ค้นหา p-value (นัยสำคัญ) ใน scikit-Learn LinearRegression

ฉันจะค้นหา p-value (นัยสำคัญ) ของสัมประสิทธิ์แต่ละตัวได้อย่างไร

lm = sklearn.linear_model.LinearRegression()
lm.fit(x,y)

นี่มันเกินความจริงแล้ว แต่เราจะไปกันเถอะ ก่อนอื่นให้ใช้ statsmodel เพื่อค้นหาว่าค่า p ควรเป็นอย่างไร

import pandas as pd
import numpy as np
from sklearn import datasets, linear_model
from sklearn.linear_model import LinearRegression
import statsmodels.api as sm
from scipy import stats

diabetes = datasets.load_diabetes()
X = diabetes.data
y = diabetes.target

X2 = sm.add_constant(X)
est = sm.OLS(y, X2)
est2 = est.fit()
print(est2.summary())

และเราได้รับ

                         OLS Regression Results                            
==============================================================================
Dep. Variable:                      y   R-squared:                       0.518
Model:                            OLS   Adj. R-squared:                  0.507
Method:                 Least Squares   F-statistic:                     46.27
Date:                Wed, 08 Mar 2017   Prob (F-statistic):           3.83e-62
Time:                        10:08:24   Log-Likelihood:                -2386.0
No. Observations:                 442   AIC:                             4794.
Df Residuals:                     431   BIC:                             4839.
Df Model:                          10                                         
Covariance Type:            nonrobust                                         
==============================================================================
                 coef    std err          t      P>|t|      [0.025      0.975]
------------------------------------------------------------------------------
const        152.1335      2.576     59.061      0.000     147.071     157.196
x1           -10.0122     59.749     -0.168      0.867    -127.448     107.424
x2          -239.8191     61.222     -3.917      0.000    -360.151    -119.488
x3           519.8398     66.534      7.813      0.000     389.069     650.610
x4           324.3904     65.422      4.958      0.000     195.805     452.976
x5          -792.1842    416.684     -1.901      0.058   -1611.169      26.801
x6           476.7458    339.035      1.406      0.160    -189.621    1143.113
x7           101.0446    212.533      0.475      0.635    -316.685     518.774
x8           177.0642    161.476      1.097      0.273    -140.313     494.442
x9           751.2793    171.902      4.370      0.000     413.409    1089.150
x10           67.6254     65.984      1.025      0.306     -62.065     197.316
==============================================================================
Omnibus:                        1.506   Durbin-Watson:                   2.029
Prob(Omnibus):                  0.471   Jarque-Bera (JB):                1.404
Skew:                           0.017   Prob(JB):                        0.496
Kurtosis:                       2.726   Cond. No.                         227.
==============================================================================

ตกลงมาทำซ้ำกัน มันเกินความจริงเพราะเราเกือบทำซ้ำการวิเคราะห์การถดถอยเชิงเส้นโดยใช้เมทริกซ์พีชคณิต แต่สิ่งที่ห่า

lm = LinearRegression()
lm.fit(X,y)
params = np.append(lm.intercept_,lm.coef_)
predictions = lm.predict(X)

newX = pd.DataFrame({"Constant":np.ones(len(X))}).join(pd.DataFrame(X))
MSE = (sum((y-predictions)**2))/(len(newX)-len(newX.columns))

# Note if you don't want to use a DataFrame replace the two lines above with
# newX = np.append(np.ones((len(X),1)), X, axis=1)
# MSE = (sum((y-predictions)**2))/(len(newX)-len(newX[0]))

var_b = MSE*(np.linalg.inv(np.dot(newX.T,newX)).diagonal())
sd_b = np.sqrt(var_b)
ts_b = params/ sd_b

p_values =[2*(1-stats.t.cdf(np.abs(i),(len(newX)-len(newX[0])))) for i in ts_b]

sd_b = np.round(sd_b,3)
ts_b = np.round(ts_b,3)
p_values = np.round(p_values,3)
params = np.round(params,4)

myDF3 = pd.DataFrame()
myDF3["Coefficients"],myDF3["Standard Errors"],myDF3["t values"],myDF3["Probabilities"] = [params,sd_b,ts_b,p_values]
print(myDF3)

