fsrftest

Одномерный рейтинг функций для регрессии с использованием F -tests

Описание

idx = fsrftest(Tbl,ResponseVarName) ранжирует признаки (предикторы), используя F -tests. Таблица Tbl содержит переменные предиктора и переменную отклика, и ResponseVarName - имя переменной отклика в Tbl. Функция возвращается idx, который содержит индексы предикторов, упорядоченные по значимости предиктора, что означает idx(1) - индекс самого важного предиктора. Можно использовать idx чтобы выбрать важные предикторы для регрессионных задач.

idx = fsrftest(Tbl,formula) задает переменную отклика и переменные предиктора, которые будут учитываться среди переменных в Tbl при помощи formula.

пример

idx = fsrftest(Tbl,Y) ранжирует предикторы в Tbl использование переменной отклика Y.

пример

idx = fsrftest(X,Y) ранжирует предикторы в X использование переменной отклика Y.

idx = fsrftest(___,Name,Value) задает дополнительные опции, используя один или несколько аргументы пары "имя-значение" в дополнение к любой комбинации входных аргументов в предыдущих синтаксисах. Для примера можно задать категориальные предикторы и веса наблюдений.

пример

[idx,scores] = fsrftest(___) также возвращает счета предиктора scores. Большое значение баллов указывает, что соответствующий предиктор важен.

Примеры

свернуть все

Оцените предикторы в числовой матрице и создайте столбиковую диаграмму счетов предикторной важности.

Загрузите выборочные данные.

load robotarm.mat

The robotarm набор данных содержит 7168 обучающих наблюдений (Xtrain и ytrain) и 1024 тестовых наблюдения (Xtest и ytest) с 32 функциями [1][2].

Оцените предикторы, используя обучающие наблюдения.

[idx,scores] = fsrftest(Xtrain,ytrain);

Значения в scores являются отрицательными журналами значений p. Если p-значение меньше eps(0), затем соответствующее значение баллов Inf. Перед созданием столбиковой диаграммы определите, scores ли включает Inf значения.

find(isinf(scores))
ans =

  1x0 empty double row vector

scores не включает Inf значения. Если scores включает Inf значения можно заменить Inf по большому числу перед созданием столбиковой диаграммы в целях визуализации. Для получения дополнительной информации смотрите Rank Predictors в таблице.

Создайте столбиковую диаграмму предиктора важности счетов.

bar(scores(idx))
xlabel('Predictor rank')
ylabel('Predictor importance score')

Figure contains an axes. The axes contains an object of type bar.

Выберите пять самых важных предикторов. Найдите столбцы этих предикторов в Xtrain.

idx(1:5)
ans = 1×5

    30    24    10     4     5

30-ый столбец Xtrain является важнейшим предиктором ytrain.

Оцените предикторы в таблице и создайте столбиковую диаграмму предикторной важности счетов.

Если ваши данные находятся в таблице и fsrftest ранжирует подмножество переменных в таблице, затем функция индексирует переменные, используя только подмножество. Поэтому хорошей практикой является перемещение предикторов, которые вы не хотите ранжировать, в конец таблицы. Переместите переменную отклика и вектор веса наблюдения также. Затем индексы выходных аргументов согласуются с индексами таблицы. Вы можете переместить переменные в таблицу, используя movevars функция.

В этом примере используются данные Abalone, [3][4] из репозитория машинного обучения UCI [5]. Загрузите данные и сохраните их в текущей папке с именем 'abalone.data'.

Сохраните данные в таблице.

tbl = readtable('abalone.data','Filetype','text','ReadVariableNames',false);
tbl.Properties.VariableNames = {'Sex','Length','Diameter','Height', ...
    'WWeight','SWeight','VWeight','ShWeight','NoShellRings'};

Предварительный просмотр первых нескольких строк таблицы.

head(tbl)
ans=8×9 table
     Sex     Length    Diameter    Height    WWeight    SWeight    VWeight    ShWeight    NoShellRings
    _____    ______    ________    ______    _______    _______    _______    ________    ____________

    {'M'}    0.455      0.365      0.095      0.514     0.2245      0.101       0.15           15     
    {'M'}     0.35      0.265       0.09     0.2255     0.0995     0.0485       0.07            7     
    {'F'}     0.53       0.42      0.135      0.677     0.2565     0.1415       0.21            9     
    {'M'}     0.44      0.365      0.125      0.516     0.2155      0.114      0.155           10     
    {'I'}     0.33      0.255       0.08      0.205     0.0895     0.0395      0.055            7     
    {'I'}    0.425        0.3      0.095     0.3515      0.141     0.0775       0.12            8     
    {'F'}     0.53      0.415       0.15     0.7775      0.237     0.1415       0.33           20     
    {'F'}    0.545      0.425      0.125      0.768      0.294     0.1495       0.26           16     

Последняя переменная в таблице является переменной отклика.

Оцените предикторы в tbl. Задайте последний столбец NoShellRings как переменная отклика.

[idx,scores] = fsrftest(tbl,'NoShellRings')
idx = 1×8

     3     4     5     7     8     2     6     1

scores = 1×8

  447.6891  736.9619       Inf       Inf       Inf  604.6692       Inf       Inf

Значения в scores являются отрицательными журналами значений p. Если p-значение меньше eps(0), затем соответствующее значение баллов Inf. Перед созданием столбиковой диаграммы определите, scores ли включает Inf значения.

idxInf = find(isinf(scores))
idxInf = 1×5

     3     4     5     7     8

scores включает пять Inf значения.

Создайте штриховой график с счетами важности предиктора. Используйте имена предикторов для меток такта по оси X.

bar(scores(idx))
xlabel('Predictor rank')
ylabel('Predictor importance score')
xticklabels(strrep(tbl.Properties.VariableNames(idx),'_','\_'))
xtickangle(45)

The bar функция не строит графики для Inf значения. Для Inf значения, столбцы графика, которые имеют ту же длину, что и наибольший конечный счет.

hold on
bar(scores(idx(length(idxInf)+1))*ones(length(idxInf),1))
legend('Finite Scores','Inf Scores')
hold off

В гистограмму отображаются конечные счета и счета Inf с использованием различных цветов.

Входные параметры

свернуть все

Выборочные данные, заданный как таблица. Многополюсные переменные и массивы ячеек, отличные от массивов ячеек векторов символов, не разрешены.

Каждая строка Tbl соответствует одному наблюдению, и каждый столбец соответствует одной переменной предиктора. Опционально Tbl может содержать дополнительные столбцы для переменной отклика и весов наблюдений.

Переменная отклика может быть категориальными символьными или строковыми массивами, логическим или числовым вектором или массивом ячеек из векторов символов. Если переменная отклика является символьным массивом, то каждый элемент переменной отклика должен соответствовать одной строке массива.

  • Если Tbl содержит переменную отклика, и необходимо использовать все оставшиеся переменные в Tbl в качестве предикторов, затем задайте переменную отклика при помощи ResponseVarName. Если Tbl также содержит веса наблюдений, затем можно задать веса при помощи Weights.

  • Если Tbl содержит переменную отклика, и необходимо использовать только подмножество остальных переменных в Tbl в качестве предикторов задайте подмножество переменных при помощи formula.

  • Если Tbl не содержит переменную отклика, затем задает переменную отклика при помощи Y. Переменная отклика и Tbl должно иметь одинаковое число строк.

Если fsrftest использует подмножество переменных в Tbl в качестве предикторов, тогда функция индексирует предикторы, используя только подмножество. Значения в 'CategoricalPredictors' аргумент пары "имя-значение" и выходной аргумент idx не считайте предикторы, которые функция не ранжирует.

fsrftest рассматривает NaN, '' (пустой символьный вектор), "" (пустая строка), <missing>, и <undefined> значения в Tbl чтобы переменная отклика была отсутствующими значениями. fsrftest не использует наблюдения с отсутствующими значениями для переменной отклика.

Типы данных: table

Имя переменной отклика, заданное как вектор символов или строковый скаляр, содержащий имя переменной в Tbl.

Для примера, если переменная отклика является столбцом Y от Tbl (Tbl.Y), затем задайте ResponseVarName как 'Y'.

Типы данных: char | string

Объяснительная модель переменной отклика и подмножества переменных предиктора, заданная в виде вектора символов или строкового скаляра в форме 'Y ~ x1 + x2 + x3'. В этой форме Y представляет переменную отклика, и x1, x2, и x3 представляют переменные предиктора.

