如何计算多标签分配分类任务中的成功率

在我的问题中可以观察到N个不同的类别,我的任务是检测在时间t(共T帧)时发生了哪些类别。我创建了大小为NxT的二进制矩阵actualLabelspredictedLabels。我观察了数据并手动填充了actualLabels。如果时间t的实例涉及第n个类别,则actualLabels(n,t)为1,否则为0。这作为我的真实数据。然后,我在数据上运行我的算法并预测观察到的类别。标签是自动找到并存储在predictedLabels中的。

我的问题是,如何使用这些矩阵计算一个成功值?有没有流行的方法来做这件事?

示例案例:假设有4个类别,T=5。假设数据为

actualLabels    = 0 0 0 0 1                  1 1 0 1 0                  0 1 0 0 1                  0 0 0 0 1predictedLabels = 0 0 0 0 1                  0 0 1 1 0                  0 1 0 0 0                  0 1 0 0 0

似乎无法从多类别分配中计算出传统的混淆矩阵。相反,我计算了每对之间的距离。由于我有二进制向量需要比较,汉明距离似乎不错(类似于编辑距离)。现在的问题是我可以报告预测和实际标签向量之间的距离,但不能报告成功百分比。

混淆矩阵传达了很多信息。我希望看到一个类似的表格,帮助我了解错误频繁发生的地方,总体成功率等。

详细信息:我有一些wav数据,我想进行多音高跟踪。在每个时间段内,可以有任意数量的音符一起演奏,形成我要预测的标签。

注意:维基百科上有一些关于多标签分类的指标。我很乐意了解任何其他指标或图表。


回答:

要衡量成功,你需要定义它。选择一个你愿意接受的错误容忍度(可能是零),然后计算有多少预测(汉明距离在该容忍度以下)的百分比来得到你的成功率。

如果你的训练矩阵是稀疏的(大部分是零),这可能是一个误导性的衡量标准,因为一个总是预测零矩阵的模型会表现得很好。在这种情况下,你可能需要考虑精确度和召回率。这些形成了一种自然的权衡,因此通常不可能同时最大化两者。为了将它们结合成一个单一的指标,可以考虑F分数。同样,如果你的训练数据不是稀疏的,那么简单的准确率百分比可能是最好的选择。

最后,如果你测量准确率是为了从几个可能的模型中选择(称为验证),那么要注意不要在这一步中重复使用你的训练数据。相反,将你的数据划分为训练数据和交叉验证数据。问题在于你的模型已经对它们训练过的数据产生了偏见;仅仅因为它们在那些数据上表现良好,并不意味着它们在实际应用中会普遍适用。请参阅交叉验证的维基百科条目以获取更多详细信息。

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