Факторный анализ
factoran
вычисляет оценку наибольшего правдоподобия (MLE) матрицы факторных нагрузок Λ в модели факторного анализа
где x является вектором из наблюдаемых переменных, μ является постоянным вектором из средних значений, Λ является постоянный d
- m
матрица факторных нагрузок, f является вектором из независимых, стандартизированных общих множителей, и e является вектором из независимых специфических факторов. x, μ и e у каждого есть длина d
. f имеет длину m
.
В качестве альтернативы модель факторного анализа может быть задана как
где d
- d
диагональная матрица определенных отклонений.
Для использования factoran
и его отношение к pca
, смотрите Выполняют Факторный анализ Классов Экзамена.
___ = factoran(
изменяет подгонку модели и выходные параметры с помощью одного или нескольких аргументов пары "имя-значение", для любых выходных аргументов в предыдущих синтаксисах. Например, можно указать что X
,m
,Name,Value
)X
данные являются ковариационной матрицей.
Создайте некоторые псевдослучайные необработанные данные.
rng default % For reproducibility n = 100; X1 = 5 + 3*rand(n,1); % Factor 1 X2 = 20 - 5*rand(n,1); % Factor 2
Создайте шесть векторов данных из необработанных данных и добавьте случайный шум.
Y1 = 2*X1 + 3*X2 + randn(n,1); Y2 = 4*X1 + X2 + 2*randn(n,1); Y3 = X1 - X2 + 3*randn(n,1); Y4 = -2*X1 + 4*X2 + 4*randn(n,1); Y5 = 3*(X1 + X2) + 5*randn(n,1); Y6 = X1 - X2/2 + 6*randn(n,1);
Создайте матрицу данных из векторов данных.
X = [Y1,Y2,Y3,Y4,Y5,Y6];
Извлеките эти два фактора из матрицы зашумленных данных X
использование factoran
. Отобразите выводы.
m = 2; [lambda,psi,T,stats,F] = factoran(X,m); disp(lambda)
0.8666 0.4828 0.8688 -0.0998 -0.0131 -0.5412 0.2150 0.8458 0.7040 0.2678 -0.0806 -0.2883
disp(psi)
0.0159 0.2352 0.7070 0.2385 0.4327 0.9104
disp(T)
0.8728 0.4880 0.4880 -0.8728
disp(stats)
loglike: -0.0531 dfe: 4 chisq: 5.0335 p: 0.2839
disp(F(1:10,:))
1.8845 -0.6568 -0.1714 -0.8113 -1.0534 2.0743 1.0390 -1.1784 0.4309 0.9907 -1.1823 0.6570 -0.2129 1.1898 -0.0844 -0.7421 0.5854 -1.1379 0.8279 -1.9624
Просмотрите корреляционную матрицу данных.
corrX = corr(X)
corrX = 6×6
1.0000 0.7047 -0.2710 0.5947 0.7391 -0.2126
0.7047 1.0000 0.0203 0.1032 0.5876 0.0289
-0.2710 0.0203 1.0000 -0.4793 -0.1495 0.1450
0.5947 0.1032 -0.4793 1.0000 0.3752 -0.2134
0.7391 0.5876 -0.1495 0.3752 1.0000 -0.2030
-0.2126 0.0289 0.1450 -0.2134 -0.2030 1.0000
Сравните corrX
к его соответствующим значениям, возвращенным factoran
, lambda*lambda' + diag(psi)
.
C0 = lambda*lambda' + diag(psi)
C0 = 6×6
1.0000 0.7047 -0.2726 0.5946 0.7394 -0.2091
0.7047 1.0000 0.0426 0.1023 0.5849 -0.0413
-0.2726 0.0426 1.0000 -0.4605 -0.1542 0.1571
0.5946 0.1023 -0.4605 1.0000 0.3779 -0.2611
0.7394 0.5849 -0.1542 0.3779 1.0000 -0.1340
-0.2091 -0.0413 0.1571 -0.2611 -0.1340 1.0000
factoran
получает lambda
и psi
это соответствует тесно корреляционной матрице исходных данных.
