Model regresji liniowej, który najlepiej pasuje do danych z błędami

Szukam algorytmu regresji liniowej, który jest najbardziej odpowiedni dla danych, których zmienna niezależna (x) ma stały błąd pomiaru, a zmienna zależna (y) ma błąd zależny od sygnału.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Powyższe zdjęcie ilustruje moje pytanie.

regression linear-model measurement-error measurement użytkownik46178
źródło

Jeśli stała zmienna x ma stały błąd pomiaru, a błędy są używane tylko do względnego ważenia zmiennych, czy ta sytuacja nie jest równoważna z brakiem błędów w x?

pedrofigueira

@pedro Tak nie jest, ponieważ błędy w nie są jedynie wagami w formule. W przypadku regresji błędów zmiennych dopasowania będą się różnić, a szacunki kowariancji parametrów będą się różnić od zwykłej regresji.

x

$x$

whuber

Dziękuję za wyjaśnienie. Czy możesz trochę wyjaśnić, dlaczego tak jest?

pedrofigueira

Błąd pomiaru w zmiennej zależnej

Biorąc pod uwagę ogólny model liniowy z homosckedastic, nie autokorelowany i nieskorelowany z niezależnymi zmiennymi, niech oznacza zmienną „true”, i jego obserwowalna miara. Błąd pomiaru definiuje się jako różnicę Zatem szacowany model to: Ponieważ są zaobserwowano, że możemy oszacować model według OLS. Jeśli błąd pomiaru w jest statystycznie niezależny od każdej zmiennej objaśniającej, wówczas

\begin{matrix} (1) & y = β_{0} + β_{1} x_{1} + \dots + β_{k} x_{k} + ε \end{matrix}

$y=\beta_0+\beta_1 x_1+\cdots+\beta_kx_k+\varepsilon\tag{1}$

ε

$\varepsilon$

y^{*}

$y^*$

y

$y$

e = y - y^{*}

$e=y-y^*$

\begin{matrix} (2) & y = β_{0} + β_{1} x_{1} + \dots + β_{k} x_{k} + e + ε \end{matrix}

$y=\beta_0+\beta_1 x_1+\cdots+\beta_kx_k+e+\varepsilon\tag{2}$

y, x_{1}, \dots, x_{k}

$y,x_1,\dots,x_k$

y

$y$

(e + ε)

$(e+\varepsilon)$ ma takie same właściwości jak i obowiązują zwykłe procedury wnioskowania OLS ( statystyki itp.). Jednak w twoim przypadku oczekiwałbym rosnącej wariancji . Możesz użyć:

ε

$\varepsilon$

t

$t$

e

$e$

estymator najmniejszych kwadratów ważony (np. Kutner i in. , § 11.1 ; Verbeek , §4.3.1-3);
estymator OLS, który jest wciąż bezstronny i spójny, oraz błędy standardowe spójne z heteroskedastycznością, lub po prostu standardowe błędy Wite'a ( Verbeek , §4.3.4).

Błąd pomiaru w zmiennej niezależnej

Biorąc pod uwagę ten sam model liniowy jak powyżej, niech oznacza „prawdziwą” wartość, a jej obserwowalną miarą. Błąd pomiaru wynosi teraz: Istnieją dwie główne sytuacje ( Wooldridge , §4.4.2). $x_k^*$ $x_k$

e_{k} = x_{k} - x_{k}^{*}

$e_k=x_k-x_k^*$

$\text{Cov}(x_k,e_k)=0$ : błąd pomiaru nie jest skorelowany z obserwowaną miarą i dlatego musi być skorelowany z nieobserwowaną zmienną ; pisania i podłączając ten w (1): od i oba są skorelowane ze sobą , w tym , Mierzenie zwiększa wariancję błędu i nie narusza żadnego z założeń OLS; $x^*_k$ $x_k^*=x_k-e_k$
$y = β_{0} + β_{1} x_{1} + \dots + β_{k} x_{k} + (ε - β_{k} e_{k})$ $y=\beta_0+\beta_1x_1+\cdots+\beta_kx_k+(\varepsilon-\beta_ke_k)$ $\varepsilon$ $e$ $x_j$ $x_k$
$\text{Cov}(x^*_k,\eta_k)=0$ : błąd pomiaru jest nieskorelowany z nieobserwowaną zmienną i dlatego musi być skorelowany z zaobserwowaną miarą ; taka korelacja powoduje problemy i regresja OLS na ogólnie daje tendencyjne i niejednoznaczne estymatory. $x_k$ $y$ $x_1,\dots,x_k$

O ile mogę się domyślić, patrząc na twój wykres (błędy wyśrodkowane na „prawdziwych” wartościach zmiennej niezależnej), pierwszy scenariusz mógłby mieć zastosowanie.

Sergio
źródło

Model regresji liniowej, który najlepiej pasuje do danych z błędami

Odpowiedzi: