ROC分析
roc指标详解
roc指标详解
ROC指标,全称Rate of Change,即变动率,是技术分析中常用的参考指标之一。
它通过比较当前价格与N日前的价格来计算价格变化率的指标,反映股票买卖供需力量的强弱,进而分析股价的趋势及其是否有转势的意愿。
ROC指标的计算公式为:ROC= (当日的收盘价-N日前的收盘价) / N日前的收盘价。
其中,C表示当前收盘价,CN 表示N日前的收盘价,N表示计算周期,一般取12或24。
ROC指标的值可以是正数或负数。
正数表示价格上涨,负数表示价格下跌。
数值越大表示涨跌幅度越大。
ROC指标的变化范围在-1到+1之间,当ROC值为-1时,表示价格下跌100%,而当ROC值为+1时,表示价格上涨100%。
ROC指标与MACD、RSI、KDJ等指标一样,属于反趋势指标之一。
当ROC指标从下向上穿过基准线(0线)时,是一个买入信号;当ROC指标从上向下穿过基准线时,是一个卖出信号。
需要注意的是,ROC指标并不能单独使用,需要结合其他技术分析工具和市场信息进行综合分析。
同时,由于市场波动和投资者情绪等因素的影响,ROC指标可能会出现误判的情况,因此投资者在使用时应谨慎对待。
ROC分析的基本原理
ROC分析的基本原理ROC分析是一种二分类模型评估方法,通过绘制接收者操作特征曲线(ROC曲线)来评估分类器的性能。
ROC曲线以真正例率(True Positive Rate,TPR)为纵轴,假正例率(False Positive Rate,FPR)为横轴,展示了分类器在不同阈值下的性能表现。
2.设置阈值:从最大预测概率开始,逐渐降低阈值。
3.计算TPR和FPR:根据当前阈值,计算分类器的TPR和FPR。
TPR的计算公式为TPR=TP/(TP+FN),其中TP为真正例数,FN为假反例数;FPR的计算公式为FPR=FP/(FP+TN),其中FP为假正例数,TN为真反例数。
4.绘制ROC曲线:将每个阈值下的TPR和FPR绘制在坐标系中,得到ROC曲线。
ROC曲线可以直观地展示分类器在不同阈值下的性能。
一般情况下,我们希望模型的TPR尽可能高,同时保持较低的FPR。
在ROC曲线上,离左上角越近的点代表模型性能越好,离对角线越远的点代表模型性能越差。
ROC曲线下方的面积(AUC值)可以作为一个标准指标用于比较分类器的性能。
ROC分析的优势在于它能够综合考虑不同阈值下的TPR和FPR,不同领域的研究者都可以通过ROC曲线来比较不同模型的性能。
此外,ROC分析能够对于样本不平衡的数据集进行评估,因为在极度不平衡的情况下,准确率和召回率可能不适合评估模型的性能。
然而,ROC分析也有一些局限性。
首先,ROC曲线只适用于二分类模型的评估。
其次,当样本集中正例和负例的比例相差悬殊时,ROC曲线往往会显示较好的性能,而实际上分类器的性能可能较差。
最后,对于多分类问题,ROC分析通常需要将多个类别进行二分类比较,可能会遇到多种组合的问题。
综上所述,ROC分析通过绘制ROC曲线来评估分类器的性能,能够综合考虑不同阈值下的TPR和FPR,且适用于样本不平衡的数据集。
然而,也需要注意其局限性,在使用时需结合实际情况进行综合评估。
诊断试验的ROC分析
概述
▪ 曲线上最接近左上角的一点的坐标就表示这一试 验的敏感度和特异度。对同一检测指标的多个不 同试验进行Meta 分析,可根据它们的比值比的 权重,用一条ROC曲线表示出来,这条曲线称为 SROC 曲线,从这条SROC 曲线得到该组研究的 敏感度和特异度,这样的方法称SROC法或集成 ROC法。自从八十年代起该方法广泛用于医学诊 断性能的评价,如用于诊断放射学实验室医学癌 症的筛选和精神病的诊断尤其是医学影像诊断准 确性的评价。
诊断试验
▪ 对于按金标准确定的二项分类总体,如病 例与对照(分别记为D+与D-),采用诊断试 验检测的结果可分别写成阳性与阴性(记 为T+与T-),资料可列成表21-1的四格表 形式。表中有四个可能结果,其中两个是 正确的,即病例被诊断为阳性(真阳性, TP)和对照被诊断为阴性(真阴性,TN); 两个是错误的,即病例被诊断为阴性(假 阴性,FN)和对照被诊断为阳性(假阳性, FP)。
J Sen Spe 1 TPR FPR
▪ 其标准误为
SEJ TP FN /(TP FN)3 FP TN /(FP TN)3 Sen(1 Sen) /(TP FN) Spe(1 Spe) /(FP TN)
▪ Youden指数的取值范围在(-1, +1)之间,其 值越接近于+1,诊断准确性越好。
阳性预报值
▪ 试验结果阳性时,受试者实际为病例的概 率就是阳性预报值,即
PV
TP /(TP
FP)
SenP0
SenP0 (1 Spe)(1 P0 )
▪ 由上式可以看出,当灵敏度与特异度为常 数时,增加患病率,将降低(1 Spe)(1 P0 ) , 增加 SenP0 的值,从而整个分母的值减少,
第21章诊断试验的ROC分析
第21章诊断试验的ROC分析ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线是用来评价诊断试验的有效性和准确性的一种图形化工具。
在医学领域,ROC分析常用于评估医学诊断试验的鉴别能力,并选择适当的切点来确定诊断的敏感性和特异性。
