【问题标题】:statsmodels: specifying non-linear regression models using patsystatsmodels:使用 patsy 指定非线性回归模型
【发布时间】:2013-05-15 23:22:36
【问题描述】:

我正在尝试使用 statsmodles 计算非线性回归模型。特别是我在学习 patsy 语法时遇到了问题。

是否有任何教程或示例如何使用 patsy 语法制定非线性模型?

具体来说,如何使用 patsy 指定此示例中的非线性模型 (http://statsmodels.sourceforge.net/devel/examples/generated/example_ols.html)?

非常感谢您

安迪

【问题讨论】:

    标签: python regression statsmodels


    【解决方案1】:

    Patsy 对于拟合一般非线性模型并不是很有用,但您链接到的页面上的模型是一种特殊的非线性模型——它们使用的是 线性模型拟合方法(OLS),并将其应用于基本变量的非线性变换。一个标准且非常有用的技巧是组合同一变量的多个非线性变换,以便有效地拟合更一般的曲线。为此,patsy 非常有用。

    你真正想知道的是如何在 patsy 中表达变量转换。这很容易。 patsy 的工作方式,给定一个像 "x1 + x2:x3" 这样的公式字符串,它会扫描并解释特殊的 patsy 运算符,如 +:,然后是剩下的东西(x1x2、@987654326 @) 被解释为任意 python 代码。所以你也可以写"np.sin(x1) + np.log(x2):x3" 或其他什么。

    唯一需要注意的是,如果你想编写一个使用与 patsy 运算符冲突的 python 运算符的转换。就像,如果你想在你的转换中使用+**,那么你必须小心确保 patsy 不会自己解释它们,并将它们留给 python。这里的诀窍是 patsy 将忽略出现在函数调用中的任何运算符(或 patsy 不理解的其他复杂 python 表达式,但主要是函数调用)。因此,如果您编写 "x1 + np.log(x2 + x3)",那么 patsy 会将其视为两个预测变量,x1np.log(x2 + x3)——您可以看到它解释了第一个 +,但它让第二个单独让 python 解释。

    但是,如果您想将两个变量加在一起并将它们用作预测变量,而不使用日志,该怎么办?好吧,据我们所知,我们可以想出一个简单的技巧:我们可以定义一个只返回其输入的函数(identity 函数),然后调用它,例如:"x1 + I(x2 + x3)"。现在对 I(...) 的函数调用将阻止 patsy 看到第二个 +,但是当我们实际评估术语时,I(x2 + x3) 将与 x2 加上 x3 相同。

    还有帮助的是,patsy 自动提供了一个名为 I() 的函数,它的工作原理是这样的,它始终可以使用。

    现在您知道了重现该页面上的示例所需知道的一切。对于第一个,公式是"x + I(x**2)"。第二个,公式是"x + np.sin(x) + I((x - 5)**2)"

    对于最后一个示例,最简单的方法是使用 patsy 内置的分类编码支持:"x + C(groups)"。 (这里的C 是另一个特殊的内置函数,它可以让我们调整分类数据的编码方式。这里我们只是用它来告诉 patsy 即使groups 看起来像一个数字向量——它的值是 0, 1, 2 -- 实际上我们应该将其视为分类,每个值代表不同的组。然后 patsy 应用其默认分类编码)

    【讨论】:

    • 我们可以使用恒等函数创建一个虚拟或交互吗?我可以构造一个像 $I(x1 * (x2=='USA'))$ 这样的术语吗?
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