top-1和top-5正确率与错误率以及目标检测评价指标

本文详细解析了Top-1和Top-5精度的概念及其计算方式,同时介绍了AP、MAP、Accuracy、Precision和Recall等评估指标,帮助读者深入理解模型评估的各个方面。

参考链接:https://blog.youkuaiyun.com/11076604169/article/details/100731210

top-1和top-5正确率与错误率定义:

假设分类类别共10类,现在有10个测试图片,那么一个图片输入网络,得到10个类别概率,而top-5就是这10个类别概率中取概率最高的前五个类别,如果此测试图片的类别在这五个类别中,则表明预测正确,反之预测错误,top-5错误率就是预测错误样本数/所有样数,top-5正确率是预测正确样本数/所有样本数;

top-1是这10个类别概率中取概率最高的一个类别,如果此测试图片的类别是概率最高类别,则表明预测正确,反之预测错误,top-1错误率就是预测错误样本数/所有样数,top-1正确率是预测正确样本数/所有样本数;

AP,MAP,Accuracy,Precision,Recall

TP(样本正,结果正),FP(样本负,结果正),TN(样本负,结果负),FN(样本正,结果负)

 TP和TN是正确判断结果,FN和FP是错误判断结果,因此

Accuracy预测正确的样本数/样本总数

(正确性)Accuracy=(TP+TN)/TP+TN+FP+FN

Accuracy在样本均匀情况下可较好反应检测指标,样本不均匀此指标存在缺陷。

Precision表示预测为正的样本中,确实为正样本所占的比例(预测为狗的图片中,确实为狗的比例)

(精确度)Precision=TP/TP+FP

Recall表示所有正样本中,确实预测为正样本的比例(所有狗的图片中,有多大比例狗被正确的预测出来)

Recall=TP+FP/TP+FN

AP(average precision)和MAP(mean average precision)

AP是precision的平均,针对某个类,MAP是针对多个类别(M)的AP取平均

 

### Top-5 错误率概念 Top-5 错误率对于给定的数据样本,如果模型预测的概率最高的前五个类别中都不包含真实标签,则认为该样本被错误分类。换句话说,只要模型给出的前五个可能性中有任何一个正确识别了实际类别,就视为成功;反之则计入错误。 具体来说,在图像分类任务中,当对一张图片进行多类别的预测时,即使最高置信度的选择不准确,但如果真实的对象类型位于按概率排序后的第二至第五位之间,仍然不算作完全失败[^2]。 ### 计算方法 为了计算Top-5错误率,需要遍历整个验证数据集,并统计那些其真值未出现在模型所返回的最佳猜测列表(通常长度为5)内的实例数量。最终的结果可以通过下面的比例表达: \[ \text{Top-5 Error Rate} = \frac{\text{未能进入前五名预测的数量}}{\text{总测试样例数}} * 100\% \] 举个例子,如果有100张待测照片,而其中只有95次的真实物体种类能在各自对应的排名表里找到位置(哪怕只是最后一名),那么此时top-5 error rate就是\( (100 - 95)/100*100\%=5 \%\) [^3]. ```python def calculate_top_5_error_rate(predictions, true_labels): """ Calculate the top-5 error rate. :param predictions: List of lists containing predicted probabilities or scores for each class per sample. Each inner list should be sorted from highest to lowest score and contain at least five elements. :param true_labels: List of actual labels corresponding to each prediction set. :return: The calculated top-5 error rate as a percentage. """ errors = sum(1 for pred, label in zip(predictions, true_labels) if label not in pred[:5]) total_samples = len(true_labels) return (errors / total_samples) * 100 ```
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