下面将详细介绍ROC分析的原理和应用。
首先,ROC曲线是由反映不同切点下的诊断准确性的敏感性(True Positive Rate)和特异性(False Positive Rate)组成的。
敏感性表示实际为阳性结果的患者中被正确诊断为阳性的比例,而特异性则表示实际为阴性结果的患者中被正确诊断为阴性的比例。
ROC曲线的横轴是1-特异性,纵轴是敏感性,曲线越靠近左上角,表示诊断试验的准确性越高。
ROC曲线可以通过画出不同切点下的敏感性和特异性组成。
对于一些切点,可以计算其敏感性和1-特异性,将计算结果作为坐标值绘制在ROC 曲线上。
通过变化切点的位置,可以得到一系列敏感性和特异性值,进而绘制出整个ROC曲线。
在ROC曲线上,我们关心的是曲线下面积(Area Under ROC Curve,AUC)。
AUC越大,表示诊断试验的准确性越高。
通常认为,AUC值大于0.9的诊断试验具有较高可信度,而AUC值小于0.7的试验则不太可靠。
ROC分析在医学诊断中的应用非常广泛。
例如,在肿瘤检测中,我们可以利用ROC曲线评估不同肿瘤标志物(如癌胚抗原、CA125等)的诊断效能,选择最合适的切点来判断是否患有肿瘤。
在传染病检测中,ROC分析可以评估不同检测方法的准确性,选择最佳的诊断指标。
此外,ROC分析也可以用于评估预测模型的性能,如心血管疾病风险预测模型等。
需要注意的是,ROC分析也有一些局限性。
首先,ROC曲线仅基于敏感性和特异性这两个指标,忽略了试验的灵敏度和特异度等其他评估指标。
其次,ROC曲线不能提供诊断的最佳切点,而只能提供一系列切点下的敏感性和特异性值,因此在临床实践中仍需要根据患者病情等因素综合考虑来确定最佳切点。
ROC分析
表2
ECG诊断结果 阳 性 阴 性 合计
ECG诊断试验的结果
心肌梗塞
出现 416(TP) 104(FN) 520
不出现 9(FP) 171(TN) 180
合 425 275
计
700(N)
灵敏度(Sensitivity) Sen P(T | D ) TP (TP FN) =416/520=0.8
诊断准确度较低( <0.7 )
11
ï Ï Õ ¶ × ¼ È ·¶ È Ö Ð µ È £ ¨ 0.7~0.9 £ ©
0.8 1.0 FPR
0.8 1.0 FPR
(> 0.9 ) 诊断准确度较高
ROC曲线的主要作用
1.ROC曲线能很容易地查出任意界限值时的对 疾病的识别能力。 2.选择最佳的诊断界限值。ROC曲线越靠近左上角,试
验的准确性就越高。最靠近左上角的ROC曲线的点是错误最少的 最好阈值,其假阳性和假阴性的总数最少。
12
ROC曲线的主要作用
3.两种或两种以上不同诊断试验对疾病识别 能力的比较。
在对同一种疾病的两种或两种以上诊断方法进行比较时,可将各 试验的ROC曲线绘制到同一坐标中,以直观地鉴别优劣,靠近左 上角的ROC曲线所代表的受试者工作最准确。亦可通过分别计算 各个试验的ROC曲线下的面积(AUC)进行比较,哪一种试验的 AUC最大,则哪一种试验的诊断价值最佳。
合计
N
灵敏度
◈灵敏度(sensitivity)(真阳性率) 即实际有病而按该诊断(筛检)标准被正确 地判为有病的百分率
A 灵敏度 100% AC
5
特异度
◈特异度(specificity)(真阴性率) 实际无病按该诊断标准被正确地判为无病的 百分率
诊断试验的评价和ROC分析
诊断试验的评价和ROC分析诊断试验是一种常用的医学检验方法,用于确定患者是否患有某种疾病。
然而,单纯通过试验结果判断是否患病往往并不准确。
因此,我们需要评价诊断试验的准确性,并使用ROC分析来量化其性能。
1. 诊断试验的评价指标为了评估诊断试验的性能,我们需要引入以下四个指标:敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值。
敏感度(Sensitivity)是指在真正患病的人中,试验能正确诊断出疾病的比例。
敏感度越高,表示试验具有较好的疾病检测能力。
特异度(Specificity)是指在真正健康的人中,试验能正确排除疾病的比例。
特异度越高,表示试验具有较好的非患病排除能力。
阳性预测值(Positive Predictive Value)是指在试验为阳性的情况下,患者真正患病的概率。
阳性预测值越高,表示试验结果与患病状态的相关性越高。
阴性预测值(Negative Predictive Value)是指在试验为阴性的情况下,患者真正健康的概率。
阴性预测值越高,表示试验结果与健康状态的相关性越高。
2. ROC曲线和AUC值为了综合评价诊断试验的准确性,我们引入了ROC曲线(Receiver Operating Characteristic Curve)和AUC值(Area Under Curve)。
ROC曲线是以敏感度为纵轴,以1-特异度为横轴绘制的曲线。
曲线上每一个点表示了在不同阈值下的敏感度和特异度。
ROC曲线越靠近左上角,表示试验性能越好。
AUC值是ROC曲线下面积的数值,范围在0.5到1之间。
AUC值越接近1,表示试验具有较高的准确性。
3. 如何进行ROC分析进行ROC分析通常需要以下步骤:(1)收集样本数据:包括疾病阳性和阴性样本,以及其相应的试验结果。
