如何从python中的两个一维数组中绘制相似度热图？

Posted 2023-02-18

【中文标题】如何从python中的两个一维数组中绘制相似度热图？

【英文标题】：How to draw a heatmap of similarity from two one dimensional arrays in python?

【发布时间】：2021-09-16 07:08:12

【问题描述】：

我有两个数组如下，

a = np.array([5., 10., 20., 19., 1., 10., 60.])
b = np.array([7., 10., 10., 17., 20., 0., 50.])

我希望能够绘制一个热图，显示数组 a 与数组 b 的接近程度。如果可能，在鼠标悬停时显示 a 值和 b 值。例如，数组 a 中的 1 与数组 b 中的 20 不接近——应该是较浅的颜色，等等。知道从哪里开始吗？谢谢。

【问题讨论】：

你可以使用Seaborn

你想要一维的连续地图吗？还是沿一个轴的离散彩色点？

@joostblack 我想画一个二维图。在 x 轴上，a 和 y 轴 b - 像这样。你知道怎么去吗？

你想要a中的一个元素到b中所有其他元素的距离，反之亦然吗？

【参考方案1】：

Scikit-learn 有一个方便的 function 来计算成对距离。您只需要重塑数组，因为它需要 2d 数组作为输入。然后我也会按照 Eduardo 的建议使用 seaborn。

import numpy as np
from sklearn.metrics import pairwise_distances
import seaborn as sns

a = np.array([5., 10., 20., 19., 1., 10., 60.])
b = np.array([7., 10., 10., 17., 20., 0., 50.])

distances = pairwise_distances(X=a.reshape(-1, 1), Y=b.reshape(-1, 1))

sns.heatmap(distances, square=True, annot=True, cbar=False, cmap='Blues');

编辑：要反转颜色，您可以改用颜色图'Blues_r'。我不知道是否有办法在 seaborn 级别翻转 y 轴，但您始终可以翻转输入数据并相应地更改标签：

distances = pairwise_distances(X=np.flip(a).reshape(-1, 1), Y=b.reshape(-1, 1))
sns.heatmap(distances, square=True, annot=True, cbar=False, cmap='Blues_r', 
            yticklabels=list(reversed(range(len(a)))));

【讨论】：

谢谢一百万。是否可以翻转y轴？以及如何以翻转顺序设置颜色？例如，10 和 10 应该更暗，因为它是 100% 相同的，20 和 10 是 50% 相似的，等等。

当然，这是可能的。我在答案中添加了一段。

哇！谢谢@Arne。实际上，我的 np 数组很大。我只花了20。它看起来很乱。 a

【参考方案2】：

您的数据代表什么？有很多方法可以比较事物并确定它们是否不同。您可以计算差异、比率等。如果没有更多上下文，就没有正确的方法来解决您的问题。

如果您的两个值应该成比例，我会将它们绘制为散点图，每个值都作为轴

import pandas as pd
a = np.array([5., 10., 20., 19., 1., 10., 60.])
b = np.array([7., 10., 10., 17., 20., 0., 50.])
df = pd.DataFrame('a': a, 'b': b)
df.plot.scatter(x='a', y='b')

你也可以使用seaborn的regplot：

import seaborn as sns
ax = sns.regplot(data=df, x='a', y='b', robust=True)

如果您真的想使用热图，我会选择 clustermap，因为这会将相似的值和不同的值聚集在一起：

sns.clustermap(df)

使用annot=True 参数显示值：

【讨论】：

谢谢一百万。你提出了一个很好的问题。数组 a 是真实标签，数组 b 是 ML 模型的预测。我想展示模型的表现。因此，如果您有其他想法，请随时告诉。