关于#python#的问题:鸢尾花数据集,target是多分类,进行交叉验证时当测accuracy时,当我测f1或precison或recall时,所有得分都变成nan


from sklearn.metrics import precision_score,recall_score,roc_auc_score,roc_curve
model1=cross_val_score(log_clf,train_features, train_target,scoring="f1",cv=5)
model1
output    array([nan, nan, nan, nan, nan])

鸢尾花数据集,target是多分类,进行交叉验证时当测accuracy时,它显示实际得分,当我测f1或precison或recall时,所有得分都变成nan。这是为什么?

同时我想做五次交叉验证的roc曲线,代码应该如何写?

当计算f1、precision或recall时,如果某个类别在测试集中没有出现,那么计算这个类别的得分时会出现除以零的情况,从而导致得分为NaN。这通常发生在某个类别在训练集中存在但在测试集中不存在的情况下。

为了解决这个问题,你可以使用sklearn.metrics模块中的zero_division参数来设置当除以零时的行为。你可以将zero_division参数设置为一个非零的值,例如1,以避免得分为NaN。例如:

from sklearn.metrics import f1_score, precision_score, recall_score

f1 = f1_score(y_true, y_pred, zero_division=1)
precision = precision_score(y_true, y_pred, zero_division=1)
recall = recall_score(y_true, y_pred, zero_division=1)

关于ROC曲线的五次交叉验证,你可以使用sklearn.model_selection.cross_val_predict函数来进行交叉验证,并使用sklearn.metrics.roc_curve函数计算每次交叉验证的ROC曲线。以下是一个示例代码:

from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import cross_val_predict
from sklearn.metrics import roc_curve, auc
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
import matplotlib.pyplot as plt

# 加载鸢尾花数据集
iris = load_iris()
X = iris.data
y = iris.target

# 创建逻辑回归模型
model = LogisticRegression()

# 进行五次交叉验证并预测概率
y_scores = cross_val_predict(model, X, y, cv=5, method='predict_proba')

# 计算每次交叉验证的ROC曲线
fpr, tpr, thresholds = roc_curve(y, y_scores[:, 1])
roc_auc = auc(fpr, tpr)

# 绘制平均ROC曲线
plt.plot(fpr, tpr, label='ROC curve (area = %0.2f)' % roc_auc)
plt.plot([0, 1], [0, 1], 'k--')
plt.xlim([0.0, 1.0])
plt.ylim([0.0, 1.05])
plt.xlabel('False Positive Rate')
plt.ylabel('True Positive Rate')
plt.title('Receiver Operating Characteristic')
plt.legend(loc="lower right")
plt.show()

这段代码将使用逻辑回归模型进行五次交叉验证,并绘制平均的ROC曲线。你可以根据需要修改模型和数据集。

援引GPT回答:
首先,当测量多分类问题的f1、precision和recall时,传递给cross_val_score函数的scoring参数应该是一个字符串,表示要使用的评估指标。例如,对于f1,应该使用"f1_macro"或"f1_micro"代替"f1",对于precision,应该使用"precision_macro"或"precision_micro"代替"precision",对于recall,应该使用"recall_macro"或"recall_micro"代替"recall"。这样,你就可以得到正确的评估指标得分,而不是得到nan值。

关于绘制五次交叉验证的ROC曲线的代码,你可以按照以下步骤进行:

  1. 导入必要的库:

    from sklearn.metrics import roc_curve
    import matplotlib.pyplot as plt
    
  2. 定义模型和数据集:

    model = log_clf
    X = train_features
    y = train_target
    
  3. 使用cross_val_predict函数进行五次交叉验证的预测:

    y_pred = cross_val_predict(model, X, y, cv=5, method='predict_proba')
    
  4. 计算每个类别的ROC曲线参数:

    fpr = {}
    tpr = {}
    roc_auc = {}
    for i in range(num_classes):
     fpr[i], tpr[i], _ = roc_curve(y[:, i], y_pred[:, i])
     roc_auc[i] = roc_auc_score(y[:, i], y_pred[:, i])
    
  5. 绘制ROC曲线:

    plt.figure()
    colors = ['blue', 'red', 'green']  # 可以根据需要设置更多颜色
    for i, color in zip(range(num_classes), colors):
     plt.plot(fpr[i], tpr[i], color=color, label='ROC curve of class {0} (area = {1:0.2f})'.format(i, roc_auc[i]))
    plt.plot([0, 1], [0, 1], 'k--')
    plt.xlim([0.0, 1.0])
    plt.ylim([0.0, 1.05])
    plt.xlabel('False Positive Rate')
    plt.ylabel('True Positive Rate')
    plt.title('Receiver Operating Characteristic')
    plt.legend(loc="lower right")
    plt.show()
    

请注意,num_classes是目标变量的类别数量,你需要根据你的数据集进行相应的设置。同时,如果你的模型是多分类模型,使用predict_proba方法来获取预测概率。如果你的模型是二分类模型,可以直接使用predict方法。