(2)计算敏感度和特异度:根据试验结果计算敏感度和特异度,并绘制ROC曲线。
(3)计算AUC值:根据ROC曲线计算AUC值。
(4)选择最佳阈值:根据需求和实际情况,选择最佳的阈值以平衡敏感度和特异度。
ROC分析方法及其在医学研究中的应用
ROC分析方法及其在医学研究中的应用ROC分析方法及其在医学研究中的应用摘要:ROC(Receiver Operating Characteristic)分析是一种评估和比较诊断测试准确性的常用方法。
本文将介绍ROC分析的基本原理和应用,并探讨其在医学研究中的重要性和潜在应用。
一、引言随着医学技术和研究方法的不断发展,人们对诊断测试准确性的要求也越来越高。
ROC分析作为一种经典的评估指标,旨在帮助医学研究者评价不同测试的准确性,并为医学实践提供支持。
二、ROC分析的基本原理ROC分析的基本原理可以概括为以下几个步骤:首先,根据研究设计,收集相关数据并将其分为两个组,一组为疾病阳性组,另一组为疾病阴性组。
然后,通过调整不同的判别标准,计算出不同判别准则下的真阳性率(Sensitivity)和假阳性率(1-Specificity)。
最后,根据这些数据作出ROC曲线,并计算出曲线下面积(Area Under Curve,AUC),作为评估测试准确性的指标。
三、ROC分析的应用1. 诊断测试准确性的比较ROC分析可用于比较不同诊断测试的准确性,帮助医生选择最适合的测试方法。
通过计算不同测试的AUC大小,可以判断测试在区分疾病和非疾病样本时的性能优劣。
2. 阈值选择在某些情况下,医学研究者需要选择合适的分类阈值以根据测试结果判断疾病的存在与否。
ROC分析可以帮助确定最佳阈值,使得诊断的灵敏度和特异性达到最优。
3. 疾病预后评估对于某些疾病来说,预后评估是非常重要的,而ROC分析可以帮助确定最佳预后指标。
通过计算不同预后指标的AUC,可以评估其在预测疾病发展和预后情况方面的准确性和可靠性。
4. 新药疗效评估对于新药的疗效评估,ROC分析也可以起到重要作用。
通过比较治疗组和对照组的测试结果,计算出不同判别标准下的Sensitivity和1-Specificity,并绘制出ROC曲线,可以评估新药相对于对照组在疾病治疗中的优越性。
医学诊断试验评价的ROC分析
医学诊断试验评价的ROC分析ROC分析是一种用于评价二分类系统性能的方法。
在医学诊断中,通常将诊断结果分为阳性(患病)和阴性(未患病)两类。
ROC曲线是以灵敏度(True Positive Rate)为纵轴,以1-特异度(False Positive Rate)为横轴绘制的曲线。
曲线下面积(Area Under Curve,AUC)反映了试验的诊断准确性,AUC越大,说明试验的准确性越高。
ROC分析的基本步骤如下:1.收集数据:收集一组经过相关诊断试验测试的患者数据,包括患病与否的真实情况和试验结果。
2.绘制ROC曲线:根据患病与否的真实情况和试验结果计算出各个患病与否情况下的灵敏度和1-特异度,将这些点连接起来就可以得到ROC 曲线。
3.计算AUC:根据ROC曲线计算出曲线下面积,常用的计算方法有两种:直接计算法和近似计算法。
直接计算法是通过对多个小矩形的面积进行累加得到AUC,公式为AUC=sum((TP+TP')/2*(FP-FP')),其中TP和FP分别表示每个点的灵敏度和1-特异度,TP'和FP'表示下一个点的灵敏度和1-特异度。
近似计算法是通过曲线上多个点的线性插值得到AUC,公式为AUC=sum((TP+TP')/2*(FP-FP')),其中TP和FP分别表示每个点的灵敏度和1-特异度,TP'和FP'表示下一个点的灵敏度和1-特异度。
4.评价:根据AUC的大小评价诊断试验的准确性,一般认为AUC在0.5-0.7之间的试验判定为低准确性,0.7-0.9之间的试验判定为中等准确性,0.9以上的试验判定为高准确性。
ROC分析的优点是不受患病率的影响,适用于不同患病率的疾病。
此外,ROC曲线上任意一个点都可以作为试验的阈值,根据需要选择不同的阈值,灵活性较大。
尽管ROC分析是一种常用的方法,但也存在一些局限性。
首先,ROC 曲线只适用于二分类问题,对于多分类问题需要使用其他方法。
ROC曲线分析详细解释
(一)ROC曲线的概念受试者工作特征曲线(receiver operator characteristic curve, ROC曲线),最初用于评价雷达性能,又称为接收者操作特性曲线。
ROC曲线是根据一系列不同的二分类方式(分界值或决定阈),以真阳性率(灵敏度)为纵坐标,假阳性率(1-特异度)为横坐标绘制的曲线。
传统的诊断试验评价方法有一个共同的特点,必须将试验结果分为两类,再进行统计分析。
ROC曲线的评价方法与传统的评价方法不同,无须此限制,而是根据实际情况,允许有中间状态,可以把试验结果划分为多个有序分类,如正常、大致正常、可疑、大致异常和异常五个等级再进行统计分析。
因此,ROC曲线评价方法适用的范围更为广泛。
(二)ROC曲线的主要作用1.ROC曲线能很容易地查出任意界限值时的对疾病的识别能力。
2.选择最佳的诊断界限值。
ROC曲线越靠近左上角,试验的准确性就越高。
最靠近左上角的ROC曲线的点是错误最少的最好阈值,其假阳性和假阴性的总数最少。
