深度学习实践-NLP task1 THUCN&IMDB&召回率、准确率、ROC曲线、AUC、PR曲线学习理解

本文介绍了THUCNews和IMDB数据集的下载与探索,并详细讲解了在二分类问题中,如何计算召回率、准确率、ROC曲线、AUC和PR曲线等关键评估指标。THUCNews包含10个类别,IMDB数据集则用于情感分析。通过对这些指标的理解,有助于提升模型的性能评估。

1、THUCNews数据集下载和探索

1.1 THUCNews数据集下载及介绍

数据集来自于:THUCNews THUCNews数据子集:https://pan.baidu.com/s/1hugrfRu 密码:qfud
该数据集是清华NLP组提供的THUCNews新闻文本分类数据集的一个子集。其中训练中使用了其中的10个分类,每个分类6500条,总共65000条新闻数据。
10个分类分别为:体育, 财经, 房产, 家居, 教育, 科技, 时尚, 时政, 游戏, 娱乐。

数据集划分如下:

  • 训练集: 5000*10
  • 验证集: 500*10
  • 测试集: 1000*10

然后可以得到划分后三个文件:

  • cnews.train.txt: 训练集(50000条)
  • cnews.val.txt: 验证集(5000条)
  • cnews.test.txt: 测试集(10000条)

1.2 预处理

data/cnews_loader.py为数据的预处理文件。

read_file(): 读取文件数据;
build_vocab(): 构建词汇表,使用字符级的表示,这一函数会将词汇表存储下来,避免每一次重复处理;
read_vocab(): 读取上一步存储的词汇表,转换为{词:id}表示;
read_category(): 将分类目录固定,转换为{类别: id}表示;
to_words(): 将一条由id表示的数据重新转换为文字;
preocess_file(): 将数据集从文字转换为固定长度的id序列表示;
batch_iter(): 为神经网络的训练准备经过shuffle的批次的数据。
<think>好的,我需要回答用户的问题:“机器学习中除了准确率召回率ROC曲线外还有哪些数据可视化方法或图表”。首先,我要确保自己理解用户的需求。用户已经知道常见的评估指标如准确率召回率ROC曲线,现在想了解其他可视化方法。 接下来,我应该回忆一下机器学习中的其他可视化方法。首先想到的是混淆矩阵,虽然它常和准确率等指标一起使用,但用户可能没有提到,所以可以包括进去。另外,还有PR曲线,尤其是在不平衡数据中,PR曲线可能比ROC更有用。然后,特征重要性图,比如随机森林或XGBoost中的特征重要性排序。学习曲线,用来诊断偏差和方差问题。校准曲线,评估概率校准情况。降维技术如PCA或t-SNE的可视化,帮助理解高维数据分布。热力图,比如在神经网络中可视化注意力机制或卷积层的激活情况。SHAP值的可视化,解释模型预测。决策树的可视化,虽然对于大型树可能不太实用,但简单模型可以展示。残差图,用于回归问题,检查模型误差分布。最后,分布对比图,比如预测结果与实际标签的分布比较。 需要确认这些方法是否都属于数据可视化,并且确实不在用户提到的准确率召回率ROC曲线范围内。例如,混淆矩阵虽然相关,但用户可能没有意识到它本身也是一种可视化图表。此外,PR曲线虽然和ROC类似,但用户可能不知道,所以需要明确说明。 然后,我需要参考提供的引用内容。引用1、3、4提到了ROC准确率召回率,但引用2和5提到了其他模型可视化的方面,比如模型可视化整合到实践中,调整阈值等。不过用户的问题是关于其他可视化方法,可能需要引用中的内容支持,但如果没有直接相关,可以结合自己的知识回答。 确保每个点都清晰,并且给出应用场景。例如,混淆矩阵用于分类结果的可视化,特征重要性用于模型解释,学习曲线用于训练过程诊断等。还要注意格式,使用中文,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,但这个问题可能不需要太多数学公式,主要列举图表类型。 最后,生成相关问题,确保问题与主题相关,帮助用户进一步探索。</think>在机器学习中,除了准确率召回率ROC曲线外,还有以下数据可视化方法和图表可帮助模型分析与解释: --- ### 1. **混淆矩阵(Confusion Matrix)** - **功能**:直观展示分类模型的预测结果,区分真正例(TP)、假正例(FP)、真反例(TN)、假反例(FN)。 - **应用场景**:多分类或二分类问题,快速识别模型在各类别上的误分类情况[^1]。 ```python from sklearn.metrics import ConfusionMatrixDisplay ConfusionMatrixDisplay.from_estimator(model, X_test, y_test) ``` --- ### 2. **PR曲线Precision-Recall Curve)** - **功能**:反映不同阈值下精确率与召回率的权衡,尤其适用于类别不平衡数据。 - **数学形式**:曲线下面积(AUC-PR)用于量化模型性能[^3]。 $$ \text{Precision} = \frac{TP}{TP + FP}, \quad \text{Recall} = \frac{TP}{TP + FN} $$ --- ### 3. **特征重要性图(Feature Importance Plot)** - **功能**:展示模型对输入特征的依赖程度,帮助解释模型决策。 - **实现工具**:树模型(如随机森林、XGBoost)内置特征重要性计算,或使用SHAP值可视化[^2]。 --- ### 4. **学习曲线(Learning Curve)** - **功能**:分析模型在训练集和验证集上的性能随数据量或训练轮次的变化,识别欠拟合或过拟合。 - **关键观察点**:训练误差与验证误差的收敛趋势。 --- ### 5. **校准曲线(Calibration Curve)** - **功能**:评估模型预测概率的校准程度,例如逻辑回归的概率输出是否可靠。 - **实现方法**:将预测概率分箱后对比实际频率,理想情况下应呈对角线分布。 --- ### 6. **降维可视化(如PCA/t-SNE)** - **功能**:将高维数据投影至二维或三维空间,观察数据分布或聚类效果。 - **应用场景**:探索性数据分析(EDA)、无监督学习评估[^2]。 --- ### 7. **残差图(Residual Plot)** - **功能**:回归任务中,展示预测值与真实值的残差分布,检查误差是否随机。 - **理想情况**:残差应围绕零值均匀分布,无明显模式。 --- ### 8. **SHAP摘要图(SHAP Summary Plot)** - **功能**:基于SHAP值解释模型预测,展示特征对预测结果的全局影响方向及强度。 - **优势**:适用于复杂模型(如深度学习)的可解释性分析[^2]。 --- ### 9. **决策边界图(Decision Boundary)** - **功能**:可视化分类模型在特征空间中的决策边界,适用于低维特征数据。 - **实现方法**:通过网格点采样绘制分类区域。 --- ### 10. **热力图(Heatmap)** - **功能**:展示相关性矩阵、注意力权重或层间激活(如CNN卷积层)。 - **应用场景**:模型内部机制的可视化,如自然语言处理中的注意力机制[^4]。 ---
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