Чтобы задать подмножество переменных в Tbl в качестве предикторов используйте формулу. Если вы задаете формулу, то fsrftest не ранжирует никакие переменные в Tbl которые не появляются в formula.

Имена переменных в формуле должны быть обоими именами переменных в Tbl (Tbl.Properties.VariableNames) и действительный MATLAB® идентификаторы. Можно проверить имена переменных в Tbl при помощи isvarname функция. Если имена переменных недопустимы, можно преобразовать их, используя matlab.lang.makeValidName функция.

Типы данных: char | string

Переменная отклика, заданная как числовой, категориальный или логический вектор, символьные или строковые массивы или массив ячеек из векторов символов. Каждая строка Y представляет метки соответствующей строки X.

fsrftest рассматривает NaN, '' (пустой символьный вектор), "" (пустая строка), <missing>, и <undefined> значения в Y чтобы быть отсутствующими значениями. fsrftest не использует наблюдения с отсутствующими значениями для Y.

Типы данных: single | double | categorical | logical | char | string | cell

Данные предиктора, заданные как числовая матрица. Каждая строка X соответствует одному наблюдению, и каждый столбец соответствует одной переменной предиктора.

Типы данных: single | double

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте необязательные разделенные разделенными запятой парами Name,Value аргументы. Name - имя аргумента и Value - соответствующее значение. Name должны находиться внутри кавычек. Можно задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Пример: 'NumBins',20,'UseMissing',true устанавливает количество интервалов равное 20 и задает использование отсутствующих значений в предикторах для ранжирования.

Список категориальных предикторов, заданный как одно из значений в этой таблице.

ЗначениеОписание
Вектор положительных целых чисел

Каждая запись в векторе является индексом значением, соответствующим столбцу данных предиктора, который содержит категориальную переменную. Значения индекса находятся между 1 и p, где p - количество предикторов, используемых для обучения модели.

Если fsrftest использует подмножество входа переменных в качестве предикторов, затем функция индексирует предикторы, используя только подмножество. The 'CategoricalPredictors' значения не подсчитывают переменную отклика, переменную веса наблюдения и любые другие переменные, которые функция не использует.

Логический вектор

A true запись означает, что соответствующий столбец данных предиктора является категориальной переменной. Длина вектора p.

Матрица символовКаждая строка матрицы является именем переменной. Имена должны совпадать с именами в Tbl. Дополните имена дополнительными пробелами, чтобы каждая строка матрицы символов имела одинаковую длину.
Строковые массивы или массив ячеек векторов символовКаждый элемент массива является именем переменной. Имена должны совпадать с именами в Tbl.
'all'Все предикторы категоричны.

По умолчанию, если данные предиктора находятся в таблице (Tbl), fsrftest принимает, что переменная категориальна, если это логический вектор, неупорядоченный категориальный вектор, символьный массив, строковые массивы или массив ячеек из векторов символов. Если данные предиктора являются матрицей (X), fsrftest принимает, что все предикторы непрерывны. Чтобы идентифицировать любые другие предикторы как категориальные предикторы, задайте их с помощью 'CategoricalPredictors' аргумент имя-значение.

Пример: 'CategoricalPredictors','all'

Типы данных: single | double | logical | char | string | cell

Количество интервалов для раскладывание непрерывных предикторов, заданное как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'NumBins' и положительный целочисленный скаляр.

Пример: 'NumBins',50

Типы данных: single | double

Индикатор того, использовать или отменить отсутствующие значения в предикторах, заданный как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'UseMissing' и любой из них true использовать или false чтобы отбросить отсутствующие значения в предикторах для рейтинга.

fsrftest рассматривает NaN, '' (пустой символьный вектор), "" (пустая строка), <missing>, и <undefined> значения, которые должны быть отсутствующими значениями.

Если вы задаете 'UseMissing',true, затем fsrftest использует отсутствующие значения для рейтинга. Для категориальной переменной, fsrftest рассматривает отсутствующие значения как дополнительную категорию. Для непрерывной переменной, fsrftest места NaN значения в отдельном интервале для раскладывание.

