深度学习中评估指标：准确率Accuracy、召回率Recall、精确率Precision、特异度（真阴性率）和误报率、灵敏度（真阳性率）和漏报率、F1、PR、ROC、AUC、Dice系数、IOU

article/2025/9/11 4:33:52

准确率（Accuracy）

精确率（Precision，查准率）

召回率（Recall=TPR）

Precision-Recall曲线

F值（F-Measure，综合评价指标）

特异度TNR（真阴性率、specificity）

误报率（FPR、假阳性率）

灵敏度TPR（真阳性率、sensitivity）

漏报率（假阴性率、FNR）

ROC和AUC

Dice系数和IOU

		预测
		1	0
实际情况	1	真阳性 (TP)	假阴性 (FN)	$Recall=\frac{TP}{TP+FN}$	$FNR=\frac{FN}{TP+FN} = 1- Recall(sensitivity)$
实际情况	0	假阳性(FP)	真阴性 (TN)	$specificity(TNR)=\frac{TN}{FP+TN}$	$FPR=\frac{FP}{FP+TN} = 1- specificity$
		$Precision=\frac{TP}{TP+FP}$	$漏报率=$	$Accuracy=\frac{TP+TN}{TP+TN+FP+FN}$

True Positives, TP（真阳性）：预测为正样本，实际为正样本
False Positives,FP（假阳性）：预测为正样本，实际为负样本
True Negatives,TN（真阴性）：预测为负样本，实际为负样本
False Negatives,FN（假阴性）：预测为负样本，实际为正样本

准确率（Accuracy）

准确率是一个用于评估分类模型的指标。通俗来说，准确率是指我们的模型预测正确的结果（包括正例和负例）所占的比例。

$Accuracy=\frac{TP+TN}{TP+TN+FP+FN}$

精确率（Precision，查准率）

在预测为正类的样本中，实际上属于正类的样本所占的比例。在信息检索领域，精确率又被称为查准率。

注意：精确率和准确率不是一个东西，请大家注意不要搞混了！

$Precision=\frac{TP}{TP+FP}$

召回率（Recall=TPR）

在所有正类样本中，被正确识别为正类别的比例是多少，通俗讲，识别出来的正类（预测的）占实际正类中的比例。

在信息检索领域，召回率又被查全率。

$Recall=\frac{TP}{TP+FN}$

精确率和召回率可以观察下图理解，他们的分子相同，但分母是不一样的。而且有时候是矛盾的，极端情况下，我们只搜索出了一个结果，且是准确的，那么Precision就是100%，但是Recall就很低；而如果我们把所有结果都返回，那么比如Recall是100%，但是Precision就会很低。因此在不同的场合中需要自己判断希望Precision比较高或是Recall比较高。如果是做实验研究，可以绘制Precision-Recall曲线来帮助分析。

这里写图片描述

Precision-Recall曲线

在机器分类问题中，我们选用不同的阈值，因此，所得到的P（精确率）和R（召回率）也会有所不同，极端情况下，两个指标会自相矛盾，此时可以使用PR曲线来分析，以P（精确率）作y轴，R（召回率）作x轴，得到如下的PR曲线图。

F值（F-Measure，综合评价指标）

当Precision和Recall指标出现矛盾时，就需要综合考虑他们，最常见的方法就是F-Measure（又称为F-Score）。

F-Measure是Precision和Recall加权调和平均

F =（a^2 +1）/(1/P + a^2/R) = (a^2+1)*P*R / (a^2*P +R)

当参数a=1时，就是最常见的F1：

$F1=\frac{2*P*R}{P+R}$

有时候我们对精确率和召回率并不是一视同仁，比如有时候我们更加重视精确率。我们用一个参数β来度量两者之间的关系。如果β>1, 召回率有更大影响，如果β<1,精确率有更大影响。自然，当β=1的时候，精确率和召回率影响力相同，和F1形式一样。含有度量参数β的F1我们记为Fβ, 严格的数学定义如下：

$F_{\beta } =\frac{(1+\beta ^{2}) *P*R}{\beta ^{2}*P+R}$

特异度TNR（真阴性率、specificity）

specificity（TNR）：预测出来的负类占实际上负类的比例：

$specificity(TNR)=\frac{TN}{FP+TN}$

误报率（FPR、假阳性率）

预测出来的正类，但实际上是负类，占实际上负类的比例：

$FPR=\frac{FP}{FP+TN} = 1- specificity$

灵敏度TPR（真阳性率、sensitivity）

灵敏度：和召回率一样，预测出来是正类，实际上也是正类占所有正类的比例：

$sensitivity(TPR)=\frac{TP}{TP+FN}$

漏报率（假阴性率、FNR）

预测出来的负类，但实际上是正类，占实际上正类的比例：

$FNR=\frac{FN}{TP+FN} = 1- Recall(sensitivity)$

ROC和AUC

ROC和AUC是评价分类器的指标，ROC的全名叫做Receiver Operating Characteristic。ROC关注两个指标TPR和FPR。

y轴：真阳性率（召回率）true positive rate ,TPR，称为灵敏度。所有实际正例中，正确识别的正例比例。

x轴：假阳性率（误报率）false positiverate, FPR，称为(1-特异度)。所有实际负例中，错误得识别为正例的负例比例。

Roc曲线用来评价分类器的性能。通过测试分类结果可以计算得到TPR和FPR的一个点对。再通过调整这个分类器分类的阈值（从0.1到0.9），阈值的设定将实例分类到正类或者负类（比如大于阈值划分为正类）。因此根据变化阈值会产生不同效果的分类，得到多个分类结果的点，可以画出一条曲线，经过(0, 0)，(1, 1)。RoC曲线越靠近左上越好。从几何的角度讲，RoC曲线下方的面积越大，则模型越优。所以有时候我们用RoC曲线下的面积，即AUC（Area Under Curve）值来作为算法和模型好坏的标准。

注意：P/R和ROC是两个不同的评价指标和计算方式，一般情况下，检索用前者，分类、识别等用后者。

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假设两个区域分别为X和Y

Dice系数和IOU

集合相似度度量的函数，通常用于计算两个样本的相似度，范围为【0，1】

$Dice=\frac{2*TP}{2*TP+FP+FN} =\frac{2*|X\cap Y|}{|X|+|Y|}$

$IOU=\frac{TP}{TP+FP+FN} =\frac{|X\cap Y|}{|X|+|Y|-|X\cap Y|}$

$IOU=\frac{Dice}{2-Dice}$