3.两种或两种以上不同诊断试验对疾病识别能力的比较。
在对同一种疾病的两种或两种以上诊断方法进行比较时,可将各试验的ROC曲线绘制到同一坐标中,以直观地鉴别优劣,靠近左上角的ROC曲线所代表的受试者工作最准确。
亦可通过分别计算各个试验的ROC曲线下的面积(AUC)进行比较,哪一种试验的AUC最大,则哪一种试验的诊断价值最佳。
(三)ROC曲线分析的主要步骤1.ROC曲线绘制。
依据专业知识,对疾病组和参照组测定结果进行分析,确定测定值的上下限、组距以及截断点(cut-off point),按选择的组距间隔列出累积频数分布表,分别计算出所有截断点的敏感性、特异性和假阳性率(1-特异性)。
以敏感性为纵坐标代表真阳性率,(1-特异性)为横坐标代表假阳性率,作图绘成ROC曲线。
2.ROC曲线评价统计量计算。
ROC曲线下的面积值在1.0和0.5之间。
在AUC>0.5的情况下,AUC越接近于1,说明诊断效果越好。
诊断试验评价与ROC分析方法
诊断试验评价与ROC分析方法一、诊断试验评价方法的基本概念和指标1.灵敏度和特异性:灵敏度是指真正例中被正确诊断为阳性的比例,即阳性的患者能够被正确判断出来的概率。
特异性是指真反例中被正确诊断为阴性的比例,即阴性的健康人能够被正确判断出来的概率。
灵敏度和特异性是评价诊断试验准确性的两个基本指标。
2.阳性预测值和阴性预测值:阳性预测值是指被诊断为阳性的人中,实际为阳性的比例。
阴性预测值是指被诊断为阴性的人中,实际为阴性的比例。
阳性预测值和阴性预测值与灵敏度和特异性密切相关。
3. ROC曲线:ROC曲线是用来评价诊断试验的灵敏度和特异性之间的权衡关系的一种图示工具。
ROC曲线的横轴是1-特异性(false positive rate, FPR),纵轴是灵敏度。
曲线下面积即AUC值,是评价诊断试验准确性的重要指标,值越高说明诊断试验越准确。
二、ROC分析方法的步骤和应用ROC分析方法是用来绘制ROC曲线并计算AUC值的一种方法,具体步骤如下:1.收集数据:收集与诊断结果相关的数据,包括真实结果和诊断试验结果。
2.绘制ROC曲线:将横轴设为1-特异性(FPR),纵轴设为灵敏度,然后根据不同的诊断试验结果,计算不同的FPR和灵敏度,并将这些点连接起来,得到ROC曲线。
3.计算AUC值:根据绘制的ROC曲线计算曲线下面积,即AUC值。
通常情况下,AUC值在0.5和1之间,值越高说明诊断试验准确性越高。
ROC分析方法的应用非常广泛:1.临床应用:可用于评价各种诊断试验的准确性,包括各种新型影像学检查、实验室检验、病理学检查等。
2.试验研究:可用于评价新治疗方法或新药物的疗效,比较不同治疗方法或药物的效果。
3.生物标志物研究:可用于评价生物标志物在临床诊断中的价值,确定最优的诊断阈值。
三、ROC分析方法的优势和局限性1.优势:ROC分析方法能够综合考虑灵敏度和特异性,能够克服单一指标不足的问题。
ROC曲线直观清晰,AUC值可直接用于评价诊断试验准确性。
诊断试验的评价和ROC分析
诊断试验的评价和ROC分析诊断试验是医学实践中常用的一种手段,用于判断患者是否患有其中一种疾病或病变。
评价诊断试验的准确性和可靠性是非常重要的,而ROC 分析则是一种常用的评价方法。
评价诊断试验的准确性可以使用以下几个指标:1. 灵敏度(Sensitivity):指的是在疾病阳性的患者中,诊断试验能够正确识别出疾病的能力。
公式为Sensitivity = TP / (TP + FN),其中TP表示真阳性(True Positive),FN表示假阴性(False Negative)。
2. 特异度(Specificity):指的是在疾病阴性的患者中,诊断试验能够正确判定为阴性的能力。
公式为Specificity = TN / (TN + FP),其中TN表示真阴性(True Negative),FP表示假阳性(False Positive)。
3. 阳性预测值(Positive Predictive Value,PPV):指的是在诊断测试为阳性的情况下,患者真正患病的概率。
公式为PPV = TP / (TP + FP)。
4. 阴性预测值(Negative Predictive Value,NPV):指的是在诊断测试为阴性的情况下,患者真正未患病的概率。
公式为NPV = TN / (TN + FN)。
ROC分析则是一种通过绘制ROC曲线来评价诊断试验性能的方法。
ROC曲线的横轴为1-特异度,纵轴为灵敏度。
ROC曲线越靠近左上角,说明诊断试验的准确性越高;相反,曲线越靠近对角线,说明准确性越差。
ROC曲线下面积(Area Under the Curve,AUC)可以评估诊断试验的整体性能。
AUC的取值范围为0.5-1,越接近1表示诊断试验越准确,AUC等于0.5表示诊断试验的准确性等同于随机猜测。
ROC分析还可以根据阈值来评估诊断试验的准确性。
当改变阈值时,诊断试验的灵敏度和特异度会发生变化。
根据所需的灵敏度和特异度,可以选择合适的阈值来进行诊断,并计算相应的PPV和NPV。
ROC分析 ppt课件
诊断试验中常用的评价指标
例13.2 表13.2 ECG诊断试验的结果 合 计
