sklearn LogisticRegression predict_proba()在使用sample_weight参数时给出了错误的预测

时间:2016-02-15 18:19:24

标签: python scikit-learn logistic-regression

我正在尝试SciKit Learn。我以为我会尝试加权逻辑回归,但是当我使用sample_weight参数初始化它时,我会从sklearn的LogisticRegression对象中得到无意义的预测。

这是一个演示问题的玩具示例。我已经设置了一个非常简单的数据集,其中包含一个功能和一个二进制目标输出。

feat  target  weight
A       0       1
A       0       1
A       1       1
A       1       1
B       0       1
B       0       1
B       0       1
B       1       W

因此,任何明智的逻辑回归都应该预测,当feat=A时,成功概率为0.5。 feat=B 的概率取决于权重 W

  • 如果W=1,那么看起来成功的可能性为0.25
  • 如果W=3,这会平衡三个0,看起来有0.5的成功机会
  • 如果W=9,实际上有九个1和三个0,那么0.75的成功几率。

R 中的加权逻辑回归给出正确的预测:

test <- function(final_weight) {
  feat   <- c('A','A','A','A','B','B','B','B')
  target <- c(0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1)
  weight <- c(1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, final_weight)

  df = data.frame(feat, target, weight)

  m = glm(target ~ feat, data=df, family='binomial', weights=weight)
  predict(m, type='response')
}

test(1)
#   1    2    3    4    5    6    7    8 
#0.50 0.50 0.50 0.50 0.25 0.25 0.25 0.25 
test(3)
#  1   2   3   4   5   6   7   8 
#0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 
test(9)
#   1    2    3    4    5    6    7    8 
#0.50 0.50 0.50 0.50 0.75 0.75 0.75 0.75 

大。 SciKit Learn中的,使用LogisticRegression对象,在使用W=9时,我会不断得到无意义的预测。这是我的Python代码:

import pandas as pd
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from patsy import dmatrices

def test(final_weight):
    d = {
        'feat'   : ['A', 'A', 'A', 'A', 'B', 'B', 'B', 'B'],
        'target' : [0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1],
        'weight' : [1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, final_weight],
    }
    df = pd.DataFrame(d)
    print df, '\n'

    y, X = dmatrices('target ~ feat', df, return_type="dataframe")
    features = X.columns

    C = 1e10 # high value to prevent regularization
    solver = 'sag' # so we can use sample_weight
    lr = LogisticRegression(C=C, solver=solver)
    lr.fit(X, df.target, sample_weight=df.weight)

    print 'Predictions:', '\n', lr.predict_proba(X), '\n', '===='


test(1)
test(3)
test(9)

这给出了以下输出(我删除了一些以使它更简洁一点):

  feat  target  weight
...
4    B       0       1
5    B       0       1
6    B       0       1
7    B       1       1

Predictions:
[[ 0.50000091  0.49999909]
...
 [ 0.74997935  0.25002065]]
====
  feat  target  weight
...
4    B       0       1
5    B       0       1
6    B       0       1
7    B       1       3

/usr/local/lib/python2.7/dist-packages/sklearn/linear_model/sag.py:267: ConvergenceWarning: The max_iter was reached which means the coef_ did not converge
Predictions:
[[ 0.49939191  0.50060809]
...
 [ 0.49967407  0.50032593]]
====
  feat  target  weight
...
4    B       0       1
5    B       0       1
6    B       0       1
7    B       1       9

Predictions:
[[ 0.00002912  0.99997088]   # Nonsense predictions for A!
...
 [ 0.00000034  0.99999966]]  # And for B too...
====

你可以看到,当我将最终体重设置为9(这似乎不是一个不合理的高重量)时,预测就毁了!不仅feat=B的预测很荒谬,而且 feat=A 的预测现在也很荒谬

我的问题是

  • 当最终体重为9时,为什么这些预测会出错?

我做错了什么或误解了吗?

更一般地说,如果有人在SciKit Learn中成功使用加权逻辑回归,并且获得与 R '给出的类似预测,我会非常感兴趣s glm(..., family='binomial')功能。

许多人提前感谢您提供任何帮助。

1 个答案:

答案 0 :(得分:3)

问题出现在求解器中:

#include <stdio.h>
void main(){    
    int i =0; int x = 5;

    for (i=0; i<x; i++);
        printf("This line used to print 5 times but now compiler is borked");

    return 1;    
}

对于大型数据集,使用随机解算器是常见的,其中iid假设您的训练示例。高样品重量不适用。

将解算器更改为solver = 'sag' 后,结果与您在R中看到的结果相符。

lbfgs