分类准确率不可靠,即模型的准确率低于阈值。
选择显著性水平:

显著性水平(或显著性水平)是决定是否拒绝零假设的阈值。通常选择的显著性水平是0.05或0.01。
计算分类准确率:

对测试集进行预测并计算分类准确率。将准确率表示为一个比例,例如正确分类的样本数与总样本数之比。
确定拒绝域:

根据显著性水平和零假设,计算拒绝域的临界值。这个临界值将决定是否拒绝零假设。
进行二项检验:

将测试集的分类准确率与拒绝域进行比较。如果分类准确率落在拒绝域内,则拒绝零假设,即测试集分类准确率不可靠。
要获得每个样本的实际误分类概率,你需要有样本的真实标签(或类别)信息。然后,你可以将样本与模型的预测进行比较,计算出实际的误分类情况。通过统计这些误分类情况,你可以获得样本的实际误分类概率。

请注意,二项检验只是评估测试集分类准确率的一种方法。在实际应用中,还可以考虑使用交叉验证、置信区间或其他评估指标来评估模型的不确定性和可靠性。

希望这些信息对你有帮助!如果有更多问题,请随时提问。

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    俗话说,“巧妇难为无米之炊”。在机器学习中,数据和特征便是“米”,模型和算法便是“巧妇”。没有充足的数据、合适的特征,再强大的模型也是没有任何作用的。对于一个机器学习问题,数据和特征往往决定了结果的上限,而模型,算法只是逐步接近这个上限。

    所谓特征工程,就是对最原始的数据(数字,文本,图像等)进行一系列的处理,将其提炼为特征,作为输入供算法和模型使用。

  • 您还可以看一下 徐朋老师的网络工程师内存存储容量计算强化训练教程课程中的 计算题之内存存储容量基本概念讲解小节, 巩固相关知识点
  • 以下回答来自chatgpt:

    首先,对于问题标题中要求使用二项检验来验证测试集分类准确率的可靠性,理解二项检验的原理和应用场景非常重要。二项检验主要用于统计两个样本的差异是否显著,可以用来比较两个样本的分类准确率。

    在进行二项检验前,需要明确两个样本的分布情况。在机器学习中,通常会将数据集分为训练集和测试集。训练集用于训练模型,测试集用于评估模型的性能,其中分类准确率是一种常用的评估指标。

    为了获取每个样本的实际误分类概率,我们可以首先在训练集上训练模型,然后将模型应用于测试集,得到测试集的分类结果。根据分类结果和测试集的真实标签,计算每个样本的分类准确率。

    接下来,我们可以使用二项检验来比较两个样本的分类准确率。具体步骤如下:

    步骤1:准备数据

    首先,我们需要准备训练集和测试集的数据。训练集包括特征和标签,用于训练模型;测试集只包括特征,用于评估模型的性能。

    # 示例代码,假设训练集特征为X_train,训练集标签为y_train,测试集特征为X_test
    # 请根据实际情况替换为你的数据
    X_train = ...
    y_train = ...
    X_test = ...
    

    步骤2:训练模型

    使用训练集的数据来训练模型。训练模型的方法可以根据具体的问题和数据集选择,例如决策树、支持向量机、神经网络等。

    # 示例代码,使用决策树模型进行训练
    from sklearn.tree import DecisionTreeClassifier
    model = DecisionTreeClassifier()
    model.fit(X_train, y_train)
    

    步骤3:预测分类结果

    使用训练好的模型对测试集进行预测,得到测试集的分类结果。

    # 示例代码,预测测试集分类结果
    y_pred = model.predict(X_test)
    

    步骤4:计算分类准确率

    根据分类结果和测试集的真实标签,计算每个样本的分类准确率。

    # 示例代码,计算每个样本的分类准确率
    accuracy = (y_pred == y_test).mean()
    

    步骤5:使用二项检验比较样本分类准确率

    使用二项检验比较训练集和测试集的分类准确率,判断两个样本的差异是否显著。

    # 示例代码,使用二项检验比较样本分类准确率
    from scipy.stats import binom_test
    p_value = binom_test(x=len(y_test)*accuracy, n=len(y_test), p=0.5, alternative='two-sided')
    

    在上述代码中,使用了SciPy库的binom_test函数来进行二项检验。其中,x表示分类正确的样本数量,n表示样本总数,p表示假设的分类准确率(这里假设为0.5,代表随机猜测的准确率),alternative表示备择假设的类型(这里选择双侧检验,即判断样本分类准确率是否与假设值有显著差异)。

    通过计算得到的p-value,可以判断样本分类准确率是否与假设值有显著差异。一般来说,如果p-value小于某个显著性水平(如0.05),则可以拒绝假设,认为样本分类准确率与假设值有显著差异。

    需要注意的是,上述方法假设样本独立同分布,且满足二项分布。如果样本不满足这些假设,可能需要使用其他方法进行验证。

    综上所述,通过以上步骤,可以使用二项检验来验证测试集分类准确率的可靠性。但需要注意,二项检验只是验证分类准确率是否与假设值(如0.5)有显著差异,并不能完全保证测试集分类准确率的可靠性。在实际应用中,还需要考虑其他因素,如样本的数量、数据的质量等。如果需要更准确的评估模型性能,可以考虑使用交叉验证等方法。


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