Просмотрите результаты, не используя вращение.
[lambda,psi,T,stats,F] = factoran(X,m,'Rotate','none'); disp(lambda)
0.9920 0.0015 0.7096 0.5111 -0.2755 0.4659 0.6004 -0.6333 0.7452 0.1098 -0.2111 0.2123
disp(psi)
0.0159 0.2352 0.7070 0.2385 0.4327 0.9104
disp(T)
1 0 0 1
disp(stats)
loglike: -0.0531 dfe: 4 chisq: 5.0335 p: 0.2839
disp(F(1:10,:))
1.3243 1.4929 -0.5456 0.6245 0.0928 -2.3246 0.3318 1.5356 0.8596 -0.6544 -0.7114 -1.1504 0.3947 -1.1424 -0.4358 0.6065 -0.0444 1.2789 -0.2350 2.1169
Вычислите факторы с помощью только ковариационную матрицу X
.
X2 = cov(X); [lambda2,psi2,T2,stats2] = factoran(X2,m,'Xtype','covariance','Nobs',n)
lambda2 = 6×2
0.8666 0.4828
0.8688 -0.0998
-0.0131 -0.5412
0.2150 0.8458
0.7040 0.2678
-0.0806 -0.2883
psi2 = 6×1
0.0159
0.2352
0.7070
0.2385
0.4327
0.9104
T2 = 2×2
0.8728 0.4880
0.4880 -0.8728
stats2 = struct with fields:
loglike: -0.0531
dfe: 4
chisq: 5.0335
p: 0.2839
Результаты эквивалентны с необработанными данными, кроме factoran
не может вычислить факторную матрицу баллов F
для данных о ковариации.
Загрузите выборочные данные.
load carbig
Задайте переменную матрицу.
X = [Acceleration Displacement Horsepower MPG Weight]; X = X(all(~isnan(X),2),:);
Оцените факторные нагрузки с помощью минимального предсказания среднеквадратической ошибки для факторного анализа с двумя общими множителями.
[Lambda,Psi,T,stats,F] = factoran(X,2,'Scores','regression'); inv(T'*T); % Estimated correlation matrix of F, == eye(2) Lambda*Lambda' + diag(Psi); % Estimated correlation matrix Lambda*inv(T); % Unrotate the loadings F*T'; % Unrotate the factor scores
Создайте побочную сюжетную линию двух факторов.
biplot(Lambda,'LineWidth',2,'MarkerSize',20)
Оцените факторные нагрузки с помощью ковариации (или корреляция) матрица.
[Lambda,Psi,T] = factoran(cov(X),2,'Xtype','covariance')
Lambda = 5×2
-0.2432 -0.8500
0.8773 0.3871
0.7618 0.5930
-0.7978 -0.2786
0.9692 0.2129
Psi = 5×1
0.2184
0.0804
0.0680
0.2859
0.0152
T = 2×2
0.9476 0.3195
0.3195 -0.9476
(Вы могли вместо этого использовать corrcoef(X)
вместо cov(X)
создать данные для factoran
.) Несмотря на то, что оценки являются тем же самым, использование ковариационной матрицы, а не необработанных данных препятствует тому, чтобы вы запросили уровень значения или баллы.
Используйте промакс. вращение.
[Lambda,Psi,T,stats,F] = factoran(X,2,'Rotate','promax','power',4); inv(T'*T) % Estimated correlation of F, no longer eye(2)
ans = 2×2
1.0000 -0.6391
-0.6391 1.0000
Lambda*inv(T'*T)*Lambda'+diag(Psi) % Estimated correlation of X
ans = 5×5
1.0000 -0.5424 -0.6893 0.4309 -0.4167
-0.5424 1.0000 0.8979 -0.8078 0.9328
-0.6893 0.8979 1.0000 -0.7730 0.8647
0.4309 -0.8078 -0.7730 1.0000 -0.8326
-0.4167 0.9328 0.8647 -0.8326 1.0000
Постройте невращаемые переменные с наклонными наложенными осями.