实际状态 ECG诊断结果 出现心梗 不出现 416(TP) 9(FP) 阳 性 阴 性 104(FN) 171(TN) 合计 520 180
425 275 700(N)
例13.2
表13.2
ECG诊断试验的结果 合 计
实际状态 ECG诊断结果 出现心梗 不出现 416(TP) 9(FP) 阳 性 阴 性 104(FN) 171(TN) 合计 520 180
诊断 金标准 结果 病例 对照 + 1 0 4 4
诊断界值=13.5
诊断 金标准 结果 病例 对照 + 2 0 3 4
诊断界值=12.8
金标准 病例 对照 3 0 2 4
诊断界值=11.2
诊断 金标准 结果 病例 对照 + 4 0 1 4
诊断界值=8.5
诊断 金标准 结果 病例 对照 + 4 1 1 3
TP TN 100 % , 一、正确百分率 N
425 275 700(N)
416 171 100 % 0.8386 83.86% 本例的正确百分率= 700
例13.2
表13.2
ECG诊断试验的结果 合 计
实际状态 ECG诊断结果 出现心梗 不出现 416(TP) 9(FP) 阳 性 阴 性 104(FN) 171(TN) 合计 520 180
合
计
425 275 700(N)
漏诊率 1 Sen FN (TP FN) ;误诊率 1 Spe FP ( FP TN ) , 误诊率也叫假阳性率(false positive rate,FPR)。 本例漏诊率 1 Sen 1-0.8=0.2;误诊率 1 Spe 1-0.95=0.05 此图中间的垂线与横轴的交点称为诊断界点(cut-off point)或诊断阈值。
ROC分析方法概要
ROC分析方法概要ROC(Receiver Operating Characteristic)曲线分析法是一种常用于评估分类模型性能的方法。
它能够通过不同的阈值来衡量分类模型的灵敏度和特异性,并绘制出ROC曲线。
本文将从ROC曲线的绘制、评估和应用等方面对ROC分析方法进行详细介绍。
1.ROC曲线的绘制ROC曲线是以假阳性率(False Positive Rate,FPR)为横轴,真阳性率(True Positive Rate,TPR)为纵轴来绘制的。
其中,假阳性率是指实际为阴性样本中被错误分类为阳性样本的比例,真阳性率是指实际为阳性样本中被正确分类为阳性样本的比例。
绘制ROC曲线的步骤如下:(1)计算分类模型在不同阈值下的真阳性率和假阳性率;(2)将得到的真阳性率和假阳性率按照不同的阈值绘制成曲线;(3)计算曲线下面积(Area Under Curve,AUC),AUC的取值范围在0.5到1之间,值越大表示分类模型性能越好。
2.ROC曲线的评估在绘制ROC曲线的过程中,一般会选择一组特定的阈值作为分割点,以计算相应的真阳性率和假阳性率。
而选择哪个阈值作为分类模型的最终判定标准,则需要根据具体应用场景和需求来确定。
评估ROC曲线的性能时,常用的指标有以下几种:(1)AUC值:ROC曲线下方的面积,用于判断分类器的性能。
AUC较大的模型表示分类效果较好;(2)敏感度:在实际为阳性样本中正确分类的比例,也可以理解为真阳性率;(3)特异度:在实际为阴性样本中正确分类的比例,也可以理解为1减去假阳性率。
3.ROC曲线的应用ROC曲线分析方法常应用于以下情况:(1)评估分类模型:通过比较不同模型的AUC值,选择性能较好的模型;(2)优化模型:通过调整分类模型的阈值,获得最佳的分类效果;(3)比较两种或多种分类模型:通过比较不同模型的ROC曲线,判断哪个模型的性能更好;(4)评估特征重要性:将每个特征拆分为分步数等级并计算ROC曲线,观察AUC值变化,判断哪个特征对分类模型的影响更大。
ROC分析报告方法概要
第二章ROC曲线分析概要本文先介绍了ROC理论的一些基础知识如特异度和灵敏度等,然后简要介绍了非参数ROC分析方法,并建立了ROC模型。
最后介绍了ROC曲线及在R软件中的绘制。
2.1 ROC分析的基本要素ROC分析的基本要素包括真阳性和假阳性也称灵敏度和特异度,以及“金标准”“金标准”划分被测试者的真实状态为对照组和病例组两类。
常见的金标准有跟踪随访、活组织检查、尸体解剖、手术探查等。
虽然“金标准”没有必要是十全十美的,但“金标准”应与评价的诊断系统无关,而且比要评价的诊断系统更可靠。
“金标准”不够完美时,可用采用Bayesian、模糊金标准、EM估计等方法解决。
对按照“金标准”确定的二分类总体,对照组和病例组分别用阴性和阳性表示诊断试验结果。
假定总体样本量是N,诊断试验的可能结果总共有四种:被测试者患病且被正确诊断为患病者,被测试者无病且被错误诊断为患病者,被测试者无病且被正确诊断为无病者,被测试者无病且被错误诊断为患病者。
我们可以用一个2×2的列联表来表示它们之间的关系。
在医学研究中,诊断试验准确度指标最常用的是灵敏度与特异度。
灵敏度(sensitivity),也叫真阳率(true positive rate,即TPR)是被测试者患病且被正确诊断为患病者的样本量在阳性总体中占的比例。
灵敏度值越大,假阴率越小。
据表2-1 其计算公式是:灵敏度(sensitivity) = 真阳率(TPR) = 1 −假阴率(FNR)=标准误为:特异度(specificity),也叫真阴率(true non-positive rate,即TNPR),是受试者无病且被正确诊断为无病者的样本量占阴性总体的比例。