Если вы задаете 'UseMissing',false, затем fsrftest не использует отсутствующие значения для ранжирования. Поскольку fsrftest вычисляет счета важности индивидуально для каждого предиктора, функция не отбрасывает целую строку, когда значения в строке частично отсутствуют. Для каждой переменной, fsrftest использует все значения, которые не отсутствуют.

Пример: 'UseMissing',true

Типы данных: logical

Веса наблюдений, заданные как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'Weights' и вектор скалярных значений или имя переменной в Tbl. Функция взвешивает наблюдения в каждой строке X или Tbl с соответствующим значением в Weights. Размер Weights должно равняться количеству строк в X или Tbl.

Если вы задаете входные данные как таблицу Tbl, затем Weights может быть именем переменной в Tbl который содержит числовой вектор. В этом случае необходимо задать Weights как вектор символов или строковый скаляр. Для примера, если вектор веса является столбцом W от Tbl (Tbl.W), затем задайте 'Weights','W'.

fsrftest нормализует веса до единицы.

Типы данных: single | double | char | string

Выходные аргументы

свернуть все

Индексы предикторов в X или Tbl упорядоченный по значимости предиктора, возвращенный как 1-байт- r числовой вектор, где r - количество ранжированных предикторов.

Если fsrftest использует подмножество переменных в Tbl в качестве предикторов, тогда функция индексирует предикторы, используя только подмножество. Например, предположим Tbl включает 10 столбцов, и вы задаете последние пять столбцов Tbl как переменные предиктора при помощи formula. Если idx(3) является 5, тогда третьим по значимости предиктором является 10-й столбец в Tbl, который является пятым предиктором в подмножестве.

Предиктор оценивает, возвращается как 1-байт- r числовой вектор, где r - количество ранжированных предикторов.

Большое значение баллов указывает, что соответствующий предиктор важен.

  • Если вы используете X задать предикторы или использовать все переменные в Tbl как предикторы, затем значения в scores имеют тот же порядок, что и предикторы в X или Tbl.

  • Если вы задаете подмножество переменных в Tbl как предикторы, затем значения в scores имеют тот же порядок, что и подмножество.

Например, предположим Tbl включает 10 столбцов, и вы задаете последние пять столбцов Tbl как переменные предиктора при помощи formula. Затем, score(3) содержит значение баллов 8-го столбца в Tbl, который является третьим предиктором в подмножестве.

Алгоритмы

свернуть все

Одномерное ранжирование функций с использованием F-тестов

  • fsrftest исследует важность каждого предиктора индивидуально, используя F-test. Каждый F-тест проверяет гипотезу о том, что значения отклика, сгруппированные по значениям переменных предиктора, взяты из населений с тем же средним значением против альтернативной гипотезы о том, что средства населения не все одинаковые. Небольшое p -значение тестовой статистики указывает, что соответствующий предиктор важен.

  • Область выхода scores is -журнал (p). Поэтому большое значение баллов указывает, что соответствующий предиктор важен. Если p -значение меньше eps(0), затем выводится Inf.

  • fsrftest исследует непрерывную переменную после раскладывание, или дискретизации, переменной. Количество интервалов можно задать с помощью 'NumBins' аргумент пары "имя-значение".

Ссылки

[1] Rasmussen, C. E., R. M. Neal, G. E. Hinton, D. van Camp, M. Revow, Z. Ghahramani, R. Kustra, and R. Tibshirani. Руководство DELVE, 1996.

[2] Университет Торонто, факультет компьютерных наук. Удаление наборов данных.

[3] Нэш, У. Дж., Т. Л. Селлерс, С. Р. Тальбот, А. Дж. Коуторн и У. Б. Форд. "Популяционная биология Абалоне (виды Haliotis) в Тасмании. I. Blacklip Abalone (H. rubra) с Северного побережья и островов пролива Басс ". Деление морского рыболовства, технический доклад № 48, 1994 год.

[4] Waugh, S. «Extending and Benchmarking Cascade-Correlation: Extensions to the Cascade-Correlation Architecture and Benchmarking of Feed-Forward Supervied Neural Networds». Тасманийский университет, кафедра компьютерных наук, 1995 год.

[5] Лихман, M. UCI Machine Learning Repository. Irvine, CA: University of California, School of Information and Computer Science, 2013. http://archive.ics.uci.edu/ml.

Введенный в R2020a