解释多类逻辑回归中的预测概率



我有一个数据集,如下所示,其中A,B,C,D,E是特征,"T"是目标变量。

A     B    C     D     E       T
32    22   55    76    98      3
12    41   90    56    33      2
31    78   99    67    89      1
51    85   71    21    37      1
......
......

现在,我已经使用Scikit Learn应用了多类逻辑回归分类器,并获得预测值和概率矩阵:-

A     B    C     D     E       T   Predicted    Probablity
32    22   55    76    98       3     3           0.35
12    41   90    56    33       2     1           0.68
31    78   99    67    89       1     3           0.31
51    85   71    21    37       1     1           0.25

现在只想问我如何解释结果概率, 1)据我研究,python默认给出事件的概率为1。那么如果是这种情况,0.35 是否被认为是事件 1 的概率? 或 2) 值 0.35 是第一种情况属于类"3"的可能性吗? 我如何计算剩余两个类的概率。像这样:-

A     B    C     D     E       T   Predicted     P_1    P_2    P_3
32    22   55    76    98       3     3           0.35   0.20   0.45
12    41   90    56    33       2     1           0.68   0.10   0.22
31    78   99    67    89       1     3           0.31   0.40   0.29
51    85   71    21    37       1     1           0.25   0.36   0.39
from sklearn.linear_classifier import LogisticRegression
lr = LogisticRegression(random_state = 1)
lr.fit(x_train,y_train)

我们拟合我们的训练数据。

lr.predict_proba(x_test)

假设数据集包含三个类。输出将如下所示:

array([[  2.69011925e-02,   5.40807755e-01,   4.32291053e-01],
[  9.32525056e-01,   6.73606657e-02,   1.14278375e-04],
[  5.24023874e-04,   3.24718067e-01,   6.74757909e-01],
[  4.75066650e-02,   5.86482429e-01,   3.66010906e-01],
[  1.83396339e-02,   4.77753541e-01,   5.03906825e-01],
[  8.82971089e-01,   1.16720108e-01,   3.08803089e-04],
[  4.64149328e-02,   7.17011933e-01,   2.36573134e-01],
[  1.65574625e-02,   3.29502329e-01,   6.53940209e-01],
[  8.70375470e-01,   1.29512862e-01,   1.11667567e-04],
[  8.51328361e-01,   1.48584654e-01,   8.69851797e-05]])

在给定的输出数组中,每行有 3 列,显示每个类的相应概率。每行代表一个样本。

lr.predict_proba(x_test[0,:]) **OR** lr.predict_proba(x_test)[0,:]

输出:

array([ 0.02690119,  0.54080775,  0.43229105])

即该样本的概率。

不确定您的结果表来自哪里(哪个 API 调用),但您的第二个假设是正确的。在下表中

A     B    C     D     E       T   Predicted    Probablity
32    22   55    76    98       3     3           0.35
12    41   90    56    33       2     1           0.68
31    78   99    67    89       1     3           0.31
51    85   71    21    37       1     1           0.25

我假设的结果是 4 个不同的样本(实例),包括目标变量(正确类)、预测类和预测类的概率。

我认为您在代码中的索引例程方面存在问题。让我们专注于最后一行

A     B    C     D     E       T   Predicted    Probablity
51    85   71    21    37       1     1           0.25

预测类的概率为0.2525%,并且您有一个三类问题。这意味着其他两个类的总概率质量是1 - 0.25 = 0.75,如果你在剩下的两个类(据说不是分类器的预测)之间平均划分75%,你会得到0.75 / 2 = 0.375- 或者37.5%23的概率(你预测了1)。当然,分类器对23的概率不会相等,所以一个会更低,而另一个会更高。问题是37.5%已经高于预测的类1的概率,这在逻辑上是不可能的。如果分类器给出概率37.5%225%1那么预测肯定应该是类2,而不是像你上面那样的类1

逻辑回归的输出是一个概率表,每个实例都有一行,每个类都有一列,例如

probs = array([[  2.69011925e-02,   5.40807755e-01,   4.32291053e-01],
[  9.32525056e-01,   6.73606657e-02,   1.14278375e-04],
[  5.24023874e-04,   3.24718067e-01,   6.74757909e-01],
[  8.70375470e-01,   1.29512862e-01,   1.11667567e-04],
[  8.51328361e-01,   1.48584654e-01,   8.69851797e-05]])

第一个实例的第三类的概率在第probs[0, 2]行的第三列中。如果你想要数组中的预测类,你可以做predicted_idx = np.argmax(probs, axis=1),这给了你对上述数据array([1, 0, 2, 0, 0]),这是最高预测概率的列索引。然后,您可以通过以下方式仅提取预测类的概率

probs[range(probs.shape[0]), predicted_idx]
>> array([ 0.54080776,  0.93252506,  0.67475791,  0.87037547, 0.85132836])

最后,您必须记住,结果表中的列索引不一定与数据集的索引方式相对应。如果您使用类似sklearn.preprocessing.LabelEncoder的东西,则可能是您认为位于索引 0 处的类实际上不在索引 0 处。您可以从label_binarizer.classes_中检查这一点 - 该数组的顺序对应于您从逻辑回归中获得的概率数组中的列索引。

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