使用测试数据进行统计测试

如果我使用两种方法(神经网络和K近邻)并使用caret包,然后我想进行显著性测试,如何进行wilcoxon测试?

我提供了我的数据样本如下

structure(list(Input = c(25, 193, 70, 40), Output = c(150, 98,         27, 60), Inquiry = c(75, 70, 0, 20), File = c(60, 36, 12, 12),         FPAdj = c(1, 1, 0.8, 1.15), RawFPcounts = c(1750, 1902, 535,         660), AdjFP = c(1750, 1902, 428, 759), Effort = c(102.4,         105.2, 11.1, 21.1)), row.names = c(NA, 4L), class = "data.frame")    d=readARFF("albrecht.arff")     index <- createDataPartition(d$Effort, p = .70,list = FALSE)    tr <- d[index, ]    ts <- d[-index, ]     boot <- trainControl(method = "repeatedcv", number=100)         cart1 <- train(log10(Effort) ~ ., data = tr,                        method = "knn",                        metric = "MAE",                        preProc = c("center", "scale", "nzv"),                        trControl = boot)           postResample(predict(cart1, ts), log10(ts$Effort))           cart2 <- train(log10(Effort) ~ ., data = tr,                          method = "knn",                          metric = "MAE",                          preProc = c("center", "scale", "nzv"),                          trControl = boot)           postResample(predict(cart2, ts), log10(ts$Effort))

如何在此处执行wilcox.test()

    此致敬礼

回答:

解决您的问题的一种方法是为K近邻和神经网络生成多个性能值,然后使用统计测试进行比较。这可以通过嵌套重采样来实现。

在嵌套重采样中,您会多次进行训练/测试拆分,并在每个测试集上评估模型。

例如,我们使用BostonHousing数据集:

library(caret)library(mlbench)data(BostonHousing)

为了简化示例,我们只选择数值列:

d <- BostonHousing[,sapply(BostonHousing, is.numeric)]

据我所知,caret包中没有开箱即用的嵌套交叉验证功能,因此需要一个简单的包装器:

生成嵌套交叉验证的外部折叠:

outer_folds <- createFolds(d$medv, k = 5)

让我们使用引导重采样作为内部重采样循环来调整超参数:

boot <- trainControl(method = "boot",                     number = 100)

现在循环遍历外部折叠,使用训练集进行超参数优化,并在测试集上进行预测:

CV_knn <- lapply(outer_folds, function(index){  tr <- d[-index, ]  ts <- d[index,]    cart1 <- train(medv ~ ., data = tr,                 method = "knn",                 metric = "MAE",                 preProc = c("center", "scale", "nzv"),                 trControl = boot,                 tuneLength = 10) #为了简短,我们只探测10个超参数组合    postResample(predict(cart1, ts), ts$medv)})

从结果中提取仅MAE值:

sapply(CV_knn, function(x) x[3]) -> CV_knn_MAECV_knn_MAE#outputFold1.MAE Fold2.MAE Fold3.MAE Fold4.MAE Fold5.MAE  2.503333  2.587059  2.031200  2.475644  2.607885 

对glmnet学习器也执行同样的操作:

CV_glmnet <- lapply(outer_folds, function(index){  tr <- d[-index, ]  ts <- d[index,]    cart1 <- train(medv ~ ., data = tr,                 method = "glmnet",                 metric = "MAE",                 preProc = c("center", "scale", "nzv"),                 trControl = boot,                 tuneLength = 10)    postResample(predict(cart1, ts), ts$medv)})sapply(CV_glmnet, function(x) x[3]) -> CV_glmnet_MAECV_glmnet_MAE#outputFold1.MAE Fold2.MAE Fold3.MAE Fold4.MAE Fold5.MAE  3.400559  3.383317  2.830140  3.605266  3.525224

现在使用wilcox.test比较这两个算法。由于两个学习器的性能是使用相同的数据拆分生成的,因此配对测试是合适的:

wilcox.test(CV_knn_MAE,            CV_glmnet_MAE,            paired = TRUE)

如果要比较两个以上的算法,可以使用friedman.test

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