invT = inv(T); Lambda0 = Lambda*invT; figure() line([-invT(1,1) invT(1,1) NaN -invT(2,1) invT(2,1)], ... [-invT(1,2) invT(1,2) NaN -invT(2,2) invT(2,2)], ... 'Color','r','LineWidth',2) grid on hold on biplot(Lambda0,'LineWidth',2,'MarkerSize',20) xlabel('Loadings for unrotated Factor 1') ylabel('Loadings for unrotated Factor 2')
Постройте вращаемые переменные против наклонных осей.
figure() biplot(Lambda,'LineWidth',2,'MarkerSize',20)
X
данныеДанные в виде n
- d
матрица, где каждая строка является наблюдением за d
переменные.
Типы данных: double
m
— Количество общих множителейКоличество общих множителей в виде положительного целого числа.
Пример 3
Типы данных: double
Задайте дополнительные разделенные запятой пары Name,Value
аргументы. Name
имя аргумента и Value
соответствующее значение. Name
должен появиться в кавычках. Вы можете задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке, например: Name1, Value1, ..., NameN, ValueN
.
lambda = factoran(X,m,'Start',10,'Scores','Thomson')
задает, чтобы использовать начальную точку для определенных отклонений 10 и Томсоновский метод для предсказания факторных баллов.Xtype
— Тип входных данных'data'
(значение по умолчанию) | 'covariance'
Тип входных данных X
В виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Xtype'
и одно из следующего:
'data'
X
необработанные данные.
'covariance'
X
положительная определенная ковариация или корреляционная матрица.
Пример: 'Xtype','covariance'
Типы данных: char |
string
Scores
— Метод для предсказания факторных баллов'wls'
или эквивалентный 'Bartlett'
(значение по умолчанию) | 'regression'
или эквивалентный 'Thomson'
Метод для предсказания факторных баллов в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Scores'
и одно из следующего:
'wls'
или эквивалентный 'Bartlett'
— Метод взвешенных наименьших квадратов оценивает обработку F
как зафиксировано
'regression'
или эквивалентный 'Thomson'
— Минимальное предсказание среднеквадратической ошибки, которое эквивалентно гребенчатой регрессии
Пример: 'Scores','regression'
Типы данных: char |
string
Start
— Начальная точка для определенных отклонений psi
в оптимизации наибольшего правдоподобия'Rsquared'
(значение по умолчанию) | 'random'
| положительное целое число | матрица с d
'Строки' Начальная точка для определенных отклонений psi
в оптимизации наибольшего правдоподобия в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Start'
и одно из следующего:
'Rsquared'
— Выбирает стартовый вектор в качестве масштабного коэффициента времена diag(inv(corrcoef(X)))
(значение по умолчанию). Для примеров смотрите Jöreskog [2].
'random'
— Выбирает d
равномерно распределенные значения на интервале [0,1].
Положительное целое число — Выполняет возмущенное количество наибольшего правдоподобия, каждый инициализированный таким же образом как 'random'
. factoran
возвращает подгонку с самой высокой вероятностью.
Матрица с d
строки — Выполняют одно наибольшее правдоподобие, подходящее для каждого столбца заданной матрицы. factoran
инициализирует i
оптимизация th со значениями от i
столбец th.
Пример: 'Start',5
Типы данных: double |
char
| string
Rotate
— Метод раньше вращал факторные нагрузки и баллы'varimax'
(значение по умолчанию) | 'none'
| 'quartimax'
| 'equamax'
| 'parsimax'
| 'orthomax'
| 'promax'
| 'procrustes'
| 'pattern'
| указатель на функциюМетод раньше вращал факторные нагрузки и баллы в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Rotate'
и одно из значений в следующей таблице. Можно управлять вращением путем определения дополнительных аргументов пары "имя-значение" rotatefactors
функция, как описано в таблице. Для получения дополнительной информации смотрите rotatefactors
.
