1. 3.5 ROC曲线的绘制
1.1. 学习目标
- 知道ROC曲线的绘制
关于ROC曲线的绘制过程，通过以下举例进行说明
假设有6次展示记录，有两次被点击了，得到一个展示序列（1:1,2:0,3:1,4:0,5:0,6:0），前面的表示序号，后面的表示点击（1）或没有点击（0）。
然后在这6次展示的时候都通过model算出了点击的概率序列。
下面看三种情况。
1.2. 1 曲线绘制
1.2.1. 1.1 序列一曲线绘制
如果概率的序列是（1:0.9,2:0.7,3:0.8,4:0.6,5:0.5,6:0.4）。
与原来的序列一起，得到序列（从概率从高到低排）
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 |
- 绘制的步骤是：
- 1）把概率序列从高到低排序，得到顺序（1:0.9,3:0.8,2:0.7,4:0.6,5:0.5,6:0.4）；
- 2）从概率最大开始取一个点作为正类，取到点1，计算得到TPR=0.5，FPR=0.0；
- 3）从概率最大开始，再取一个点作为正类，取到点3，计算得到TPR=1.0，FPR=0.0；
- 4）再从最大开始取一个点作为正类，取到点2，计算得到TPR=1.0，FPR=0.25;
- 5）以此类推，得到6对TPR和FPR。
然后把这6对数据组成6个点(0,0.5),(0,1.0),(0.25,1),(0.5,1),(0.75,1),(1.0,1.0)。
这6个点在二维坐标系中能绘出来。
看看图中，那个就是ROC曲线。
1.2.2. 1.2 序列二曲线绘制
如果概率的序列是（1:0.9,2:0.8,3:0.7,4:0.6,5:0.5,6:0.4）
与原来的序列一起，得到序列（从概率从高到低排）
| 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 |
- 绘制的步骤是：
- 1）把概率序列从高到低排序，得到顺序（1:0.9,2:0.8,3:0.7,4:0.6,5:0.5,6:0.4）；
- 2）从概率最大开始取一个点作为正类，取到点1，计算得到TPR=0.5，FPR=0.0；
- 3）从概率最大开始，再取一个点作为正类，取到点2，计算得到TPR=0.5，FPR=0.25；
- 4）再从最大开始取一个点作为正类，取到点3，计算得到TPR=1.0，FPR=0.25;
- 5）以此类推，得到6对TPR和FPR。
然后把这6对数据组成6个点(0,0.5),(0.25,0.5),(0.25,1),(0.5,1),(0.75,1),(1.0,1.0)。
这6个点在二维坐标系中能绘出来。
看看图中，那个就是ROC曲线。
1.2.3. 1.3 序列三曲线绘制
如果概率的序列是（1:0.4,2:0.6,3:0.5,4:0.7,5:0.8,6:0.9）
与原来的序列一起，得到序列（从概率从高到低排）
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 |
- 绘制的步骤是：
- 1）把概率序列从高到低排序，得到顺序（6:0.9,5:0.8,4:0.7,2:0.6,3:0.5,1:0.4）；
- 2）从概率最大开始取一个点作为正类，取到点6，计算得到TPR=0.0，FPR=0.25；
- 3）从概率最大开始，再取一个点作为正类，取到点5，计算得到TPR=0.0，FPR=0.5；
- 4）再从最大开始取一个点作为正类，取到点4，计算得到TPR=0.0，FPR=0.75;
- 5）以此类推，得到6对TPR和FPR。
然后把这6对数据组成6个点(0.25,0.0),(0.5,0.0),(0.75,0.0),(1.0,0.0),(1.0,0.5),(1.0,1.0)。
这6个点在二维坐标系中能绘出来。
看看图中，那个就是ROC曲线。
1.3. 2 意义解释
如上图的例子，总共6个点，2个正样本，4个负样本，取一个正样本和一个负样本的情况总共有8种。
上面的第一种情况，从上往下取，无论怎么取，正样本的概率总在负样本之上，所以分对的概率为1，AUC=1。再看那个ROC曲线，它的积分是什么？也是1，ROC曲线的积分与AUC相等。
上面第二种情况，如果取到了样本2和3，那就分错了，其他情况都分对了；所以分对的概率是0.875，AUC=0.875。再看那个ROC曲线，它的积分也是0.875，ROC曲线的积分与AUC相等。
上面的第三种情况，无论怎么取，都是分错的，所以分对的概率是0，AUC=0.0。再看ROC曲线，它的积分也是0.0，ROC曲线的积分与AUC相等。
很牛吧，其实AUC的意思是——Area Under roc Curve，就是ROC曲线的积分，也是ROC曲线下面的面积。
绘制ROC曲线的意义很明显，不断地把可能分错的情况扣除掉，从概率最高往下取的点，每有一个是负样本，就会导致分错排在它下面的所有正样本，所以要把它下面的正样本数扣除掉（1-TPR，剩下的正样本的比例）。总的ROC曲线绘制出来了，AUC就定了，分对的概率也能求出来了。
1.4. 3 小结
- ROC曲线的绘制【知道】
- 1.构建模型，把模型的概率值从大到小进行排序
- 2.从概率最大的点开始取值，一直进行tpr和fpr的计算，然后构建整体模型，得到结果
- 3.其实就是在求解积分（面积）