Pakiety imputacji KNN

14

Szukam pakietu kalkulacyjnego KNN. Patrzyłem na pakiet imputacji ( http://cran.r-project.org/web/packages/imputation/imputation.pdf ), ale z jakiegoś powodu funkcja imputacji KNN (nawet jeśli podąża za przykładem z opisu) wydaje się tylko przypisywać wartości zerowe (jak poniżej). Rozglądałem się, ale nie mogę jeszcze znaleźć czegoś, dlatego zastanawiałem się, czy ktoś ma inne sugestie dotyczące dobrych pakietów przypisujących KNN?

W.

W poniższym kodzie - wartości NA są zastępowane zerami - a nie średnią wartością Knn

require(imputation)
x = matrix(rnorm(100),10,10)
x.missing = x > 1
x[x.missing] = NA
kNNImpute(x, 3)
x
r k-nearest-neighbour data-imputation Wouter
źródło
1
Zgodnie z kodem źródłowym github.com/jeffwong/imputation/blob/master/R/kNN.R , wszelkie wpisy, których nie można przypisać, są ustawiane na zero. Powodem, dla którego widzisz tyle zer, jest to, że algorytm wybrany przez autora pakietu nie może przypisać wartości dla tych wpisów. Może być lepiej rozluźnić algorytm, aby uzyskać rozsądne oszacowania tych wartości.
Flądrowiec
(patrz linie 91-93 kodu w powyższym linku)
Flądrowiec
Miałem to samo pytanie jakiś czas temu, opublikowane na stackoverflow
Alex W
Warto tylko zauważyć: nie ma nadziei, że jakikolwiek model imputacji miałby obiektywną ocenę twoich brakujących danych, które wygenerowałeś (na podstawie tego, jak je upuściłeś). Oczywiście myślę, że bardziej interesuje Cię w kNNImputeogóle praca (a nie dobrze), więc prawdopodobnie nie zależy ci na uprzedzeniach.
Cliff AB
Czy jest jakiś konkretny powód, dla którego chcesz korzystać z KNN? Średnie predykcyjne dopasowanie jest dość podobne i ma wiele optymalnych właściwości.
RayVelcoro,

Odpowiedzi:

10

Możesz także wypróbować następujący pakiet: DMwR .

Nie powiodło się w przypadku 3 NN, dając „Błąd knnImputation (x, k = 3): Niewystarczające pełne przypadki do obliczenia sąsiadów”.

Jednak próba 2 daje.

> knnImputation(x,k=2)
             [,1]       [,2]       [,3]       [,4]       [,5]        [,6]
 [1,] -0.59091360 -1.2698175  0.5556009 -0.1327224 -0.8325065  0.71664000
 [2,] -1.27255074 -0.7853602  0.7261897  0.2969900  0.2969556 -0.44612831
 [3,]  0.55473981  0.4748735  0.5158498 -0.9493917 -1.5187722 -0.99377854
 [4,] -0.47797654  0.1647818  0.6167311 -0.5149731  0.5240514 -0.46027809
 [5,] -1.08767831 -0.3785608  0.6659499 -0.7223724 -0.9512409 -1.60547053
 [6,] -0.06153279  0.9486815 -0.5464601  0.1544475  0.2835521 -0.82250221
 [7,] -0.82536029 -0.2906253 -3.0284281 -0.8473210  0.7985286 -0.09751927
 [8,] -1.15366189  0.5341000 -1.0109258 -1.5900281  0.2742328  0.29039928
 [9,] -1.49504465 -0.5419533  0.5766574 -1.2412777 -1.4089572 -0.71069839
[10,] -0.35935440 -0.2622265  0.4048126 -2.0869817  0.2682486  0.16904559
             [,7]       [,8]        [,9]      [,10]
 [1,]  0.58027159 -1.0669137  0.48670802  0.5824858
 [2,] -0.48314440 -1.0532693 -0.34030385 -1.1041681
 [3,] -2.81996446  0.3191438 -0.48117020 -0.0352633
 [4,] -0.55080515 -1.0620243 -0.51383557  0.3161907
 [5,] -0.56808769 -0.3696951  0.35549191  0.3202675
 [6,] -0.25043479 -1.0389393  0.07810902  0.5251606
 [7,] -0.41667318  0.8809541 -0.04613332 -1.1586756
 [8,] -0.06898363 -1.0736161  0.62698065 -1.0373835
 [9,]  0.30051583 -0.2936140  0.31417921 -1.4155193
[10,] -0.68180034 -1.0789745  0.58290920 -1.0197956

Możesz sprawdzić, czy obserwacje są wystarczające, używając complete.cases (x), gdzie wartość ta musi wynosić co najmniej k.

Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest rozluźnienie wymagań (tj. Mniej niekompletnych wierszy), o 1) zwiększenie progu NA lub, alternatywnie, 2) zwiększenie liczby obserwacji.

Oto pierwszy:

> x = matrix(rnorm(100),10,10)
> x.missing = x > 2
> x[x.missing] = NA
> complete.cases(x)
 [1]  TRUE  TRUE  TRUE FALSE FALSE  TRUE  TRUE  TRUE  TRUE  TRUE
> knnImputation(x,k=3)
             [,1]       [,2]       [,3]       [,4]        [,5]       [,6]       [,7]        [,8]        [,9]       [,10]
 [1,]  0.86882569 -0.2409922  0.3859031  0.5818927 -1.50310330  0.8752261 -0.5173105 -2.18244988 -0.28817656 -0.63941237
 [2,]  1.54114079  0.7227511  0.7856277  0.8512048 -1.32442954 -2.1668744  0.7017532 -0.40086348 -0.41251883  0.42924986
 [3,]  0.60062917 -0.5955623  0.6192783 -0.3836310  0.06871570  1.7804657  0.5965411 -1.62625036  1.27706937  0.72860273
 [4,] -0.07328279 -0.1738157  1.4965579 -1.1686115 -0.06954318 -1.0171604 -0.3283916  0.63493884  0.72039689 -0.20889111
 [5,]  0.78747874 -0.8607320  0.4828322  0.6558960 -0.22064430  0.2001473  0.7725701  0.06155196  0.09011719 -1.01902968
 [6,]  0.17988720 -0.8520000 -0.5911523  1.8100573 -0.56108621  0.0151522 -0.2484345 -0.80695513 -0.18532984 -1.75115335
 [7,]  1.03943492  0.4880532 -2.7588922 -0.1336166 -1.28424057  1.2871333  0.7595750 -0.55615677 -1.67765572 -0.05440992
 [8,]  1.12394474  1.4890366 -1.6034648 -1.4315445 -0.23052386 -0.3536677 -0.8694188 -0.53689507 -1.11510406 -1.39108817
 [9,] -0.30393916  0.6216156  0.1559639  1.2297105 -0.29439390  1.8224512 -0.4457441 -0.32814665  0.55487894 -0.22602598
[10,]  1.18424722 -0.1816049 -2.2975095 -0.7537477  0.86647524 -0.8710603  0.3351710 -0.79632184 -0.56254688 -0.77449398
> x
             [,1]       [,2]       [,3]       [,4]       [,5]       [,6]       [,7]        [,8]        [,9]       [,10]
 [1,]  0.86882569 -0.2409922  0.3859031  0.5818927 -1.5031033  0.8752261 -0.5173105 -2.18244988 -0.28817656 -0.63941237
 [2,]  1.54114079  0.7227511  0.7856277  0.8512048 -1.3244295 -2.1668744  0.7017532 -0.40086348 -0.41251883  0.42924986
 [3,]  0.60062917 -0.5955623  0.6192783 -0.3836310  0.0687157  1.7804657  0.5965411 -1.62625036  1.27706937  0.72860273
 [4,] -0.07328279 -0.1738157  1.4965579 -1.1686115         NA -1.0171604 -0.3283916  0.63493884  0.72039689 -0.20889111
 [5,]  0.78747874 -0.8607320  0.4828322         NA -0.2206443  0.2001473  0.7725701  0.06155196  0.09011719 -1.01902968
 [6,]  0.17988720 -0.8520000 -0.5911523  1.8100573 -0.5610862  0.0151522 -0.2484345 -0.80695513 -0.18532984 -1.75115335
 [7,]  1.03943492  0.4880532 -2.7588922 -0.1336166 -1.2842406  1.2871333  0.7595750 -0.55615677 -1.67765572 -0.05440992
 [8,]  1.12394474  1.4890366 -1.6034648 -1.4315445 -0.2305239 -0.3536677 -0.8694188 -0.53689507 -1.11510406 -1.39108817
 [9,] -0.30393916  0.6216156  0.1559639  1.2297105 -0.2943939  1.8224512 -0.4457441 -0.32814665  0.55487894 -0.22602598
[10,]  1.18424722 -0.1816049 -2.2975095 -0.7537477  0.8664752 -0.8710603  0.3351710 -0.79632184 -0.56254688 -0.77449398

oto przykład drugiego ...

x = matrix(rnorm(1000),100,10)
x.missing = x > 1
x[x.missing] = NA

complete.cases(x)

  [1]  TRUE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE
 [22] FALSE FALSE  TRUE FALSE  TRUE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
 [43]  TRUE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE  TRUE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
 [64] FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE
 [85] FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE  TRUE FALSE

Spełnione jest co najmniej k = 3 pełne rzędy, dlatego można przypisać k = 3.

