Keras evaluate 详解

一、什么是 Keras evaluate

Keras evaluate 是 Keras 框架中一个重要的函数，该函数用于评估模型在给定数据上的性能。其主要功能是计算模型在训练数据或者测试数据上的评估指标，例如准确度、损失等，以便我们了解模型的表现以及对模型进行调整优化。

Keras evaluate 函数的主要参数包括 x，y，batch_size 和 verbose。


model.evaluate(x=test_data, y=test_labels, batch_size=32, verbose=1)

其中 x 是输入数据，可以是 Numpy 数组或者 Pandas 数据帧，y 是数据标签，同样可以是 Numpy 数组或者 Pandas 数据帧。batch_size 是指定模型评估时一次输入多少数据，verbose 可以控制函数的输出信息，0 为不输出，1 为输出进度条等信息，2 为输出每个评估指标的详细信息。

二、Keras evaluate 的使用方法

Keras evaluate 的使用方法分为两步，第一步是构建模型，第二步是使用 evaluate 函数对模型进行评估。

1、构建模型

在 Keras 中，我们可以使用 Sequential 或者 Functional API 两种方法构建模型，这里以 Sequential 方法为例：


from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense

model = Sequential()
model.add(Dense(32, input_dim=784, activation='relu'))
model.add(Dense(10, activation='softmax'))

model.compile(optimizer='rmsprop',
              loss='categorical_crossentropy',
              metrics=['accuracy'])

上面的代码中，我们创建了一个有两个全联接层的神经网络，输入数据维度是 784，输出数据有 10 种不同的分类。

2、使用 evaluate 函数进行评估

在构建好模型以后，我们可以使用 evaluate 函数来对模型进行评估，以下是一段评估模型在测试集上的代码：


score = model.evaluate(x_test, y_test, verbose=0)
print('Test loss:', score[0])
print('Test accuracy:', score[1])

上面的代码中，我们将测试数据集 x_test 和 y_test 作为参数传入 evaluate 函数，使用 verbose=0 来不输出详细信息，返回一个得分的数组 score，其中 score[0] 存储模型的损失值，score[1] 存储模型的准确率。

三、Keras evaluate 的评估指标

Keras evaluate 可以计算多种不同的评估指标，以下是一些常用指标的说明：

1、准确度（Accuracy）

准确度是最常用的评估指标之一，它的计算方式是：正确分类的样本数除以总样本数。


score = model.evaluate(x, y, verbose=0)
print('Accuracy:', score[1])

2、损失（Loss）

损失是模型预测输出结果与真实标签之间差距的量度，损失值越小则表示模型越准确。


score = model.evaluate(x, y, verbose=0)
print('Loss:', score[0])

3、精确度（Precision）

精确度是二分类问题中的评估指标，它表示被分类器正确判定为正例（True Positive）的样本数占所有被分类器判定为正例的样本数的比例。


from keras import backend as K

def precision(y_true, y_pred):
    true_positives = K.sum(K.round(K.clip(y_true * y_pred, 0, 1)))
    predicted_positives = K.sum(K.round(K.clip(y_pred, 0, 1)))
    precision = true_positives / (predicted_positives + K.epsilon())
    return precision

model.compile(optimizer='rmsprop',
              loss='binary_crossentropy',
              metrics=['accuracy', precision])

4、召回率（Recall）

召回率是二分类问题中的评估指标，它表示被分类器正确判定为正例（True Positive）的样本数占所有真正为正例的样本数的比例。


from keras import backend as K

def recall(y_true, y_pred):
    true_positives = K.sum(K.round(K.clip(y_true * y_pred, 0, 1)))
    possible_positives = K.sum(K.round(K.clip(y_true, 0, 1)))
    recall = true_positives / (possible_positives + K.epsilon())
    return recall

model.compile(optimizer='rmsprop',
              loss='binary_crossentropy',
              metrics=['accuracy', precision, recall])

五、总结

本文介绍了 Keras evaluate 函数的主要功能、实现方法以及常用的评估指标，详细阐述了如何使用 Keras evaluate 函数评估模型的性能。