Pytorch训练模型得到输出后计算F1-Score 和AUC的操作

2021-08-16 10:38:52 浏览数 (5061)

我们在pytorch训练模型完成后我们需要计算F1-Score和AUC来评估这个模型的训练效果。在pytorch中计算F1-Score和AUC是比较简单的。那么pytorch怎么求这两个值呢？接下来这篇文章告诉你。

1、计算F1-Score

对于二分类来说，假设batch size 大小为64的话，那么模型一个batch的输出应该是torch.size([64,2])，所以首先做的是得到这个二维矩阵的每一行的最大索引值，然后添加到一个列表中，同时把标签也添加到一个列表中，最后使用sklearn中计算F1的工具包进行计算，代码如下

import numpy as np
import sklearn.metrics import f1_score
prob_all = []
lable_all = []
for i, (data,label) in tqdm(train_data_loader):
    prob = model(data) #表示模型的预测输出
    prob = prob.cpu().numpy() #先把prob转到CPU上，然后再转成numpy，如果本身在CPU上训练的话就不用先转成CPU了
    prob_all.extend(np.argmax(prob,axis=1)) #求每一行的最大值索引
    label_all.extend(label)
print("F1-Score:{:.4f}".format(f1_score(label_all,prob_all)))

2、计算AUC

计算AUC的时候，本次使用的是sklearn中的roc_auc_score () 方法

输入参数：

y_true：真实的标签。形状 (n_samples，) 或 (n_samples, n_classes)。二分类的形状 (n_samples，1)，而多标签情况的形状 (n_samples, n_classes)。

y_score：目标分数。形状 (n_samples，) 或 (n_samples, n_classes)。二分类情况形状 (n_samples，1)，“分数必须是具有较大标签的类的分数”，通俗点理解：模型打分的第二列。举个例子：模型输入的得分是一个数组 [0.98361117 0.01638886]，索引是其类别，这里 “较大标签类的分数”，指的是索引为 1 的分数：0.01638886，也就是正例的预测得分。

average='macro'：二分类时，该参数可以忽略。用于多分类，' micro '：将标签指标矩阵的每个元素看作一个标签，计算全局的指标。' macro '：计算每个标签的指标，并找到它们的未加权平均值。这并没有考虑标签的不平衡。' weighted '：计算每个标签的指标，并找到它们的平均值，根据支持度 (每个标签的真实实例的数量) 进行加权。

sample_weight=None：样本权重。形状 (n_samples，)，默认 = 无。

max_fpr=None：

multi_class='raise'：(多分类的问题在下一篇文章中解释)

labels=None：

输出：

auc：是一个 float 的值。

import numpy as np
import sklearn.metrics import roc_auc_score
prob_all = []
lable_all = []
for i, (data,label) in tqdm(train_data_loader):
    prob = model(data) #表示模型的预测输出
    prob_all.extend(prob[:,1].cpu().numpy()) #prob[:,1]返回每一行第二列的数，根据该函数的参数可知，y_score表示的较大标签类的分数，因此就是最大索引对应的那个值，而不是最大索引值
    label_all.extend(label)
print("AUC:{:.4f}".format(roc_auc_score(label_all,prob_all)))

补充：pytorch训练模型的一些坑

1. 图像读取

opencv的python和c++读取的图像结果不一致，是因为python和c++采用的opencv版本不一样，从而使用的解码库不同，导致读取的结果不同。

2. 图像变换

PIL和pytorch的图像resize操作，与opencv的resize结果不一样，这样会导致训练采用PIL，预测时采用opencv，结果差别很大，尤其是在检测和分割任务中比较明显。

3. 数值计算

pytorch的torch.exp与c++的exp计算，10e-6的数值时候会有10e-3的误差，对于高精度计算需要特别注意，比如

两个输入5.601597， 5.601601，经过exp计算后变成270.85862343143174， 270.85970686809225