敏感性与特异性
敏感性和特异性虽然与查准率和查全率相似,但并不相同。其定义如下:
在癌症示例中,敏感性和特异性指:
- 敏感性:在患有癌症的所有人中,诊断正确的人有多少?
- 特异性:在未患癌症的所有人中,诊断正确的人有多少?
查准率和查全率的定义如下:
- 查准率:在被诊断患有癌症的所有人中,多少人确实得了癌症?
- 查全率:在患有癌症的所有人中,多少人被诊断患有癌症?
从这里可以看出,敏感性就是查全率,但特异性并不是查准率。
敏感性和特异性是这个矩阵中的行。更具体地说,如果我们做以下标记
- TP:(真阳性)被正确诊断为患病的病人。
- TN:(真阴性)被正确诊断为健康的健康人。
- FP:(假阳性)被错误诊断为患病的健康人。
- FN:(假阴性)被错误诊断为健康的病人。
那么:
且
。
敏感性和特异性
查准率和查全率是矩阵的第一行和第一列:
且
。
查准率和查全率
- 水平轴上的每个点是从 0 到 1 的值 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">p</annotation></semantics></math>p。
- 在所有值 <math><semantics><annotation encoding="application/x-tex">p</annotation></semantics></math>p 中,我们定位了被分类器预测概率 p 为恶性的所有病变。
image
]
在图中,我们将 0.2、0.5 和 0.8 作为阈值。请注意:
- 在 0.2 下,我们正确分类了每个恶性病变,但也对许多良性病变进行了进一步检查。
- 在 0.5 下,我们未诊断出一些恶性病变(严重),对少许良性病变进行了进一步检查。
- 在 0.8 下,我们对大部分良性病变进行了正确分类,但未诊断出许多恶性病变(非常严重)。
因此,在这种情况下,0.2 是否更好还存在争议。
但是,在该模型中,可能会有更好的阈值。这个阈值是多少?
(A).0.1 (B).0.4 (C).0.6 (D). 0.7
ROC 曲线
我们将真阳性率作为水平轴,将假阳性率作为垂直轴。
但是,在这一节课,我将使用不同的 ROC 曲线。我使用的曲线好像是把这个曲线侧翻了一样,如图所示:
我使用这个曲线的原因非常有意思。我们把敏感性作为水平轴、特异性作为垂直轴,就得到了这个曲线!
我再具体一点(一语双关)。我们使用与上一部分相同的直方图。
回想一下,水平轴上的值都是可能阈值。对于 0 和 1 之间的任何阈值 ,模型的结论如下:“该阈值左边的所有病变都被视为良性,其右边的所有病变都被视为恶性,并会接受进一步检查。”
对于这个模型,我们对敏感性和特异性进行以下计算:
- 敏感性:在所有恶性病变中,位于阈值右侧的病变(正确分类)的百分比是多少?
- 特异性:在所有良性病变中,位于阈值左侧的病变(正确分类)的百分比是多少?
我们将(敏感性,特异性)作为坐标系,绘制出这个点。如果绘制出与 0% 和 100% 之间的每个可能阈值对应的所有点,则会得到我在上面绘制的 ROC 曲线。因此,也可以将 ROC 曲线称为敏感性-特异性曲线。