【Python】scikit-plot可视化模型（含源代码）

一、前言

scikit-learn (sklearn)是Python环境下常见的机器学习库，包含了常见的分类、回归和聚类算法。在训练模型之后，常见的操作是对模型进行可视化，则需要使用Matplotlib进行展示。

scikit-plot是一个基于sklearn和Matplotlib的库，主要的功能是对训练好的模型进行可视化，功能比较简单易懂。

地址为：

https://scikit-plot.readthedocs.io

包的安装方法：

pip install scikit-plot

二、功能1：评估指标可视化

2.1 scikitplot.metrics.plot_confusion_matrix

快速展示模型预测结果和标签计算得到的混淆矩阵。

import scikitplot as skplt
rf = RandomForestClassifier()
rf = rf.fit(X_train, y_train)
y_pred = rf.predict(X_test)

skplt.metrics.plot_confusion_matrix(y_test, y_pred, normalize = True)
plt.show()

2.2 scikitplot.metrics.plot_roc

快速展示模型预测的每个类别的ROC曲线。

import scikitplot as skplt
nb = GaussianNB()
nb = nb.fit(X_train, y_train)
y_probas = nb.predict_proba(X_test)

skplt.metrics.plot_roc(y_test, y_probas)
plt.show()

2.3 scikitplot.metrics.plot_ks_statistic

从标签和分数/概率生成 KS 统计图。

import scikitplot as skplt
lr = LogisticRegression()
lr = lr.fit(X_train, y_train)
y_probas = lr.predict_proba(X_test)

skplt.metrics.plot_ks_statistic(y_test, y_probas)
plt.show()

2.4 scikitplot.metrics.plot_precision_recall

从标签和概率生成PR曲线。

import scikitplot as skplt
nb = GaussianNB()
nb.fit(X_train, y_train)
y_probas = nb.predict_proba(X_test)

skplt.metrics.plot_precision_recall(y_test, y_probas)
plt.show()

2.5 scikitplot.metrics.plot_silhouette

对聚类结果进行silhouette analysis分析。

import scikitplot as skplt
kmeans = KMeans(n_clusters=4, random_state=1)
cluster_labels = kmeans.fit_predict(X)

skplt.metrics.plot_silhouette(X, cluster_labels)
plt.show()

2.6 scikitplot.metrics.plot_calibration_curve

绘制分类器的矫正曲线。

import scikitplot as skplt
rf = RandomForestClassifier()
lr = LogisticRegression()
nb = GaussianNB()
svm = LinearSVC()
rf_probas = rf.fit(X_train, y_train).predict_proba(X_test)
lr_probas = lr.fit(X_train, y_train).predict_proba(X_test)
nb_probas = nb.fit(X_train, y_train).predict_proba(X_test)
svm_scores = svm.fit(X_train, y_train).decision_function(X_test)
probas_list = [rf_probas, lr_probas, nb_probas, svm_scores]
clf_names = ['Random Forest', 'Logistic Regression',
              'Gaussian Naive Bayes', 'Support Vector Machine']

skplt.metrics.plot_calibration_curve(y_test,
                                      probas_list,
                                      clf_names)
plt.show()

三、功能2：模型可视化

3.1 scikitplot.estimators.plot_learning_curve

生成不同训练样本下的训练和测试学习曲线图。

import scikitplot as skplt
rf = RandomForestClassifier()

skplt.estimators.plot_learning_curve(rf, X, y)
plt.show()

3.2 scikitplot.estimators.plot_feature_importances

可视化特征重要性。

import scikitplot as skplt
rf = RandomForestClassifier()
rf.fit(X, y)

skplt.estimators.plot_feature_importances(
     rf, feature_names=['petal length', 'petal width',
                        'sepal length', 'sepal width'])
plt.show()

四、功能3：聚类可视化

4.1 scikitplot.cluster.plot_elbow_curve

展示聚类的肘步图。

import scikitplot as skplt
kmeans = KMeans(random_state=1)

skplt.cluster.plot_elbow_curve(kmeans, cluster_ranges=range(1, 30))
plt.show()

五、功能4：降维可视化

5.1 scikitplot.decomposition.plot_pca_component_variance

绘制 PCA 分量的解释方差比。

import scikitplot as skplt
pca = PCA(random_state=1)
pca.fit(X)

skplt.decomposition.plot_pca_component_variance(pca)
plt.show()

5.2 scikitplot.decomposition.plot_pca_2d_projection

绘制PCA降维之后的散点图。

import scikitplot as skplt
pca = PCA(random_state=1)
pca.fit(X)

skplt.decomposition.plot_pca_2d_projection(pca, X, y)
plt.show()