假阳率(false positive rate,即FPR) = 1−特异度特异度值越大,假阳率越小。
据表2-1 其计算公式是:特异度(specificity) =真阴率(TNPR) = 1−假阳率(FPR) =标准误为:假设二分类总体均服从正态分布, TPR、FPR、TNPR 和FNPR之间的关系可以用图2-1来描述。
ROC分析的基本原理
ROC分析的基本原理
ROC(Receiver Operating Characteristic)特征曲线,是经常应用在不同告警水平(或分类阈值)下衡量分类器好坏程度的重要指标,它运用了多种指标,具有良好的统计学意义和丰富的应用价值,立意于解决一类具有不同的灵敏度和特异性的分类问题,是二分类模型评价标准的重要指标。
ROC特征曲线可以用来比较不同类别器的性能,以更好地评估分类的准确性。
ROC曲线是绘制受试者工作特征(ROC)的连续折线图,用于衡量分类器的效果,它是组合由真正发现率(sensitivity)和假发现率(specificity)组成的曲线,用真正发现率(sensitivity)作为X轴,假发现率(specificity)作为Y轴。
ROC曲线的特点是,当真正发现率和假发现率的值在变化时,曲线的横纵坐标也会随之变化。
当真正发现率和假发现率的判断失真度不断减少时,ROC曲线会逐渐接近左上角;而当真正发现率和假发现率的判断失真度增加时,ROC曲线会逐渐接近右下角。
ROC曲线的X轴代表真正发现率(sensitivity),在机器学习中,真正发现率又称为“正确率”,是指被模型判定为正例的样本中,真实是正例的比例,也就是说选择的正例数据中,正确率是多少。
诊断试验的ROC分析
诊断试验的ROC分析ROC分析(Receiver Operating Characteristic Analysis)是一种常用于评估诊断试验性能的方法。
它通过绘制接收者操作特征曲线,可以直观地衡量一种诊断试验在准确性和可靠性方面的表现。
本文将深入探讨ROC分析原理和应用,并介绍如何进行ROC分析。
首先,我们需要了解一些概念。
在进行ROC分析时,我们通常将疾病状态分为两类:阳性和阴性,诊断试验结果也可以分为两类:阳性和阴性。
通过绘制ROC曲线,我们可以观察到诊断试验结果的灵敏度和特异度之间的关系。
ROC曲线通过横坐标表示1-特异度(False Positive Rate,FPR),纵坐标表示灵敏度(True Positive Rate,TPR)。
灵敏度是表示在疾病状态为阳性时,试验结果为阳性的概率,而特异度则是在疾病状态为阴性时,试验结果为阴性的概率。
ROC曲线上的每一个点都对应不同的阈值,通过改变阈值,可以调整灵敏度和特异度的平衡。
在ROC分析中,通常会计算曲线下面积(Area Under the Curve,AUC)。
AUC的取值范围在0.5到1之间,AUC越大表示试验的准确性越好。
当AUC等于0.5时,表明试验的准确性与随机猜测无异。
一般来说,AUC大于0.7可以被认为是一个良好的诊断试验。
ROC分析的应用广泛。
在医学领域,它常被用于评估诊断试验的有效性,如癌症筛查、心脏病诊断等。
此外,ROC分析还可以用于评估不同模型或算法之间的性能比较,并选择最佳模型。
进行ROC分析的步骤如下:1.收集诊断试验的结果数据,包括阳性和阴性样本的真实疾病状态,以及试验结果的阳性和阴性判断。
2.根据试验结果和真实疾病状态计算灵敏度和特异度,并根据不同阈值绘制ROC曲线。
3.计算曲线下面积(AUC)来评估试验的准确性。
4.根据AUC的大小来判断试验的准确性,选择合适的阈值以达到最佳的灵敏度和特异度平衡。
然而,在进行ROC分析时也需要注意一些问题。
ROC-变动速率指标详解
2、ROC旳变化超前于股票价格旳变 化
ROC旳变化总是领先于股价旳变化, 比价格提前几天上升或下降。股价还在 上升时,ROC可能已走平,而股价走 平时, ROC可能已经下降了。
3、ROC折变化有一定旳范围
一般该指标默认旳范围是正负6.5为上下 边界,假如以这个数据作为上下界线是不合 适旳。 因为个股旳盘子大小,股价波动特征 旳活跃和呆滞旳不同,个人操作周期旳长短 ,行情旳大小不同等等,会造成超买之后还 超买,超卖之后更超卖旳成果,会造成任何 人为旳设定统一旳ROC超买超卖极限值旳做 法都是徒劳无功旳。
大小,来反应股票市变动旳快慢程度。
公式:
当日收盘价—N天前旳收盘价
ROC=
____________________ N天前旳收盘价
二、ROC旳特征
1、ROC表达股价上升或下降旳速率大 小。
假如是上升趋势,而且ROC为正值,另外 ROC步步上扬,则意味着上升趋势正在加速; 若ROC开始走平,这就意味着,目前股价旳涨 幅与数天前旳股价涨幅相近,尽管还处于上升 趋势,但速度已经放慢;若ROC开始回落,虽然股 价还在上升,但上升旳力量已经衰落;若ROC 开始延伸到0之下,则近期旳下降趋势已开始露 头,ROC进一步向下,则下降动力正在加强。
变动速率指标
ROC
大纲
▪ ROC及其原理 ▪ ROC旳特征 ▪ ROC旳应使用方法则—0值线 ▪ ROC与股价背离
一、什么是ROC?
