马修斯相关系数计算器
根据混淆矩阵,使用 MCC、准确率、精确率、召回率和特异度评估二分类器。
计算马修斯相关系数
输入二分类混淆矩阵中的四个非负整数计数。
关于马修斯相关系数
马修斯相关系数简称 MCC,用一个分数概括二分类表现。它综合混淆矩阵中的所有单元:真正例、真负例、假正例和假负例。与准确率不同,当某一类别远多于另一类别时,该指标仍能提供有效信息,因此适用于欺诈检测、医学筛查、异常检测及其他类别不平衡问题。
MCC 的范围为负一到正一。正一表示分类完全正确,零表示预测与实际结果没有净相关性,负一表示完全不一致,即预测系统性地反向。中间值应结合错误代价、类别平衡和决策阈值理解,而不应套用统一的质量标签。
分子为真正例乘以真负例,再减去假正例乘以假负例。分母是四个边际总数乘积的平方根:预测正例、实际正例、实际负例和预测负例。这个结构使 MCC 等价于实际与预测二元标签之间的皮尔逊相关系数。若任何必要的边际总数为零,数学分母就为零,系数未定义。
计算器还报告常用辅助指标。准确率是全部样本中分类正确的比例。精确率是预测正例中真正例的比例。召回率又称敏感度,是实际正例中被识别出的比例。特异度是实际负例中被正确判为负例的比例。这些指标回答不同问题,与 MCC 一起查看,可发现看似良好的整体表现是否掩盖了某一类别的不足。
构建混淆矩阵时,应明确正类定义并固定分类阈值。交换正负类标签会改变精确率、召回率和特异度,但同时重标记实际与预测标签时 MCC 保持不变。计数应来自未用于拟合模型的数据,最好是有代表性的测试集或规范构建的交叉验证预测。
在同一评估样本上比较候选分类器时,MCC 尤其有用,但仍须考虑不确定性。小测试集可能产生不稳定分数,分布变化也可能使历史表现失效。选择或部署模型前,应结合置信区间、子群检查、校准分析,以及假正例和假负例在现实中的影响来使用结果。
MCC 示例
这些混淆矩阵展示了完美、有效和反向的分类器。
| 混淆矩阵 | MCC | 解读 |
|---|---|---|
| TP 50, TN 50, FP 0, FN 0 | 1.000000 | 所有样本都分类正确。 |
| TP 90, TN 80, FP 10, FN 20 | 0.703526 | 两个类别均表现良好,但存在部分漏检正例和误报。 |
| TP 0, TN 0, FP 50, FN 50 | -1.000000 | 每个预测都与真实类别相反。 |
如何计算 MCC
- 明确哪种结果为正类,并根据评估预测构建混淆矩阵。
- 输入真正例、真负例、假正例和假负例计数。
- 选择“计算 MCC”,计算系数及辅助性能百分比。
- 结合精确率、召回率、特异度、类别占比和各类错误的实际代价比较 MCC。
马修斯相关系数常见问题
为什么用 MCC 而不是准确率?
当多数类主导样本时,准确率可能显得很高。MCC 综合混淆矩阵的四个单元,并对偏向单一类别的预测给予惩罚。
MCC 为负数意味着什么?
表示预测与真实标签负相关。强烈负相关的分类器在反转所有预测后可能改善,但首先应调查其处理流程。
MCC 可能未定义吗?
会。如果某个必要的预测或实际结果边际总数为零,分母就为零。计算器会报告这一情况,而不是生成误导性分数。
MCC 适用于多分类模型吗?
本计算器实现标准二分类公式。确有广义多分类 MCC 定义,但需要完整的多分类混淆矩阵。
MCC 会选择分类阈值吗?
不会,它评估您所选阈值产生的计数。请比较相关阈值下的结果,并根据验证数据和错误代价选择阈值。