При создании модели машинного обучения для предсказания категориальной переменной важно анализировать и оценивать ее качество. Для этого применяются различные метрики, которые позволяют оценить, насколько точно модель предсказывает целевую переменную.
Одной из основных метрик, используемых для оценки качества модели, является accuracy (точность). Она измеряет долю правильных ответов модели среди всех предсказаний. Accuracy хорошо подходит для оценки моделей сбалансированных классов, когда количество примеров в каждом классе примерно одинаковое.
Однако, если классы несбалансированные, accuracy может давать неверную картину о качестве модели. В таких случаях полезно использовать метрики, такие как precision (точность), recall (полнота) и F1-мера.
Precision определяет, насколько точно модель предсказывает положительные примеры. Precision вычисляется как отношение числа правильно предсказанных положительных примеров к числу всех положительных предсказаний.
Recall показывает, насколько хорошо модель находит положительные примеры. Recall вычисляется как отношение числа правильно предсказанных положительных примеров к общему числу истинных положительных примеров.
F1-мера представляет собой гармоническое среднее между precision и recall. Она позволяет учесть и точность, и полноту модели. F1-мера определяется как отношение удвоенного значения precision к сумме precision и recall.
Для оценки качества модели с использованием этих метрик можно воспользоваться матрицей ошибок (confusion matrix). Матрица ошибок позволяет посчитать и сравнить значения precision, recall и F1-меры для каждого класса в задаче классификации.
Еще одной полезной метрикой является ROC-AUC (Receiver Operating Characteristic - Area Under Curve). ROC-AUC позволяет оценить качество бинарной модели без пороговых значений. Она измеряет площадь под кривой ROC, которая показывает зависимость между rate false positive (доля ошибок первого рода) и rate true positive (доля правильно предсказанных положительных примеров).
Если задача классификации имеет больше двух классов, могут быть использованы метрики, такие как макроусреднение (macro-average) и микроусреднение (micro-average). Макроусреднение вычисляет среднее значение метрик для каждого класса, независимо от их размера. Микроусреднение вычисляет сумму всех истинно-положительных, ложно-положительных и ложно-отрицательных предсказаний по всем классам и вычисляет метрику для этой суммы.
Также стоит учитывать бизнес-контекст и требования конкретной задачи при выборе метрик. Например, если важно минимизировать ложноположительные предсказания, можно использовать метрику precision. Если важно находить все положительные примеры, можно ориентироваться на recall.
В итоге, для оценки качества модели машинного обучения для предсказания категориальной переменной можно использовать несколько метрик, таких как accuracy, precision, recall, F1-мера и ROC-AUC. При выборе метрик стоит учитывать сбалансированность классов, бизнес-контекст и требования задачи.