从ROC曲线获得阈值

8qgya5xd  于 2023-03-15  发布在  其他
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我有一些模型,使用ROCR包对预测类百分比的向量,我有一个性能对象。用“tpr”,“fpr”的规格绘制性能对象,得到ROC曲线。
我在比较模型的假阳性率(x)的阈值,我希望从性能对象中得到真阳性率(y)的值,更希望得到用于生成该点的类百分比阈值。
最接近阈值但不高于阈值的假阳性率(x-value)的索引号应该给予我适当的真阳性率(y-value)的索引号,我不确切地知道如何获得该索引值。
更重要的是,我如何得到用来证明这一点的类概率的阈值?

jk9hmnmh

jk9hmnmh1#

这就是为什么str是我最喜欢的R函数:

library(ROCR)
data(ROCR.simple)
pred <- prediction( ROCR.simple$predictions, ROCR.simple$labels)
perf <- performance(pred,"tpr","fpr")
plot(perf)
> str(perf)
Formal class 'performance' [package "ROCR"] with 6 slots
  ..@ x.name      : chr "False positive rate"
  ..@ y.name      : chr "True positive rate"
  ..@ alpha.name  : chr "Cutoff"
  ..@ x.values    :List of 1
  .. ..$ : num [1:201] 0 0 0 0 0.00935 ...
      ..@ y.values    :List of 1
      .. ..$ : num [1:201] 0 0.0108 0.0215 0.0323 0.0323 ...
  ..@ alpha.values:List of 1
  .. ..$ : num [1:201] Inf 0.991 0.985 0.985 0.983 ...

这是一个S4 class,所以我们可以使用@来访问插槽。下面是如何创建一个data.frame

cutoffs <- data.frame(cut=perf@alpha.values[[1]], fpr=perf@x.values[[1]], 
                      tpr=perf@y.values[[1]])
> head(cutoffs)
        cut         fpr        tpr
1       Inf 0.000000000 0.00000000
2 0.9910964 0.000000000 0.01075269
3 0.9846673 0.000000000 0.02150538
4 0.9845992 0.000000000 0.03225806
5 0.9834944 0.009345794 0.03225806
6 0.9706413 0.009345794 0.04301075

如果您有一个想要达到的fpr阈值,可以将此data.frame作为子集,以查找低于此fpr阈值的最大tpr:

cutoffs <- cutoffs[order(cutoffs$tpr, decreasing=TRUE),]
> head(subset(cutoffs, fpr < 0.2))
          cut       fpr       tpr
96  0.5014893 0.1495327 0.8494624
97  0.4997881 0.1588785 0.8494624
98  0.4965132 0.1682243 0.8494624
99  0.4925969 0.1775701 0.8494624
100 0.4917356 0.1869159 0.8494624
101 0.4901199 0.1962617 0.8494624
piah890a

piah890a2#

pROC包括用于计算最佳阈值的函数coords

library(pROC)
my_roc <- roc(my_response, my_predictor)
coords(my_roc, "best", ret = "threshold")
uplii1fm

uplii1fm3#

基于ROCRpROC封装的2种解决方案:

threshold1 <- function(predict, response) {
    perf <- ROCR::performance(ROCR::prediction(predict, response), "sens", "spec")
    df <- data.frame(cut = perf@alpha.values[[1]], sens = perf@x.values[[1]], spec = perf@y.values[[1]])
    df[which.max(df$sens + df$spec), "cut"]
}
threshold2 <- function(predict, response) {
    r <- pROC::roc(response, predict)
    r$thresholds[which.max(r$sensitivities + r$specificities)]
}
data(ROCR.simple, package = "ROCR")
threshold1(ROCR.simple$predictions, ROCR.simple$labels)
#> [1] 0.5014893
threshold2(ROCR.simple$predictions, ROCR.simple$labels)
#> [1] 0.5006387

另请参见OptimalCutpoints包,其中提供了许多算法来查找最佳阈值。

jmp7cifd

jmp7cifd4#

基本上,ROC曲线中的最佳阈值是曲线的最宽部分,或者是在保持最低FPR FPR & TPR corresponding to best threshold - ROC curve的同时给出最大TPR的点
因此,还可以通过找到TPR和FPR之间的最宽点或具有最大间隔的点来找到最佳阈值
下面是使用ROSE包的快速解决方案

library(ROSE)
library(data.table)
threshold_data<-roc.curve(df$response,my_predictor,plotit = TRUE)
#Get TPR, FPR and corresponding threshold from roc.curve function and convert to dataframe 
threshold_data<-data.frame(TPR = threshold_data$false.positive.rate,
                       FPR = threshold_data$true.positive.rate,
                       threshold = threshold_data$thresholds)

# TPR       FPR  threshold       sep
# 1.0000000000 1.0000000       -Inf 0.0000000
# 0.7474009553 0.9820701 0.03405027 0.2346691
# 0.5869626300 0.9478403 0.08923265 0.3608776
# 0.4003933689 0.8777506 0.17368989 0.4773572
# 0.2225344198 0.7571312 0.25101859 0.5345968
# 0.1441416128 0.6495518 0.33035935 0.5054101
# 0.0868221411 0.5281174 0.44915920 0.4412952
# 0.0261309357 0.3390383 0.57857430 0.3129074
# 0.0089912897 0.2257539 0.76554635 0.2167626
# 0.0008429334 0.1140994 0.93730006 0.1132565
# 0.0000000000 0.0000000        Inf 0.0000000

threshold_data<-setDT(threshold_data)
threshold_data[,sep:=abs(FPR-TPR)]
best_threshold<-threshold_data[sep==max(sep),threshold]
#0.2510185

#Same result with package pROC
library(pROC)
my_curve <- roc(df$my_response,my_predictor)
coords(my_curve, "best", ret = "threshold")
#0.2510185
jhdbpxl9

jhdbpxl95#

以下是Juilee的回答:
数据框中TPR和FPR的定义是错误的。更正它们并重新发布相同的答案。

threshold_data<-data.frame(FPR = 
                           threshold_data$false.positive.rate,
                   TPR = threshold_data$true.positive.rate, 
                   threshold = threshold_data$thresholds)

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