2012年4月24日火曜日

非線形回帰予測の信頼区間 - MATLAB


構文

[ypred,delta] = nlpredci(modelfun,x,beta,resid,'covar',sigma)
[ypred,delta] = nlpredci(modelfun,x,beta,resid,'jacobian',J)
[...] = nlpredci(...,param1,val1,param2,val2,...)

説明

[ypred,delta] = nlpredci(modelfun,x,beta,resid,'covar',sigma) は、入力値 x のとき modelfun で定義された非線形回帰モデルに対する、予測値 ypred と 95% の信頼区間の半値幅 delta を返します。modelfun は、係数ベクトルと配列 x の 2 つの引数を受け入れて、近似した y 値のベクトルを返す、@ を使用して指定される関数ハンドルです。nlpredci を呼び出す前に、非線形最小二乗で modelfun を近似するために nlinfit を使用し、推定された係数値 beta、残差 resid、および推定された係数の共分散行列 sigma を取得します。


大きなカイ二乗値がどのような意味ですか

[ypred,delta] = nlpredci(modelfun,x,beta,resid,'jacobian',J) も、95% の信頼区間を計算する構文です。J は、nlinfit で計算されるヤコビです。nlinfit'robust' オプションを使用する場合は、'jacobian' の入力ではなく、'covar' の入力を使用して、必要な sigma パラメーターがロバスト近似を考慮するようにします。

[...] = nlpredci(...,param1,val1,param2,val2,...) は、オプション パラメーターの名前と値のペアを受け入れます。

パラメーター
'alpha'

100(1-alpha)% の信頼レベルを指定する 0 ~ 1 の値。既定値は 0.05 です。


誰が世界で最初のマップを作成
'mse'

nlinfit で返される平均 2 乗誤差。nlinfit でロバスト オプションを使用する場合は、新規の観測を予測する必要があります ('predopt' を参照)。それ以外の場合は、'mse' は残差から計算され、ロバスト近似を考慮しません。

'predopt'

x で推定される曲線 (関数値) に対する信頼区間を計算する場合は 'curve' (既定値)、x で新規の観測の予測区間を計算する場合は 'observation' です。nlinfit でロバスト オプションを使用した後、'observation' を指定した場合、平均 2 乗誤差のロバスト推定を指定するため 'mse' パラメーターを指定しなければなりません。

'simopt'

同時区間の場合は 'on'、非同時区間の場合は 'off' (既定値) です。

nlpredci は、resid または JNaN を欠損値として処理し、対応する観測を無視します。


ゼオライトは何ですか

信頼区間の計算は、resid の長さが beta の長さを超え、Jbeta で列フルランクをもつシステムに対して有効です。J が悪条件の場合、予測区間と信頼区間は不正確になる可能性があります。

指数関数的減衰への近似

次の形式のモデルを近似させたいデータがあるとします。

yi = a1 + a2exp(–a3xi) + εi.

ここで、ai は推定するパラメーター、xi はデータ ポイント、yi は応答、および εi はノイズ項です。

  1. このモデルを表す関数ハンドルを記述します。

    mdl = @(a,x)(a(1) + a(2)*exp(-a(3)*x));
  2. パラメーター a = [1;3;2]、パラメーター 2 で指数分布した x データ ポイント、および標準偏差 0.1 で正規分布したノイズで合成されたデータを生成します。


    rng(9845,'twister') % for reproducibility a = [1;3;2]; x = exprnd(2,100,1); epsn = normrnd(0,0.1,100,1); y = mdl(a,x) + epsn;
  3. 任意の推定 a0 = [2;2;2] から始まるデータにモデルを近似します。

    a0 = [2;2;2]; [ahat,r,J,cov,mse] = nlinfit(x,y,mdl,a0); ahat  ahat =     1.0153     3.0229     2.1070
  4. x の平均には、<yhat の平均に関する 95% の信頼区間とともに予測応答 yhat を求めます。


    [ypred dlt] = nlpredci(mdl,mean(x),ahat,r,'Covar',cov)  ypred =     1.0669  dlt =     0.0231

    ypred に関する 95% の信頼区間は次のとおりです。

    [ypred-dlt,ypred+dlt]  ans =     1.0438    1.0900

参考

nlinfit | nlparci



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