参考GPT:

在多分类问题中,有些评估指标如F1-score、精确度(precision)和召回率(recall)在某些情况下可能会出现NaN(非数字)的情况。这通常是由于以下原因之一引起的:

  1. 分类器无法正确预测某个特定类别:当某个类别从未被分类器预测为正例时,计算某些评估指标(如F1-score)中的分母为0,导致结果为NaN。

  2. 样本较少或类别不平衡:如果交叉验证中的某个折中某个类别的样本数量较少或数据集中某些类别的样本数量不平衡,计算某些评估指标时出现NaN是可能的。

解决此问题的方法包括:

  1. 确保每个类别都有足够数量的样本。可以考虑对数据进行重采样或使用类别平衡的方法来处理这个问题。

  2. 选择合适的评估指标:在某些情况下,F1-score、精确度或召回率等指标可能不适用于多分类问题。可以尝试其他适用于多分类问题的指标,如多分类的准确率(accuracy)或宏平均(macro-average)等。

关于ROC曲线和五次交叉验证的代码示例,请参考下方示例:

from sklearn.model_selection import cross_val_predict
from sklearn.metrics import roc_curve, auc
import matplotlib.pyplot as plt

# 使用交叉验证训练模型并进行预测
predicted = cross_val_predict(model, train_features, train_target, cv=5, method='predict_proba')
# 注意:要求模型有"predict_proba"方法,返回每个类别的概率值

# 统计每个类别的ROC曲线和AUC
fpr = dict()
tpr = dict()
roc_auc = dict()
for i in range(num_classes):  # num_classes是类别总数
    fpr[i], tpr[i], _ = roc_curve(train_target, predicted[:, i], pos_label=i)
    roc_auc[i] = auc(fpr[i], tpr[i])

# 绘制每个类别的ROC曲线
plt.figure()
colors = ['blue', 'red', 'green']  # 每个类别使用不同颜色
for i, color in zip(range(num_classes), colors):
    plt.plot(fpr[i], tpr[i], color=color, lw=2, label='ROC curve (area = %0.2f)' % roc_auc[i])
plt.plot([0, 1], [0, 1], color='gray', lw=2, linestyle='--')  # 绘制对角线
plt.xlabel('False Positive Rate')
plt.ylabel('True Positive Rate')
plt.title('Receiver Operating Characteristic')
plt.legend(loc="lower right")
plt.show()

请根据您的具体情况修改代码中的变量和参数,确保其与您的数据集和模型参数匹配。

【以下回答由 GPT 生成】

问题标题: 鸢尾花数据集中多分类目标进行交叉验证时,在测量f1、precision或recall时,所有得分都变成nan的原因是什么?

问题原因: - sklearn.metrics中的precision_scorerecall_scoref1_score方法默认是针对二分类问题而设计的。 - 当应用于多分类问题时,默认会抛出UndefinedMetricWarning警告并返回nan值。

解决方案: 为了解决以上问题,我们需要使用sklearn.metrics中的多标签分类指标。其中最常用的是sklearn.metrics中的classification_report方法,它会为每个类别计算相应的precision、recall和f1-score。

代码示例:

from sklearn.metrics import classification_report

# 在多分类问题中进行交叉验证计算f1、precision和recall
model1 = cross_val_predict(log_clf, train_features, train_target, cv=5)
classification_report(train_target, model1)

运行以上代码会返回包含每个类别的precision、recall和f1-score的报告,而不会出现nan值。

问题标题: 如何进行五次交叉验证并画出roc曲线?

解决方案: 要进行五次交叉验证并画出ROC曲线,我们可以使用sklearn.model_selection中的cross_val_predict方法得到交叉验证的预测结果。然后,使用sklearn.metrics中的roc_curve方法计算每个类别的假阳性率(FPR)、真阳性率(TPR)和阈值(thresholds),并使用matplotlib.pyplot绘制ROC曲线。

代码示例:

from sklearn.model_selection import cross_val_predict
import matplotlib.pyplot as plt

# 进行五次交叉验证并得到交叉验证的预测结果
y_scores = cross_val_predict(log_clf, train_features, train_target, cv=5, method="decision_function")

# 对每个类别计算假阳性率、真阳性率和阈值
fpr, tpr, thresholds = roc_curve(train_target, y_scores)

# 绘制ROC曲线
plt.plot(fpr, tpr)
plt.xlabel('False Positive Rate')
plt.ylabel('True Positive Rate')
plt.title('Receiver Operating Characteristic (ROC) Curve')
plt.show()

通过运行以上代码,我们将得到包含对每个类别的ROC曲线的图表。


如果你已经解决了该问题, 非常希望你能够分享一下解决方案, 写成博客, 将相关链接放在评论区, 以帮助更多的人 ^-^