理解查全率(precision)与查准率(recall)

理解查全率与查准率

1. 概念解读

在一个二分类问题中,非对既是错

真实情况\预测情况 positive negative
True TP TN
False FP FN

Notice: 上面的图表是个反例,错误的原因是T\F的使用,T代表着预测正确,F代表着预测错误。

真实情况\预测情况 positive negative
True TP FN
False FP TN
  • 查全率
    precison = T P T P + F N \textrm{precison}=\frac{\mathrm{TP}}{TP+FN} precison=TP+FNTP​
  • 查准率
    recall = T P T P + F P \textrm{recall}=\frac{\mathrm{TP}}{TP+FP} recall=TP+FPTP​

查准率(Precision)就是你认为是对的样例中,到底有多少真是对的。
查全率(Recall)就是所有对的样例,你找出了多少,或者说你判断对了多少。

tip: 我在刚刚接触到这两个概念的时候总是傻傻分不清楚,这里记录一下我现在的看法。如上图数据,横着看表示数据集的正负分布,正集: TP ∪ FN \textrm{TP}\cup\textrm{FN} TP∪FN; 负集: FP ∪ TN \textrm{FP}\cup\textrm{TN} FP∪TN。首先查全率和查准率的分子都是 TP \textrm{TP} TP,表示所有猜对的正集,查准率针对的是预测集中认为是对的样例,分母是 T P + F P TP+FP TP+FP;查全率针对的是所有正确的样例,分母是 T P + F N TP+FN TP+FN。

这里有一个问题: :查准率和查全率是一对矛盾的度量。一般来说查准率高时,查全率往往偏低;反之同理。 可是为什么就不能两个都高呢?
引用西瓜书上面的回答:

若希望将好瓜尽可能多的选出来,则可通过增加选瓜的数量来实现,如果将所有的西瓜都选上,那么所有的好瓜也必然都被选上了,但这样查准率就会较低,通常只有简单的问题,才会使查全率和查准率都很高。

2. F 1 F_1 F1​度量

F 1 F_1 F1​度量是基于查全率与查准率的调和平均(harmonic mean)。
定义为:
1 F 1 = 1 2 ( 1 P + 1 R ) \frac{1}{F_1}=\frac{1}{2}(\frac{1}{P}+\frac{1}{R}) F1​1​=21​(P1​+R1​)
F 1 = 2 × P × R P + R = 2 × T P 2 × T P + F P + F N F_1=\frac{2\times P\times R}{P+R}=\frac{2\times TP}{2\times TP+FP+FN} F1​=P+R2×P×R​=2×TP+FP+FN2×TP​

3. F β F_\beta Fβ​度量

F β F_\beta Fβ​是加权调和平均,是F1度量的一般形式。
1 F β = 1 1 + β 2 ( 1 P + β 2 R ) \frac{1}{F_\beta}=\frac{1}{1+\beta^2}(\frac{1}{P}+\frac{\beta^2}{R}) Fβ​1​=1+β21​(P1​+Rβ2​)

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