我期望这两种方法返回的误差应该是相当相似的,有人能指出我的错误吗?
正在计算RMSE…
rf = RandomForestRegressor(random_state=555, n_estimators=100, max_depth=8)rf_preds = cross_val_predict(rf, train_, targets, cv=7, n_jobs=7) print("使用cv preds的RMSE分数: {:0.5f}".format(metrics.mean_squared_error(targets, rf_preds, squared=False)))scores = cross_val_score(rf, train_, targets, cv=7, scoring='neg_root_mean_squared_error', n_jobs=7)print("使用cv_score的RMSE分数: {:0.5f}".format(scores.mean() * -1))
使用cv preds的RMSE分数: 0.01658使用cv_score的RMSE分数: 0.01073
回答:
这里有两个问题,都在cross_val_predict
的文档中有提到:
除非所有测试集大小相等且指标能按样本分解,否则结果可能会与
cross_validate
和cross_val_score
不同。
第一个问题是确保在两种情况下所有的集合(训练和测试)都是相同的,这在你的例子中并不成立。为此,我们需要使用kfold
方法来定义我们的CV折叠,然后在两种情况下使用相同的折叠。以下是使用虚拟数据的一个示例:
from sklearn.datasets import make_regressionfrom sklearn.model_selection import KFold, cross_val_score, cross_val_predictfrom sklearn.ensemble import RandomForestRegressorfrom sklearn.metrics import mean_squared_errorX, y = make_regression(n_samples=2000, n_features=4, n_informative=2, random_state=42, shuffle=False)rf = RandomForestRegressor(max_depth=2, random_state=0)kf = KFold(n_splits=5)rf_preds = cross_val_predict(rf, X, y, cv=kf, n_jobs=5) print("使用cv preds的RMSE分数: {:0.5f}".format(mean_squared_error(y, rf_preds, squared=False)))scores = cross_val_score(rf, X, y, cv=kf, scoring='neg_root_mean_squared_error', n_jobs=5)print("使用cv_score的RMSE分数: {:0.5f}".format(scores.mean() * -1))
上述代码片段的结果(完全可重现,因为我们明确设置了所有必要的随机种子)是:
使用cv preds的RMSE分数: 15.16839使用cv_score的RMSE分数: 15.16031
因此,我们可以看到这两个分数确实相似,但仍然不完全相同。
为什么会这样呢?答案在于上面引用的句子的第二部分,即RMSE分数不能按样本分解(老实说,我不知道有任何ML分数可以做到这一点)。
简单来说,虽然cross_val_predict
严格按照其定义计算RMSE,即(伪代码):
RMSE = square_root([(y[1] - y_pred[1])^2 + (y[2] - y_pred[2])^2 + ... + (y[n] - y_pred[n])^2]/n)
其中n
是样本数,cross_val_score
方法并不完全这样做;它所做的是计算每个k
个CV折叠的RMSE,然后平均这些k
个值,即(再次使用伪代码):
RMSE = (RMSE[1] + RMSE[2] + ... + RMSE[k])/k
正是因为RMSE不能按样本分解,这两个值虽然接近,但不完全相同。
我们实际上可以通过手动进行CV过程,并模拟cross_val_score
所做的RMSE计算来证明这一点,即:
import numpy as npRMSE__cv_score = []for train_index, val_index in kf.split(X): rf.fit(X[train_index], y[train_index]) pred = rf.predict(X[val_index]) err = mean_squared_error(y[val_index], pred, squared=False) RMSE__cv_score.append(err)print("使用手动cv_score的RMSE分数: {:0.5f}".format(np.mean(RMSE__cv_score)))
结果是:
使用手动cv_score的RMSE分数: 15.16031
即与cross_val_score
返回的值相同。
因此,如果我们想要非常精确,实际上,按照其定义精确计算的RMSE是cross_val_predict
返回的;cross_val_score
返回的是它的一个近似值。但在实践中,我们常常发现差异并不显著,所以如果更方便的话,我们也可以使用cross_val_score
。