และสิ่งนี้ทำให้เรา

    Coefficients  Standard Errors  t values  Probabilities
0       152.1335            2.576    59.061         0.000
1       -10.0122           59.749    -0.168         0.867
2      -239.8191           61.222    -3.917         0.000
3       519.8398           66.534     7.813         0.000
4       324.3904           65.422     4.958         0.000
5      -792.1842          416.684    -1.901         0.058
6       476.7458          339.035     1.406         0.160
7       101.0446          212.533     0.475         0.635
8       177.0642          161.476     1.097         0.273
9       751.2793          171.902     4.370         0.000
10       67.6254           65.984     1.025         0.306

ดังนั้นเราสามารถทำซ้ำค่าจาก statsmodel

LinearRegression ของ scikit-Learn ไม่ได้คำนวณข้อมูลนี้ แต่คุณสามารถขยายชั้นเรียนได้อย่างง่ายดาย:

from sklearn import linear_model
from scipy import stats
import numpy as np


class LinearRegression(linear_model.LinearRegression):
    """
    LinearRegression class after sklearn's, but calculate t-statistics
    and p-values for model coefficients (betas).
    Additional attributes available after .fit()
    are `t` and `p` which are of the shape (y.shape[1], X.shape[1])
    which is (n_features, n_coefs)
    This class sets the intercept to 0 by default, since usually we include it
    in X.
    """

    def __init__(self, *args, **kwargs):
        if not "fit_intercept" in kwargs:
            kwargs['fit_intercept'] = False
        super(LinearRegression, self)\
                .__init__(*args, **kwargs)

    def fit(self, X, y, n_jobs=1):
        self = super(LinearRegression, self).fit(X, y, n_jobs)

        sse = np.sum((self.predict(X) - y) ** 2, axis=0) / float(X.shape[0] - X.shape[1])
        se = np.array([
            np.sqrt(np.diagonal(sse[i] * np.linalg.inv(np.dot(X.T, X))))
                                                    for i in range(sse.shape[0])
                    ])

        self.t = self.coef_ / se
        self.p = 2 * (1 - stats.t.cdf(np.abs(self.t), y.shape[0] - X.shape[1]))
        return self

ขโมยมาจากที่นี่

คุณควรดูที่statsmodelsสำหรับการวิเคราะห์ทางสถิติใน Python

แก้ไข: อาจไม่ใช่วิธีที่เหมาะสมที่จะทำดูความคิดเห็น

คุณสามารถใช้ sklearn.feature_selection.f_regression

คลิกที่นี่สำหรับหน้า scikit เรียนรู้

รหัสในคำตอบของ elyase https://stackoverflow.com/a/27928411/4240413 ใช้งานไม่ได้ โปรดสังเกตว่า sse เป็นสเกลาร์และจากนั้นจะพยายามย้ำผ่านมัน รหัสต่อไปนี้เป็นรุ่นที่แก้ไข ไม่สะอาดอย่างน่าอัศจรรย์ แต่ฉันคิดว่ามันใช้งานได้ไม่มากก็น้อย

class LinearRegression(linear_model.LinearRegression):

    def __init__(self,*args,**kwargs):
        # *args is the list of arguments that might go into the LinearRegression object
        # that we don't know about and don't want to have to deal with. Similarly, **kwargs
        # is a dictionary of key words and values that might also need to go into the orginal
        # LinearRegression object. We put *args and **kwargs so that we don't have to look
        # these up and write them down explicitly here. Nice and easy.

        if not "fit_intercept" in kwargs:
            kwargs['fit_intercept'] = False

        super(LinearRegression,self).__init__(*args,**kwargs)

    # Adding in t-statistics for the coefficients.
    def fit(self,x,y):
        # This takes in numpy arrays (not matrices). Also assumes you are leaving out the column
        # of constants.

