如何向Scikit-learn分类器添加加权损失?

在许多机器学习应用中,可能需要加权损失,因为某些类型的错误预测可能比其他错误更严重。例如,在医学二元分类(健康/生病)中,假阴性,即患者未得到进一步检查的结果比假阳性更严重,假阳性可以通过后续检查发现错误。

所以如果我定义一个像这样的加权损失函数:

def weighted_loss(prediction, target):    if prediction == target:        return 0  # 正确,无损失    elif prediction == 0:  # 类别0是健康        return 100  # 假阴性,非常糟糕    else:        return 1  # 假阳性,不正确

如何将类似于这个的函数传递给Scikit-learn分类器,如随机森林SVM分类器?


回答:

我担心你的问题提得不好,源于对损失和指标这两个不同概念的根本性混淆。

损失函数适用于prediction == target类型的条件——这是指标(如准确率、精确率、召回率等)的作用,这些指标在损失优化(即训练)过程中没有任何作用,仅用于性能评估。损失不适用于硬类别预测;它仅适用于分类器的概率输出,在这种情况下,平等条件永远不会适用。

在损失和指标之间增加一层“隔离”的选择是阈值,这是将分类器的概率输出(在训练过程中唯一重要的东西)转换为“硬”类别预测(在考虑的业务问题中唯一重要的东西)所必需的。同样,这个阈值在模型训练(唯一相关量是损失,它对阈值和硬类别预测一无所知)过程中绝对不起作用;正如在Cross Validated线程中所说Reduce Classification Probability Threshold

当你为新样本的每个类别输出一个概率时,你的练习的统计部分就结束了。选择一个阈值,在此之上你将一个新观测分类为1而不是0,不再是统计的一部分。这是决策的一部分。

虽然你当然可以尝试用额外的程序来优化这个(决策)阈值,这些程序在狭义定义的模型训练(即损失最小化)之外,正如你在评论中简要描述的,你的期望

我非常确定,如果RBFs绘制的决策边界在拟合数据时考虑到这一点,我会得到更好的结果

用类似于你的weight_loss函数的东西是徒劳的。

因此,这里展示的类似于你的weight_loss的函数(本质上是一个指标,而不是损失函数,尽管它的名字),使用prediction == target这样的平等条件,不能用于模型训练。

以下SO线程中的讨论也可能有助于澄清这个问题:

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