Значение | Описание |
---|---|
| Не выполняет вращения |
| Особый случай |
| Ортогональное вращение, которое максимизирует критерий на основе отклонения загрузок. Используйте |
| Особый случай ортомакс. вращения. Используйте |
| Выполняет любого наклонное вращение (значение по умолчанию) или ортогональное вращение, чтобы лучше всего совпадать с заданной матрицей шаблона. Используйте |
| Выполняет любого наклонное вращение (значение по умолчанию) или ортогональное вращение, чтобы лучше всего совпадать с заданной целевой матрицей в смысле наименьших квадратов. Используйте |
| Выполняет наклонное procrustes вращение к целевой матрице, определенной |
| Особый случай |
| Особый случай |
указатель на функцию | Указатель на функцию к функции вращения формы [B,T] = myrotation(A,...) где Используйте |
Пример: [lambda,psi,T] = factoran(X,m,'Rotate','promax','power',5,'maxit',100)
Типы данных: char |
string
| function_handle
Delta
— Нижняя граница для psi
во время оптимизации наибольшего правдоподобия
(значение по умолчанию) | скаляр между 0 и 1Нижняя граница для psi
аргумент во время оптимизации наибольшего правдоподобия в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'Delta'
и скалярное значение между 0 и 1 (0 <Delta
< 1).
Пример: 0.02
Типы данных: double
OptimOpts
— Опции для оптимизации наибольшего правдоподобия[]
(значение по умолчанию) | структура создается statset
Опции для оптимизации наибольшего правдоподобия в виде разделенной запятой пары, состоящей из 'OptimOpts'
и структура создается statset
. Можно ввести statset('factoran')
для списка опций, которые также описаны в следующей таблице.
Имя поля (statset аргумент) | Значение | Значение {значение по умолчанию} |
---|---|---|
'Display' | Объем информации отображен алгоритмом |
|
MaxFunEvals | Максимальное количество оценок целевой функции позволено | Положительное целое число, {400} |
MaxIter | Максимальное количество итераций позволено | Положительное целое число, {100} |
TolFun | Допуск завершения к значению целевой функции. Решатель останавливается, когда последовательные значения функции меньше | Положительная скалярная величина, {1e-8} |
TolX | Допуск завершения к параметрам. Решатель останавливается, когда последовательные значения параметров меньше | Положительная скалярная величина, {1e-8} |
Пример: statset('Display','iter')
Типы данных: struct
Nobs
— Количество наблюдений раньше оценивало X
lambda
— Факторные нагрузкиФакторные нагрузки, возвращенные как d
- m
матрица. d
количество столбцов матрицы данных X
, и m
второй входной параметр factoran
.
(i,j)
элемент th lambda
коэффициент или загрузка, j
фактор th для i
переменная th. По умолчанию, factoran
вызывает функциональный rotatefactors
вращать предполагаемые факторные нагрузки с помощью 'varimax'
опция. Для получения информации о вращении смотрите Вращение Факторных нагрузок и Баллов.
psi
— Определенные отклоненияОпределенные дисперсии, возвращенные как d
- 1
вектор. d
количество столбцов матрицы данных X
. Записи psi
оценки наибольшего правдоподобия.
T
— Вращение факторных нагрузокВращение факторных нагрузок, возвращенное как m
- m
матрица. m
второй входной параметр factoran
. Для получения информации о вращении смотрите Вращение Факторных нагрузок и Баллов.
stats
— Информация об общих множителяхИнформация об общих множителях, возвращенных как структура. stats
содержит информацию, относящуюся к нулевой гипотезе H0, что количеством общих множителей является m
.
stats
содержит следующие поля.
Поле | Описание |
---|---|
loglike | Максимизируемое значение логарифмической правдоподобности |
dfe | Ошибочные степени свободы = |
chisq | Аппроксимируйте статистическую величину в квадрате хи для нулевой гипотезы |
p | Уровень значения правильного хвоста для нулевой гипотезы |
factoran
не вычисляет chisq
и p
поля, если dfe
положительно и все определенные оценки отклонения в psi
положительны (см. Случай Хейвуда). Если X
ковариационная матрица, и вы хотите factoran
вычислить chisq
и p
поля, затем необходимо также задать 'Nobs'
аргумент пары "имя-значение".
