Predictions are often probabilities; e.g., a prediction could be for precipitation tomorrow, but with only a 30% chance. Given such probabilistic predictions together with the actual outcomes, "reliability diagrams" help detect and diagnose statistically significant discrepancies -- so-called "miscalibration" -- between the predictions and the outcomes. The canonical reliability diagrams histogram the observed and expected values of the predictions; replacing the hard histogram binning with soft kernel density estimation is another common practice. But, which widths of bins or kernels are best? Plots of the cumulative differences between the observed and expected values largely avoid this question, by displaying miscalibration directly as the slopes of secant lines for the graphs. Slope is easy to perceive with quantitative precision, even when the constant offsets of the secant lines are irrelevant; there is no need to bin or perform kernel density estimation. The existing standard metrics of miscalibration each summarize a reliability diagram as a single scalar statistic. The cumulative plots naturally lead to scalar metrics for the deviation of the graph of cumulative differences away from zero; good calibration corresponds to a horizontal, flat graph which deviates little from zero. The cumulative approach is currently unconventional, yet offers many favorable statistical properties, guaranteed via mathematical theory backed by rigorous proofs and illustrative numerical examples. In particular, metrics based on binning or kernel density estimation unavoidably must trade-off statistical confidence for the ability to resolve variations as a function of the predicted probability or vice versa. Widening the bins or kernels averages away random noise while giving up some resolving power. Narrowing the bins or kernels enhances resolving power while not averaging away as much noise.


翻译:预测往往是概率性的; 例如, 预测可能是对明天降水的预测, 但只有30%的概率。 在这种概率预测加上实际结果的情况下, “ 可靠性图表” 有助于检测和诊断预测和结果之间在统计上的重大差异( 所谓的“ 误差” ) 。 光学可靠性图表显示预测的和预期值不相干; 用软内核密度估计取代硬直方图的硬直方图 ; 另一种常见做法是用软内核密度估计取代硬直方图 。 但是, 硬或内核的宽度是最好的。 观察到的和预期值之间累积的累积性变异与实际结果相比, “ 可靠性图表” 有助于检测和诊断, 直接显示误差( 所谓的“ 误差校正” ) 。 即使在静电线的常数抵消不相干值时, 也无需使用硬性内核密度的内值估计。 现有的硬性硬度标准度测量度指标, 每将一个可靠性图表总结为不精确的直径直径直径直径的直径直径直径。 自然地显示, 直径直判到正值的直径直判,, 直径直判到正判的直判的直到正判的直判的直到直到直到正正值直到正值的直判, 。

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