模型的业务原理与评估指标应用

文摘   科技   2024-08-23 08:31   广东  

什么是机器学习模型?


”机器学习涉及到机器学习算法和模型的使用。“算法”是在数据上运行以创建机器学习“模型”的过程;“模型”是运行在数据上的机器学习算法的输出。“


机器学习模型是一种算法的表达,它通过梳理海量数据来查找模式或进行预测。机器学习 (ML) 模型由数据助力,是人工智能的数学引擎。

例如,适用于计算机视觉的 ML 模型能够在实时视频中识别汽车和行人。适用于自然语言处理的 ML 模型则能够翻译单词和句子。

如何评估模型的性能?


任何一个训练学习好的模型,都需要通过客观地评估模型的性能,以确保模型能够实际运用到业务场景中。考察模型的性能一般有2个方面:

1. 拟合能力(或者模型的偏差)
是指对历史数据的拟合程度或者精确程度,模型在历史数据集上的性能良好(准确率/错误率等),其拟合能力越强;

2. 泛化能力(或者模型的方差):
是指对未知样本的预测能力,若模型在未见过的数据上表现良好,那相应它的泛化能力就越高。

由此对应的机器学习模型的2个挑战:欠拟合和过拟合。

  • 欠拟合:模型的拟合能力不足,改进方法,增加模型的复杂度(比如原本是一元线性回归模型,调整为多元线性回归模型,提高模型的拟合能力),增加样本量,补充特征;
  • 过拟合:模型的泛化能力不足,改进方法,降低模型的复杂度,增加样本量,补充特征。

(1)模型评估指标:



区分度:KS(越高越好)、AUS(越高越好)、准确率、召回率、F1值等等;

(2)风控模型评估指标:



IV、KS、AUC、PSI、相关系数、VIF、P-R分析等等(衡量区分度、稳定性、可替代性、可解释性等等)。


模型应用于业务场景的原理


模型应用于业务场景,即在特定场景下,利用数据,高效,准确地完成特定的预测或者判断的任务。
模型生产的原理(模型训练过程):每一种场景下,模型都需要通过数据进行训练而生成,建模过程就是模型训练的过程或者说找出这种模式或者规则的过程。从一种可能拟合关系或者模式(模型空间)通过历史数据或者样本进行训练,从而得到确定的拟合关系或者模式(模型)。


模型生产原理——决策树为例:
当前我们应用场景:预测客户购买户型,并利用已知的客户信息(年龄和收入)进行训练模型。

(1)历史数据


(2)拟合方式(模式)——决策树

决策树是一种监督学习模型。它是一种树形结构,其中每个内部节点表示一个属性(特征)上的判断,每个分支代表一个判断结果的输出,最后每个叶节点代表一种分类结果。(训练决策树就是不断找最优分裂点的过程)

(3)算法——不断计算gini系数的过程损失

gini指数是衡量数据的不纯度,gini指数越大则表示数据越不纯,gini越小表示数据相对越纯。我们在确定切分点分类时,需要保证在这个切分点要比在其他点的gini指数小,那么则表示在这个切分点切分是最优的。


(4)最小损失——错分率


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