sklearn的class_weight设置为'balanced'的计算方法
分类的时候,当不同类别的样本量差异很大时,很容易影响分类结果,因此要么每个类别的数据量大致相同,要么就要进行校正。
sklearn的做法可以是加权,加权就要涉及到class_weight和sample_weight,当不设置class_weight参数时,默认值是所有类别的权值为1。
在python中:
# class_weight的传参
class_weight : {dict, 'balanced'}, optional
Set the parameter C of class i to class_weight[i]*C for
SVC. If not given, all classes are supposed to have
weight one. The "balanced" mode uses the values of y to automatically
adjust weights inversely proportional to class frequencies as
``n_samples / (n_classes * np.bincount(y))``
# 当使用字典时,其形式为:Weights associated with classes in the form ``{class_label: weight}``,比如:{0: 1, 1: 1}表示类0的权值为1,类1的权值为1. # sample_weight的传参
sample_weight : array-like, shape (n_samples,)
Per-sample weights. Rescale C per sample. Higher weights
force the classifier to put more emphasis on these points.
1. 在:from sklearn.utils.class_weight import compute_class_weight 里面可以看到计算的源代码。
2. 除了通过字典形式传入权重参数,还可以设置的是:class_weight = 'balanced',例如使用SVM分类:
clf = SVC(kernel = 'linear', class_weight='balanced', decision_function_shape='ovr')
clf.fit(X_train, y_train)
3. 那么'balanced'的计算方法是什么呢?看例子:
import numpy as np y = [0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,2,2] #标签值,一共16个样本 a = np.bincount(y) # array([8, 6, 2], dtype=int64) 计算每个类别的样本数量
aa = 1/a #倒数 array([0.125 , 0.16666667, 0.5 ])
print(aa) from sklearn.utils.class_weight import compute_class_weight
class_weight = 'balanced'
classes = np.array([0, 1, 2]) #标签类别
weight = compute_class_weight(class_weight, classes, y)
print(weight) # [0.66666667 0.88888889 2.66666667] print(0.66666667*8) #5.33333336
print(0.88888889*6) #5.33333334
print(2.66666667*2) #5.33333334
# 这三个值非常接近
# 'balanced'计算出来的结果很均衡,使得惩罚项和样本量对应
可以看出计算出来的值,乘以样本量之后,三个类别的数字很接近,我想的是:个人觉得惩罚项就用样本量的倒数未尝不可,因为乘以样本量都是1,相当于'balanced'这里是多乘以了一个常数
4. 真正的魔法到了:还记得上面所给出的python中,当class_weight为'balanced'时的计算公式吗?
# weight_ = n_samples / (n_classes * np.bincount(y))``
# 这里
# n_samples为16
# n_classes为3
# np.bincount(y)实际上就是每个类别的样本数量
于是:
print(16/(3*8)) #输出 0.6666666666666666
print(16/(3*6)) #输出 0.8888888888888888
print(16/(3*2)) #输出 2.6666666666666665
是不是跟计算出来的权值一样?这就是class_weight设置为'balanced'时的计算方法了。
5. 当然,需要说明一下传入字典时的情形
import numpy as np y = [0,0,0,0,0,0,0,0,1,1,1,1,1,1,2,2] #标签值,一共16个样本 from sklearn.utils.class_weight import compute_class_weight
class_weight = {0:1,1:3,2:5} # {class_label_1:weight_1, class_label_2:weight_2, class_label_3:weight_3}
classes = np.array([0, 1, 2]) #标签类别
weight = compute_class_weight(class_weight, classes, y)
print(weight) # 输出:[1. 3. 5.],也就是字典中设置的值
参考:
https://blog.csdn.net/go_og/article/details/81281387
https://www.zhihu.com/question/265420166/answer/293896934
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