ROC指标又叫变动速率指标,是由 查拉尔·阿佩尔和福雷德·海期尔共同创 造旳,是一种要点研究股价变动动力大 小旳中短期技术分析工具。
ROC 旳原理:
ROC是拿当日旳股价与一定旳天数 之前旳某一天股价比较,用变动速度旳
四、ROC与股价背离研判技巧
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FPR
(1)ROC曲线上的每一个点对应于一个threshold,大于这个值的实例划归为正类,小于这个值则划到负类中.
而一个随机猜测模型应位于连接点(TPR=0,FPR=0)和(TPR=1,FPR=1)的主对角线上。
(3) ROC曲线下方的面积(AUC)提供了评价模型平均性能的另一种方法。如果模型是完美的,那么它的AUG = 1,如 果模型是个简单的随机猜测模型,那么它的AUG = 0.5,如果一个模型好于另一个,则它的曲线下方面积相对较大。 ROC曲线可以全面评分类器的性能。
金标准 异常 0.0 正常 诊 断 分 类 1 2 3 4 5 3 2 2 11 33 0.2 0.4 0.6 0.8 33 6 6 11 2 合计 51 1.0 58
FPR
Ð Ð Ó ò · Ö À à × Ê Á Ï µ Ä Î ´ ¹ à » ¬ ROCÇ ú Ï ß
该资料不同诊断界值的 FPR 和 TPR 值
灵敏度,特异度,假阴性率,假阳性率
ROC曲线工作点的计算与曲线绘制
主要任务: 计算ROC曲线工作点(Coordinate point或 Operating point)(FPR, TPR) 连接相邻两点
连续型数据的
ROC曲线工作点(TPR,FPR)计算
表13-3 假想的连续型数据
金标准 病例组 对照组 16.5 8.5 13.5 6.4 检测结果 12.8 4.6 11.2 1.7 5.0
ROC的涵义与起源
ROC【receiver operating characteristic】 , 译为“接收者工作特征”,二战时期用于表示信号 检测特性时创造的术语。 ROC曲线研究历史 1950’s 雷达信号观测能力评价 1960’s中期 实验心理学、心理物理学 1970’s末与1980’s 诊断医学
诊断 金标准 结果 病例 对照 + 1 0 4 4
诊断界值=13.5
诊断 金标准 结果 病例 对照 + 2 0 3 4
诊断界值=12.8
金标准 病例 对照 3 0 2 4
诊断界值=11.2
诊断 金标准 结果 病例 对照 + 4 0 1 4
诊断界值=8.5
诊断 金标准 结果 病例 对照 + 4 1 1 3
诊断试验中常用的评价指标
例13.2 表1不出现 416(TP) 9(FP) 阳 性 阴 性 104(FN) 171(TN) 合计 520 180
合
计
425 275 700(N)
例13.2
表13.2
ECG诊断试验的结果 合 计
实际状态 ECG诊断结果 出现心梗 不出现 416(TP) 9(FP) 阳 性 阴 性 104(FN) 171(TN) 合计 520 180
ê Ã Í À Õ ï ¶ Ï Ê Ô Ñ é
Þ Ó Î Ã Õ ï ¶ Ï Ê Ô Ñ é
完美与无用的ROC曲线
ROC曲线下面积(Area)与诊断准确度高低 高 0.90-1.00 = excellent (A) 中 0.80-0.90 = good (B) 0.70-0.80 = fair (C) 低 0.60-0.70 = poor (D) 0.50-0.60 = fail (F)
诊断界值=6.4
诊断 金标准 结果 病例 对照 + 4 2 1 2
诊断界值=5.0
诊断 结果 + 金标准 病例 对照 5 2 0 2
诊断界值=4.6
诊断 金标准 结果 病例 对照 + 5 3 0 1
表13.4 表13.3资料不同诊断界值的FPR和TPR值
诊 断 界 值 16.5 FPR TPR 0 1/5 13.5 0 2/5 12.8 0 3/5 11.2 0 4/5 8.5 1/4 4/5 6.4 2/4 4/5 5.0 2/4 5/5 4.6 3/4 5/5
5 0.0345 0.6471 诊断界值(诊断分类) 4 3 0.2241 0.3296 0.8627 0.9020 2 0.4310 0.9412
FPR TPR
FNR
Threshold最大时,把每个实例都预测为负类, TPR=0,FPR=0,对应于原点;
Threshold最小时,,把每个实例都预测为正类,TPR=1,FPR=1,对应于右上角的点(1,1) 可以根据对灵敏度和特异度的特定要求,确定ROC曲线一适当的工作点,确定最好的决策阈值。 (2)理想情况下,TPR应该接近1,FPR应该接近0。 一个好的分类模型应该尽可能靠近图形的左上角,
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0
1.0 T 0.8 P R 0.6 0.4 0.2 0.0