        # Not totally sure what 'super' does here and why you redefine self...
        self = super(LinearRegression, self).fit(x,y)
        n, k = x.shape
        yHat = np.matrix(self.predict(x)).T

        # Change X and Y into numpy matricies. x also has a column of ones added to it.
        x = np.hstack((np.ones((n,1)),np.matrix(x)))
        y = np.matrix(y).T

        # Degrees of freedom.
        df = float(n-k-1)

        # Sample variance.     
        sse = np.sum(np.square(yHat - y),axis=0)
        self.sampleVariance = sse/df

        # Sample variance for x.
        self.sampleVarianceX = x.T*x

        # Covariance Matrix = [(s^2)(X'X)^-1]^0.5. (sqrtm = matrix square root.  ugly)
        self.covarianceMatrix = sc.linalg.sqrtm(self.sampleVariance[0,0]*self.sampleVarianceX.I)

        # Standard erros for the difference coefficients: the diagonal elements of the covariance matrix.
        self.se = self.covarianceMatrix.diagonal()[1:]

        # T statistic for each beta.
        self.betasTStat = np.zeros(len(self.se))
        for i in xrange(len(self.se)):
            self.betasTStat[i] = self.coef_[0,i]/self.se[i]

        # P-value for each beta. This is a two sided t-test, since the betas can be 
        # positive or negative.
        self.betasPValue = 1 - t.cdf(abs(self.betasTStat),df)

วิธีง่ายๆในการดึงค่า p คือใช้การถดถอยแบบสถิติ:

import statsmodels.api as sm
mod = sm.OLS(Y,X)
fii = mod.fit()
p_values = fii.summary2().tables[1]['P>|t|']

คุณได้รับชุดของค่า p ที่คุณสามารถจัดการ (ตัวอย่างเช่นเลือกลำดับที่คุณต้องการเก็บไว้โดยประเมินค่า p แต่ละค่า):

p_value เป็นหนึ่งในสถิติ f หากคุณต้องการรับค่าเพียงใช้โค้ดสองสามบรรทัดนี้:

import statsmodels.api as sm
from scipy import stats

diabetes = datasets.load_diabetes()
X = diabetes.data
y = diabetes.target

X2 = sm.add_constant(X)
est = sm.OLS(y, X2)
print(est.fit().f_pvalue)

อาจมีข้อผิดพลาดใน@JARHคำตอบในกรณีของการถดถอยหลายตัวแปร (ฉันไม่มีชื่อเสียงพอที่จะแสดงความคิดเห็น)

ในบรรทัดต่อไปนี้:

p_values =[2*(1-stats.t.cdf(np.abs(i),(len(newX)-1))) for i in ts_b],

t-ค่าดังต่อไปนี้การกระจายไคสแควร์ของการศึกษาระดับปริญญาต่อไปนี้แทนการกระจายไคสแควร์ของการศึกษาระดับปริญญาlen(newX)-1len(newX)-len(newX.columns)-1

ดังนั้นควรเป็น:

p_values =[2*(1-stats.t.cdf(np.abs(i),(len(newX)-len(newX.columns)-1))) for i in ts_b]

(ดูค่า t สำหรับการถดถอย OLSสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม)

คุณสามารถใช้scipyสำหรับค่า p รหัสนี้มาจากเอกสาร scipy

>>> from scipy import stats
>>> import numpy as np
>>> x = np.random.random(10)
>>> y = np.random.random(10)
>>> slope, intercept, r_value, p_value, std_err = stats.linregress(x,y)

สำหรับหนึ่งสายการบินคุณสามารถใช้ฟังก์ชั่นpingouin.linear_regression ( ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: ฉันเป็นผู้สร้าง Pingouin ) ซึ่งทำงานกับการถดถอยแบบ uni / multi-variate โดยใช้อาร์เรย์ NumPy หรือ Pandas DataFrame เช่น:

import pingouin as pg
# Using a Pandas DataFrame `df`:
lm = pg.linear_regression(df[['x', 'z']], df['y'])
# Using a NumPy array:
lm = pg.linear_regression(X, y)

เอาต์พุตเป็น dataframe ที่มีค่าสัมประสิทธิ์เบต้า, ข้อผิดพลาดมาตรฐาน, ค่า T, ค่า p และช่วงความมั่นใจสำหรับตัวทำนายแต่ละตัวรวมถึง R ^ 2 และปรับ R ^ 2 ของความพอดี