Keras 如何处理多标签分类？

Posted 2023-02-16

【中文标题】Keras 如何处理多标签分类？

【英文标题】：How does Keras handle multilabel classification?

【发布时间】：2017-10-25 04:10:28

【问题描述】：

我不确定如何解释 Keras 在以下情况下的默认行为：

我的 Y（基本事实）是使用 scikit-learn 的 MultilabelBinarizer() 设置的。

因此，举一个随机的例子，我的y 列的一行是 one-hot 编码如下： [0,0,0,1,0,1,0,0,0,0,1].

所以我有 11 个可以预测的类，而且不止一个可以是真的；因此问题的多标签性质。此特定样本共有三个标签。

我像处理非多标签问题一样训练模型（一切照旧），我没有收到任何错误。

from keras.models import Sequential
from keras.layers import Dense, Dropout, Activation
from keras.optimizers import SGD

model = Sequential()
model.add(Dense(5000, activation='relu', input_dim=X_train.shape[1]))
model.add(Dropout(0.1))
model.add(Dense(600, activation='relu'))
model.add(Dropout(0.1))
model.add(Dense(y_train.shape[1], activation='softmax'))

sgd = SGD(lr=0.01, decay=1e-6, momentum=0.9, nesterov=True)
model.compile(loss='categorical_crossentropy',
              optimizer=sgd,
              metrics=['accuracy',])

model.fit(X_train, y_train,epochs=5,batch_size=2000)

score = model.evaluate(X_test, y_test, batch_size=2000)
score

当 Keras 遇到我的 y_train 并看到它是“多”单热编码时会做什么，这意味着在 y_train 的每一行中存在多个“一”？基本上，Keras 会自动执行多标签分类吗？对评分指标的解释有何不同？

【参考方案1】：

总之

不要使用softmax。

使用sigmoid 激活您的输出层。

使用binary_crossentropy 作为损失函数。

使用predict 进行评估。

为什么

在softmax 中，当增加一个标签的分数时，所有其他标签都会降低（这是一个概率分布）。当您有多个标签时，您不希望这样。

完整代码

from tensorflow.keras.models import Sequential
from tensorflow.keras.layers import Dense, Dropout, Activation
from tensorflow.keras.optimizers import SGD

model = Sequential()
model.add(Dense(5000, activation='relu', input_dim=X_train.shape[1]))
model.add(Dropout(0.1))
model.add(Dense(600, activation='relu'))
model.add(Dropout(0.1))
model.add(Dense(y_train.shape[1], activation='sigmoid'))

sgd = SGD(lr=0.01, decay=1e-6, momentum=0.9, nesterov=True)
model.compile(loss='binary_crossentropy',
              optimizer=sgd)

model.fit(X_train, y_train, epochs=5, batch_size=2000)

preds = model.predict(X_test)
preds[preds>=0.5] = 1
preds[preds<0.5] = 0
# score = compare preds and y_test

【讨论】：

谢谢，所以你是说把我的多标签问题分解成许多二元分类问题？ Keras 怎么知道我在给它一个多标签分类任务？

是的，没错。 Keras 并不需要知道。通过使用sigmoid 和binary_crossentropy，标签将被单独改进，这就是你想要的多标签任务，对吧？

你将如何获得有 1 的类

我迷路了，那Keras和TF教程怎么用了softmax，而且好像效果不错？ tensorflow.org/tutorials/keras/basic_classification

@HerrvonWurst 这是因为您链接到的问题是，分类器的工作是将图像仅放在一个类中，而在所问的问题中，分类器必须将多个类分配给一个输入