【R笔记】glm函数报错原因及解析

您所在的位置:网站首页 r语言 logistic拟合 【R笔记】glm函数报错原因及解析

【R笔记】glm函数报错原因及解析

2024-07-12 01:43| 来源: 网络整理| 查看: 265

R语言glm函数学习: 

  【转载时请注明来源】:http://www.cnblogs.com/runner-ljt/

    Ljt

    作为一个初学者,水平有限,欢迎交流指正。

 

glm函数介绍:

glm(formula, family=family.generator, data,control = list(...))

family:每一种响应分布(指数分布族)允许各种关联函数将均值和线性预测器关联起来。

 常用的family:

binomal(link='logit')         ----响应变量服从二项分布,连接函数为logit,即logistic回归

binomal(link='probit')       ----响应变量服从二项分布,连接函数为probit

poisson(link='identity')     ----响应变量服从泊松分布,即泊松回归

 

control:控制算法误差和最大迭代次数

glm.control(epsilon = 1e-8, maxit = 25, trace = FALSE)  

     -----maxit:算法最大迭代次数,改变最大迭代次数:control=list(maxit=100)

 

 

glm函数使用:

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 > > data samp names(data) testdata traindata > lgst summary(lgst)   Call: glm(formula = testdata$species ~ pl, family = binomial(link = "logit"),     data = testdata)   Deviance Residuals:        Min          1Q      Median          3Q         Max  -1.836e-05  -2.110e-08  -2.110e-08   2.110e-08   1.915e-05    Coefficients:             Estimate Std. Error z value Pr(>|z|) (Intercept)   -83.47   88795.25  -0.001    0.999 pl             32.09   32635.99   0.001    0.999   (Dispersion parameter for binomial family taken to be 1)       Null deviance: 1.1085e+02  on 79  degrees of freedom Residual deviance: 1.4102e-09  on 78  degrees of freedom AIC: 4   Number of Fisher Scoring iterations: 25   >

  

注意在使用glm函数就行logistic回归时,出现警告:

Warning messages:1: glm.fit:算法没有聚合 2: glm.fit:拟合機率算出来是数值零或一

同时也可以发现两个系数的P值都为0.999,说明回归系数不显著。

 

 

第一个警告:算法不收敛。     由于在进行logistic回归时,依照极大似然估计原则进行迭代求解回归系数,glm函数默认的最大迭代次数 maxit=25,当数据不太好时,经过25次迭代可能算法 还不收敛,所以可以通过增大迭代次数尝试解决算法不收敛的问题。但是当增大迭代次数后算法仍然不收敛,此时数据就是真的不好了,需要对数据进行奇异值检验等进一步的处理。

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 > > lgst summary(lgst)   Call: glm(formula = testdata$species ~ pl, family = binomial(link = "logit"),     data = testdata, control = list(maxit = 100))   Deviance Residuals:        Min          1Q      Median          3Q         Max  -1.114e-05  -2.110e-08  -2.110e-08   2.110e-08   1.162e-05    Coefficients:              Estimate Std. Error z value Pr(>|z|) (Intercept)    -87.18  146399.32  -0.001        1 pl              33.52   53808.49   0.001        1   (Dispersion parameter for binomial family taken to be 1)       Null deviance: 1.1085e+02  on 79  degrees of freedom Residual deviance: 5.1817e-10  on 78  degrees of freedom AIC: 4   Number of Fisher Scoring iterations: 26   >

  

如上,通过增加迭代次数,解决了第一个警告,此时算法收敛。

但是第二个警告仍然存在,且回归系数P=1,仍然不显著。

 

第二个警告:拟合概率算出来的概率为0或1

首先,这个警告是什么意思?我们先来看看训练样本的logist回归结果,拟合出的每个样本属于'setosa'类的概率为多少?

