数据科学中的 10 个重要概念和图表的含义

2022-06-21 16:26:25

来源：DeepHub IMBA

本文共1200字，建议阅读5分钟
“当算法给你一条曲线时，一定要知道这个曲线的含义！”

1、偏差-方差权衡

这是一个总是在机器学习重要理论中名列前茅的概念。机器学习中的几乎所有算法（包括深度学习）都努力在偏差和方差之间取得适当的平衡，这个图清楚地解释了二者的对立关系。

2、基尼不纯度与熵

Gini（缺乏同质性的度量）和 Entropy（随机性的度量）都是决策树中节点不纯度的度量。

对于这两个概念更重要的是要了解它们之间的关系，以便能够在给定的场景中选择正确的指标。

基尼不纯度（系数）通常比熵更容易计算（因为熵涉及对数计算）

3、精度与召回曲线

精度-召回曲线显示了不同阈值的精度和召回率之间的权衡。曲线下面积大代表高召回率和高精度，其中高精度与低误报率相关，高召回率与低误报率相关。

它可以帮助我们根据需要选择正确的阈值。例如，如果我们的目标是减少类型 1 错误，我们需要选择高精度，而如果我们的目标是小化类型 2 错误，那么我们应该选择一个阈值，使得召回率很高。

精度分母是一个变量：即假阳性（归类为阳性的负样本）每次都会变化。

召回分母是一个常数：它代表真值的总数，因此将始终保持不变。

这就是为什么下图 Precision 在结束时有一个波动，而召回始终保持平稳的原因。

4、ROC曲线

ROC 曲线是显示分类模型在所有分类阈值下的性能的图表。

这条曲线绘制了两个参数：





真阳性率误报率

此曲线下的面积（称为 AUC），也可用作性能指标。AUC 越高，模型越好。

5、弯头曲线（K-Means）

用于K-means算法中优簇数的选择。

WCSS（簇内平方和）是给定簇中每个点与质心之间的平方距离之和。当我们用 K（簇数）值绘制 WCSS 时，该图看起来像一个肘部（弯头）。


随着聚类数量的增加，WCSS 值将开始下降。K = 1时WCSS值大

6、Scree Plot (PCA)

它帮助我们在对高维数据执行主成分分析后，可视化每个主成分解释的变异百分比。

为了选择正确数量的主成分来考虑我们的模型，我们通常会绘制此图并选择能够为我们提供足够好的总体方差百分比的值。

7、线性和逻辑回归曲线

对于线性可分数据，我们可以进行线性回归或逻辑回归，二者都可以作为决策边界曲线/线。

但是，在逻辑回归的情况下，由于通常只有 2 个类别，因此具有线性直线决策边界可能不起作用，在一条直线上值从低到高非常均匀地上升，因为它不够陡峭在值突然上升后会得到很多临界的高值或者低值，终会错误分类。因此，“边界”区域，即概率从高到低转变的区域并不真正存在。所以一般情况下会应用 sigmoid 变换将其转换为 sigmoid 曲线，该曲线在极端情况下是平滑的，在中间几乎是线性的。