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 FPR
1.0 T 0.8 P R 0.6 0.4 0.2 0.0
A =0.664
A = 0.830
0.0 0.2 0.4 0.6
A = 0.938
0.0 0.2 0.4 0.6
二、灵敏度(Sensitivity) Sen TP (TP FN ) = TPR 本例TPR=Sen=416/520=0.8,
该指标反映了诊断试验检出病例的能力。
425 275 700(N)
例13.2
表13.2
ECG诊断试验的结果 合 计
实际状态 ECG诊断结果 出现心梗 不出现 416(TP) 9(FP) 阳 性 阴 性 104(FN) 171(TN) 合计 520 180
诊断准确度较低( <0.7 )
ï Ï Õ ¶ × ¼ È ·¶ È Ö Ð µ È £ ¨ 0.7~0.9 £ ©
0.8 1.0 FPR
0.8 1.0 FPR
(> 0.9 ) 诊断准确度较高
合 425 275
计
520
180
700(N)
漏诊率 1 Sen FN (TP FN) ;误诊率 1 Spe FP ( FP TN ) , 误诊率也叫假阳性率(false positive rate,FPR)。 本例漏诊率 1 Sen 1-0.8=0.2;误诊率 1 Spe 1-0.95=0.05 此图中间的垂线与横轴的交点称为诊断界点(cut-off point)或诊断阈值。
有序分类数据的
ROC曲线工作点(TPR,FPR)计算
某放射医生对 109 份 CT 影像的分类
将诊断分类数据按大到小排 序,以前4个分类作为诊断界值 ,大于等于诊断界值者为阳性, 小于该值者为阴性。这样,可整 理出4个四格表,每个四格表对 应的ROC曲线的工作点见下表 。
金标准 异常 正常
1 3 33
三、特异度(Specificity) Spe TN ( FP TN ) 本例Spe=171/180=0.95, 该指标反映了诊断试验排除非病例的能力。
425 275 700(N)
实际状态 ECG诊断结果 阳 性 阴 性 合计 出现心梗 416(TP) 104(FN) 不出现 9(FP) 171(TN)
将这9个数据从大到小排列,以前8个数,分别作 为诊断界值,大于等于诊断界值者判为阳性,小于该值 者判为阴性。这样,可整理成8个四格表
表13.3
金标准 病例组 对照组 16.5 8.5
假想的连续性资料
检测结果 13.5 12.8 6.4 4.6 诊断 结果 + 11.2 1.7 5.0
诊断界值=16.5
诊 断 分 类 2 3 4 2 2 11 6 6 11
5 33 2
合计 51 58
该资料不同诊断界值的 FPR 和 TPR 值
5 0.0345 0.6471
金标准 异常 正常 46 5 19 39
FPR TPR
诊断界值=5
诊断 金标准
诊断界值(诊断分类) 4 3 0.2241 0.3296 0.8627 0.9020
TP TN 100 % , 一、正确百分率 N
425 275 700(N)
416 171 100 % 0.8386 83.86% 本例的正确百分率= 700
例13.2
表13.2
ECG诊断试验的结果 合 计
实际状态 ECG诊断结果 出现心梗 不出现 416(TP) 9(FP) 阳 性 阴 性 104(FN) 171(TN) 合计 520 180
表13.1 诊 断 结 果 (T ) 阳 性( T ) 阴 性( T ) 合计
诊断资料 2 2 四格表 金标准( D ) 病例( D ) 对照( D ) TP(真阳性) FN(假阴性) TP+FN FP(假阳性) TN(真阴性) FP+TN
合
计
TP+FP FN+TN N
所谓“金标准”是指当前临床 医学界公认的诊断疾病的最可 靠、最准确、最好的诊断方法. 临床上常用的金标准有组织病 理学检查(活检、尸检)、手 术发现、影像诊断( CT 、核磁 共振、彩色 B 超)、病原体的 分离培养以及长期随访所得的 结论。金标准一般是特异性诊 断方法,可以正确区分为“有 病”和“无病”
真 阳 性 率
即 灵 敏 度
1.0 T 0.8 P R 0.6 0.4 0.2 0.0
1.0 T 0.8 P R 0.6 0.4 0.2
机率线(chance line) (diagonal reference line)
假阳性率 即 1-特异度
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 FPR 0.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 FPR
诊断界值=2
诊断 结果 + 金标准 异常 正常 48 3 25 33
2 0.4310 0.9412
诊断界值=4
诊断 金标准
诊断界值=3
诊断 结果 + -
结果 异常 正常 + 33 18 2 56