 

1 2 3 4 5 > >lgstpplot(seq(-2,2,length=80),sort(p),col='blue') >

 

                                         

 

可以看出训练样本为'setosa'类的概率不是几乎为0,就是几乎为1,并不是我们预想中的logistic模型的S型曲线,这就是第二个警告的意思。

 

  那么问题来了,为什么会出现这种情况? (以下内容只是本人参考一些解释的个人理解)

  这种情况的出现可以理解为一种过拟合,由于数据的原因,在回归系数的优化搜索过程中,使得分类的种类属于某一种类(y=1)的线性拟合值趋于大,分类种类为另一   类(y=0)的线性拟合值趋于小。

由于在求解回归系数时,使用的是极大似然估计的原理,即回归系数在搜索过程中使得似然函数极大化:

 

                                                      

 

 

所以在搜索过程中偏向于使得y=1的h(x)趋向于大,而使得y=0的h(x)趋向于小。

 

                                                                

即系数Θ使得 Y=1类的 -ΘTX 趋向于大,使得Y=0类的 -ΘTX 趋向于小。而这样的结果就会导致P(y=1|x;Θ)-->1  ; P(y=0|x;Θ)-->0  .

 

那么问题又来了,什么样的数据会导致这样的过拟合产生呢?

 先来看看上述logistic回归中种类为setosa和versicolor的样本pl值的情况。(横轴代表pl值,为了避免样本pl数据点叠加在一起,增加了一个无关的y值使样本点展开)

                                        

 可以看出两类数据明显的完全线性可分。

故在回归系数搜索过程中只要使得一元线性函数h(x)的斜率的绝对值偏大,就可以实现y=1类的h(x)趋向大,y=0类的h(x)趋向小。

所以当样本数据完全可分时,logistic回归往往会导致过拟合的问题,即出现第二个警告:拟合概率算出来的概率为0或1。

出现了第二个警告后的logistic模型进行预测时往往是不适用的,对于这种线性可分的样本数据,其实直接使用规则判断的方法则简单且适用(如当pl2.5时判断为versicolor类)。

 

以下,对于不完全可分的二维训练数据展示logistic回归过程。

 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 > > data samp names(data) testdata traindata > lgst summary(lgst)   Call: glm(formula = testdata$species ~ sw + pw, family = binomial(link = "logit"),     data = testdata)   Deviance Residuals:      Min        1Q    Median        3Q       Max  -1.82733  -0.16423   0.00429   0.11512   2.12846    Coefficients:             Estimate Std. Error z value Pr(>|z|)    (Intercept)  -12.915      5.021  -2.572   0.0101 *  sw            -3.796      1.760  -2.156   0.0310 *  pw            14.735      3.642   4.046 5.21e-05 *** --- Signif. codes:  0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1   (Dispersion parameter for binomial family taken to be 1)       Null deviance: 110.85  on 79  degrees of freedom Residual deviance:  24.40  on 77  degrees of freedom AIC: 30.4   Number of Fisher Scoring iterations: 7   >#画拟合概率曲线图 > p plot(seq(-2,2,length=80),sort(p),col='blue') > >#画训练样本数据散点图 >a x1 y1 x2 y2 summary(testdata$sw)    Min. 1st Qu.  Median    Mean 3rd Qu.    Max.   2.000   2.700   2.900   2.881   3.100   3.800 > summary(testdata$pw)    Min. 1st Qu.  Median    Mean 3rd Qu.    Max.   1.000   1.300   1.600   1.672   2.000   2.500 > > plot(x1,y1,xlim=c(1.5,4),ylim=c(.05,3),xlab='sw',ylab='pw',col='blue') > points(x2,y2,col='red') > > #画分类边界图,即画h(x)=0.5的图像 > x3 y3 lines(x3,y3)

  

拟合概率曲线图:

(基本上符合logistic模型的S型曲线)

                                                  

 

训练样本散点图及分类边界:

(画logistic回归的分类边界即画曲线h(x)=0.5)

 

                                                 

 

来源: http://www.cnblogs.com/runner-ljt/p/4574275.html

来自为知笔记(Wiz)



【本文地址】


今日新闻


推荐新闻


CopyRight 2018-2019 办公设备维修网 版权所有 豫ICP备15022753号-3