F
— Факторные баллыФакторные баллы, также названные предсказаниями общих множителей, возвратились как n
- m
матрица. n
количество строк в матрице данных X
, и m
второй входной параметр factoran
.
Примечание
Если X
ковариационная матрица (Xtype
= 'covariance'
), factoran
не может вычислить F
.
factoran
вращает F
использование того же критерия что касается lambda
. Для получения информации о вращении смотрите Вращение Факторных нагрузок и Баллов.
Если элементы psi
равны значению Delta
параметр (то есть, они - по существу нуль), подгонка известна как случай Хейвуда, и интерпретация получившихся оценок проблематична. В частности, может быть несколько локальных максимумов вероятности, каждого с различными оценками загрузок и определенных отклонений. Случаи Хейвуда могут указать на сверхподбор кривой (m
является слишком большим), но может также быть результат underfitting.
Если вы явным образом не задаете вращения с помощью 'Rotate'
аргумент пары "имя-значение", factoran
вращает предполагаемые факторные нагрузки lambda
и факторные баллы F
. Выходная матрица T
используется, чтобы вращать загрузки, то есть, lambda = lambda0*T
, где lambda0
начальная буква (невращаемый) MLE загрузок. T
ортогональная матрица для ортогональных вращений и единичная матрица ни для какого вращения. Инверсия T
известен как первичную матрицу вращения оси, тогда как T
самостоятельно связан со ссылочной матрицей вращения оси. Для ортогональных вращений эти два идентичны.
factoran
вычисляет факторные баллы, которые вращались inv(T')
, то есть, F = F0 * inv(T')
, где F0
содержит невращаемые предсказания. Предполагаемая ковариация F
inv(T'*T)
, который является единичной матрицей для ортогонального или никакого вращения. Вращение факторных нагрузок и баллов является попыткой создать структуру, которую легче интерпретировать в матрице загрузок после оценки наибольшего правдоподобия.
Синтаксис для передачи дополнительных аргументов к пользовательской функции вращения:
[Lambda,Psi,T] = ... factoran(X,2,'Rotate',@myrotation,'UserArgs',1,'two');
[1] Харман, Гарри Гораций. Современный факторный анализ. 3-й Эд. Чикаго: нажатие Чикагского университета, 1976.
[2] Jöreskog, K. G. “Некоторые Вклады в Факторный анализ Наибольшего правдоподобия”. Psychometrika 32, № 4 (декабрь 1967): 443–82. https://doi.org/10.1007/BF02289658
[3] Lawley, D. N. и А. Э. Максвелл. Факторный анализ как статистический метод. 2-й Эд. Нью-Йорк: American Elsevier Publishing Co., 1971.
pcacov
и factoran
не работайте непосредственно над длинными массивами. Вместо этого используйте C = gather(cov(X))
вычислить ковариационную матрицу длинного массива. Затем можно использовать pcacov
или factoran
работать над ковариационной матрицей в оперативной памяти. В качестве альтернативы можно использовать pca
непосредственно на длинном массиве.
Для получения дополнительной информации смотрите Длинные массивы для Данных, которые не помещаются в память.
biplot
| pca
| procrustes
| pcacov
| rotatefactors
| statset
У вас есть модифицированная версия этого примера. Вы хотите открыть этот пример со своими редактированиями?
1. Если смысл перевода понятен, то лучше оставьте как есть и не придирайтесь к словам, синонимам и тому подобному. О вкусах не спорим.
2. Не дополняйте перевод комментариями “от себя”. В исправлении не должно появляться дополнительных смыслов и комментариев, отсутствующих в оригинале. Такие правки не получится интегрировать в алгоритме автоматического перевода.
3. Сохраняйте структуру оригинального текста - например, не разбивайте одно предложение на два.
4. Не имеет смысла однотипное исправление перевода какого-то термина во всех предложениях. Исправляйте только в одном месте. Когда Вашу правку одобрят, это исправление будет алгоритмически распространено и на другие части документации.
5. По иным вопросам, например если надо исправить заблокированное для перевода слово, обратитесь к редакторам через форму технической поддержки.