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lime使用记录

news 来源：原创 2024/9/27 19:37:53

主要是对预测结果进行可解释

import numpy as np
import pandas as pd
from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.ensemble import RandomForestClassifier
from sklearn.metrics import classification_report
from lime import lime_tabular# 加载数据集
iris = load_iris()
X = iris.data
y = iris.target# 特征名称
feature_names = iris.feature_names
class_names = iris.target_names# 划分训练集和测试集
X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=42)# 训练随机森林分类器
rf_clf = RandomForestClassifier(n_estimators=500)
rf_clf.fit(X_train, y_train)# 在测试集上进行预测
y_pred = rf_clf.predict(X_test)# 打印分类报告
print(classification_report(y_test, y_pred, target_names=class_names))# 初始化LIME解释器
explainer = lime_tabular.LimeTabularExplainer(training_data=np.array(X_train),feature_names=feature_names,class_names=class_names,mode='classification'
)
# 打印解释结果
print("预测类别: {}".format(class_names[y_pred[i]]))i = 10  # 可以选择任意一个测试样本的索引# 选择一个测试样本进行解释
for idx, class_name in enumerate(class_names): exp = explainer.explain_instance(X_test[i], rf_clf.predict_proba, num_samples=500,num_features=400,top_labels=None,labels=[idx])#画图exp.show_in_notebook(show_table=True)# 获取解释图exp.as_pyplot_figure(label=idx)# 打印解释print(exp.as_list(label=idx))

下面是对 `LimeTabularExplainer` 初始化参数的详细解释：

explainer = lime_tabular.LimeTabularExplainer(training_data=np.array(X_train),feature_names=feature_names,class_names=class_names,mode='classification',discretize_continuous=True,discretizer='quartile',categorical_features=(),categorical_names={},kernel_width=None,kernel=None,verbose=False,random_state=None
)

以下是每个参数的详细说明：

training_data: 训练数据集，类型为NumPy数组。这是LIME解释器用来学习如何解释模型的本地代理的数据集。
feature_names: 一个列表，包含了数据集中所有特征的名称。这用于在解释时标识特征。
class_names: 一个列表，包含了所有类别的名称。这用于在分类任务中标识类别。
mode: 解释器的工作模式。可以是 'classification' 或 'regression'，分别对应分类和回归任务。
discretize_continuous: 布尔值，表示是否将连续特征离散化。在许多情况下，为了更好地解释模型，连续特征会被转换为分类特征。
discretizer: 当 discretize_continuous 为 True 时，此参数指定用于离散化连续特征的策略。默认是 'quartile'，表示使用四分位数来离散化。
categorical_features: 一个元组或列表，包含数据集中所有分类特征的索引。这告诉解释器哪些特征是分类的。
categorical_names: 一个字典，其中键是分类特征的索引，值是分类特征的可能值的列表。这用于在解释时标识分类特征的值。
kernel_width: 解释器使用的核函数的宽度。较大的值意味着解释将考虑更多的数据点，而较小的值则意味着只考虑更接近查询点的数据点。
kernel: 指定用于权重分配的核函数。默认情况下，LIME使用高斯核。
verbose: 布尔值，表示是否打印出中间过程的详细信息。
random_state: 控制随机过程的种子，用于重现性。

以下是 `explain_instance` 方法的详细解释，包括其参数和返回值：

exp = explainer.explain_instance(data_row,predict_fn,num_features=10,top_labels=None,num_samples=5000,distance_metric='euclidean',model_regressor=None,categorical_feature_mask=None,feature_selection='auto',random_state=None
)

以下是每个参数的详细说明：

data_row: 需要解释的数据实例。它应该是一个与训练数据具有相同特征和格式的NumPy数组或列表。
predict_fn: 一个函数，它接收与训练数据格式相同的NumPy数组，并返回预测概率或预测值。对于分类问题，返回的通常是每个类别的概率；对于回归问题，返回的是预测值。
num_features: 需要解释的特征数量。这个方法将生成一个解释，其中包含对预测影响最大的 num_features 个特征。
top_labels: 对于分类问题，这是要解释的顶部标签的数量。默认情况下，只解释预测概率最高的标签。如果你设置为 None，则解释所有标签。
num_samples: 解释单个实例时使用的样本数量。LIME通过在 data_row 周围采样并观察模型预测的变化来生成解释。较大的 num_samples 会提供更准确的解释，但计算成本更高。
distance_metric: 用于测量采样点与 data_row 之间距离的距离度量。默认是欧几里得距离（‘euclidean’），但也可以选择其他度量，如曼哈顿距离（‘manhattan’）。
model_regressor: 用于拟合采样数据的回归模型。默认情况下，LIME会根据数据类型自动选择一个模型。如果你有特定的回归模型，可以在这里指定。
categorical_feature_mask: 一个布尔数组，指示哪些特征是分类的。如果提供了，它将覆盖 explainer 初始化时提供的 categorical_features。
feature_selection: 特征选择的策略。可以是 'auto'、'forward_selection'、'lasso_path' 或 'none'。默认是 'auto'，它根据数据类型和大小自动选择最佳策略。
random_state: 控制随机过程的种子，用于重现性。