Скачиваний:
8
Добавлен:
04.09.2023
Размер:
2.59 Mб
Скачать

2. РЕШЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКОГО УРАВНЕНИЯ

− λ = 0 – характеристическое уравнение.

λ , = 1, 2, … , – собственные значения матрицы .

( ) = T = Tλ = λ .

Ковариационная матрица главных компонент (1), (2), … , ( ) будет иметь вид диагональной матрицы

1

0

0

= …

… .

 

 

 

0

0

 

Преобразование, с помощью которого осуществляется переход от исходных компонент

к главным компонентам

( = T) , ортогонально, исходные переменные

(1), (2), … , ( ) можно выразить через главные компоненты:

= 1 (1) + 2 (2) + + ( ) (в матричной записи = ).

Метод главных компонент

7

3. ПЕРЕХОД К НОВЫМ ПЕРЕМЕННЫМ

Ортогональное преобразование = T оставляет инвариантной обобщенную дисперсию, а также сумму дисперсий компонент исходного вектора

(1) + (2) + + ( ) = λ1 + λ2 + + λ = (1) + (2) + + ( ).

Анализ изменения относительной доли дисперсии:

= (1)+ (2)+ + ( ′) = λ12+ +λ , (1 ),(1)+ (2)+ + ( ) λ12+ +λ

вносимой первыми главными компонентами.

Определяется число компонент, которое целесообразно сохранить.

Метод главных компонент

8

Константин Болсунов, Евгения Семенова

АВТОМАТИЗАЦИЯ БИОМЕДИЦИНСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Модуль 4. Автоматизация анализа биомедицинских сигналов и данных Блок 2. Дисперсионный анализ

ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ

Дисперсионный анализ – это статистический метод оценки связи между факторными и результативным признаками в различных группах, отобранный случайным образом и основанный на определении различий значений признаков.

 

Выборки

 

 

 

Виды дисперсионного

 

 

 

 

 

анализа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зависимые

 

Независимые

 

Однофакторный

 

Многофакторный

 

 

 

 

 

 

 

Признаки:

Факторные признаки – признаки, влияющие на изучаемое явление.

Результативные признаки – признаки, изменяющиеся под влиянием факторных признаков.

Дисперсионный анализ

16

УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ ДИСПЕРСИОННОГО АНАЛИЗА

1.Задача исследования – определение силы влияния одного фактора на результат или определение силы совместного влияния различных факторов.

2.Изучаемые факторы независимы между собой.

3.Подбор групп для исследования проводится рандомизированно.

4.Можно применять как количественные, так и качественные признаки.

Необходимое условие применения однофакторного дисперсионного анализа:

a) Нормальность распределения анализируемых групп или соответствие выборочных групп генеральным совокупностям с нормальным распределением.

b) Независимость (не связанность) распределения наблюдений в группах. c) Наличие частоты (повторность) наблюдений.

Дисперсионный анализ

17

ЭТАПЫ ДИСПЕРСИОННОГО АНАЛИЗА

НЕ

ИСПОЛЬЗОВАТЬ

1.Определение зависимой и независимой переменных;

2.Разложение полной дисперсии;

3.Измерение эффектов;

4.Проверка значимости;

5.Интерпретация результатов.

Дисперсионный анализ

4

ЭТАП 1 И ЭТАП 2

Этап 1. Определение зависимой и независимой переменных

Пусть – зависимая переменная, а – независимая переменная, имеющая категорий. Для каждой группы существует наблюдений .

Размер общей выборки = × .

Этап 2. Разложение полной дисперсии

Полную вариацию можно разложить на два компонента:

(межгрупповая вариация – вариация между категориями переменной );

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ошибки (внутригрупповая вариация – вариация внутри каждой группы );

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

+

 

,

 

 

 

 

 

где

= σ

σ

( − ) ;

 

 

 

 

ошибки

 

= σ

σ

(

− ) ;

= σ

 

(

− ) ;

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

=1

=1

 

 

 

=1

 

 

ошибки

=1

=1

 

 

 

– среднее для всей выборки; – среднее для группы ; – наблюдение в группе.

Дисперсионный анализ

19

ЭТАП 3 И ЭТАП 4

Этап 3. Измерение эффекта

ŋ2 = – корреляционное отношение, ŋ2 изменяется от 0 до 1.

Этап 4. Проверка значимости

0: 1 = 2 = = с

 

 

/( − 1)

 

 

=

 

 

 

 

=

 

 

 

/( − с)

 

 

ошибки

 

 

 

ошибки

Дисперсионный анализ

20

НЕ

ИСПОЛЬЗОВАТЬ

ЭТАП 5. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ

Если нулевую гипотезу о равенстве групповых средних не отклоняют, то независимая переменная не оказывает статистически значимого влияния на зависимую переменную.

Если 0 отклоняют, то эффект независимой переменой на зависимую трактуется как статистически значимый.

Дисперсионный анализ

7

ПРИМЕР

б

 

 

Показатель

Нулевая

 

Коэффициент

 

 

гипотеза

 

детерминации

 

 

 

 

 

 

 

Возраст

 

 

 

 

10: 10: 90

 

0,39

 

 

10: 5: 85

 

0,46

 

 

10: 1: 84

 

0,14

 

 

 

Надчревный угол

 

 

 

 

40: 10: 130

 

0,38

 

 

40: 20: 140

 

0,48

 

 

30: 20: 130

+

 

 

 

(40: 80): (80: 100): (100: 140)

 

0,65

 

 

(40: 85): (85: 95): (95: 140)

+

 

 

 

7-8

межреберье, мм

 

 

 

5: 5: 30

+

 

 

 

8-9

межреберье, мм

 

a

 

 

 

10: 5: 40

+

 

 

 

10: 10: 40

+

 

 

 

 

 

 

9-10

межреберье, мм

 

 

 

10: 5: 55

+

 

 

 

10: 10: 60

+

 

Дисперсионный анализ

22