【手撕算法】【Keras】keras自定义汉明损失评价函数

1.代码

1.1 源码(拷贝直接使用)

:star: 直接拷贝以下代码到模型中使用(已经测试通过,评论区可以讨论)

import keras.backend as K

def my_tp_tn_fp_fn(y_true, y_pred):
    true_posi_sum = K.cast(K.sum(y_true), "int32")
    true_nag_sum = K.cast(K.sum(y_true-1), "int32")*(-1)
    pred_posi_sum = K.sum(K.cast(K.greater(y_pred, 0.5), "int32"))

    tp = K.sum(K.cast(K.greater(K.clip(y_true * y_pred, 0.0, 1.0), 0.50), "int32"))
    fn = true_posi_sum - tp
    fp = pred_posi_sum - tp
    tn = true_nag_sum - fp

    tp = K.cast(tp, "float32")
    tn = K.cast(tn, "float32")
    fp = K.cast(fp, "float32")
    fn = K.cast(fn, "float32")

    return tp, tn, fp, fn

def keras_hanmingloss(y_true, y_pred):
    tp, tn, fp, fn = my_tp_tn_fp_fn(y_true, y_pred)
    num_wrong = fp + fn
    total = tp + tn + fp + fn
    hanming_loss = (num_wrong + K.epsilon())/ total

    return hanming_loss
复制代码

1.2 构造思路

  • 流程图

image.png

flowchart TD
step1[建立函数求出TP_TN_FP_FN]
step2[根据汉明损失原理构造损失函数]
step3[ 结合Sci-kitlearn库的hanminglossAPI进行验证]

step1 --> step2 
step2 --> step3
  • 先求出所有的TP、TN、FP、FN

  • 再根据所有的TP、TN、FP、FN结合汉明损失公式构造损失函数

  • 结合Sci-kitlearn库的hanminglossAPI进行验证

1.3 结合sklearn进行验证

  • 自定义代码效果,如下图值为:0.06353355

image.png

  • sklearn的汉明损失效果,如下图值为:0.06353354978354979(由于前者是float32,所以后者float64精度会更高一些)

在这里插入图片描述

1.4 实验效果

  • 训练阶段效果

image.png

  • 评估阶段效果

image.png

2.汉明损失

2.1 介绍

  • 汉明距离:求解两个 相同尺寸数组 对应位置元素 不相同的个数
  • 汉明损失:汉明距离 除以 数组元素个数
  • 汉明损失实际上就是汉明距离除以元素的总个数
1. 汉明距离是使用在数据传输差错控制编码里面的,汉明距离是一个概念,它表示两个(相同长度)字符串对应位置的
不同字符的数量,我们以d(x,y)表示两个字x,y之间的汉明距离。
2. 对两个字符串进行异或运算,并统计结果为1的个数,那么这个数就是汉明距离。
复制代码

2.2 公式

  • y ^ \hat y 预测结果 y y 真实结果 y i j y_{ij} 第i个元素第j列, i的最大值为n,j的最大值为m,换句话说, y ^ y \hat y和y 均为 n*m大小的矩阵

H a m m i n g l o s s ( y , y ^ ) = 1 n i = 1 n 1 m j = 1 m 1 ( y ^ i j y i j ) Hamming-loss(y, \hat{y}) = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} \frac{1}{m} \sum_{j=1}^{m}1*(\hat y_{ij} \neq y_{ij})

2.3 应用场景

  • 一般应用在多标签分类任务中
  • 一般用作损失函数或者评价函数

3.参考资料

  1. CSDN: TP、TN、FP、FN超级详细解析

  2. 百度百科: 汉明距离

  3. CSDN: 可能是最全的机器学习模型评估指标总结

  4. 未知来源: 常用数学符号的 LaTeX 表示方法

猜你喜欢

转载自juejin.im/post/7085248007406518303