> head(knnImputation(x,k=3))
            [,1]       [,2]       [,3]       [,4]       [,5]       [,6]       [,7]       [,8]        [,9]       [,10]
[1,]  0.01817557 -2.8141502  0.3929944  0.1495092 -1.7218396  0.4159133 -0.8438809  0.6599224 -0.02451113 -1.14541016
[2,]  0.51969964 -0.4976021 -0.1495392 -0.6448184 -0.6066386 -1.6210476 -0.3118440  0.2477855 -0.30986749  0.32424673
...
poklepać
źródło
5 
require(imputation)
x = matrix(rnorm(100),10,10)
x.missing = x > 1
x[x.missing] = NA
y <- kNNImpute(x, 3)

attributes(y)

$names
[1] "x"              "missing.matrix"

y$x

> x (oryginalna matryca)

             [,1]        [,2]       [,3]       [,4]        [,5]        [,6]        [,7]
 [1,]  0.38515909  0.52661156  0.6164138  0.3095225  0.55909716 -1.16543168 -0.70714440
 [2,] -0.39222402 -1.29703536  0.4429824 -1.3950116          NA -0.46841443 -0.57563472
 [3,] -2.04467869 -0.52022405         NA  0.7219057 -0.93573417 -1.51490638  0.62356689
 [4,] -1.08684345  0.63083074         NA  0.5603603  0.48583414          NA -0.69447183
 [5,]  0.30116921  0.25127476 -0.2132160         NA -1.63484823 -0.58266488  0.34432576
 [6,]  0.82152305 -0.12900915 -1.8498997  0.8012059          NA -0.14987133 -1.11232289
 [7,]  0.27912763 -0.68923032 -0.2355762 -0.2541675 -0.14181344 -0.08519797  0.13061823
 [8,]  0.06653984 -0.87521539 -0.0980306 -0.4350224  0.05021324 -1.66963624 -0.09204772
 [9,]  0.12687240 -0.62717646 -0.1258722         NA -0.86913445  0.68365036          NA
[10,]  0.56680502  0.03318012  0.1411861  0.6573134 -0.14747073          NA -1.37949278
             [,8]        [,9]       [,10]
 [1,] -2.67066748          NA -0.64370528
 [2,] -1.26864936 -1.95692064  0.28917897
 [3,] -0.27816124 -0.20332695 -1.29456054
 [4,] -1.10917662 -0.59598910 -0.32475962
 [5,] -0.15448822  0.71667444 -1.60827152
 [6,] -0.66691445  0.05396037  0.04074923
 [7,]  0.05644956  0.99416556 -0.77808427
 [8,] -0.32294266          NA -2.50933697
 [9,] -0.67226044          NA          NA
[10,] -0.84866945 -0.54318570          NA

> y $ x (matryca kalkulacyjna)

            [,1]        [,2]        [,3]        [,4]        [,5]        [,6]        [,7]
 [1,]  0.38515909  0.52661156  0.61641378  0.30952251  0.55909716 -1.16543168 -0.70714440
 [2,] -0.39222402 -1.29703536  0.44298237 -1.39501160 -0.22157531 -0.46841443 -0.57563472
 [3,] -2.04467869 -0.52022405  0.08298882  0.72190573 -0.93573417 -1.51490638  0.62356689
 [4,] -1.08684345  0.63083074 -0.66707695  0.56036034  0.48583414 -0.98956026 -0.69447183
 [5,]  0.30116921  0.25127476 -0.21321600 -0.02480909 -1.63484823 -0.58266488  0.34432576
 [6,]  0.82152305 -0.12900915 -1.84989965  0.80120592 -0.76323053 -0.14987133 -1.11232289
 [7,]  0.27912763 -0.68923032 -0.23557619 -0.25416751 -0.14181344 -0.08519797  0.13061823
 [8,]  0.06653984 -0.87521539 -0.09803060 -0.43502238  0.05021324 -1.66963624 -0.09204772
 [9,]  0.12687240 -0.62717646 -0.12587221  0.00000000 -0.86913445  0.68365036  0.00000000
[10,]  0.56680502  0.03318012  0.14118610  0.65731337 -0.14747073  0.00000000 -1.37949278
             [,8]        [,9]       [,10]
 [1,] -2.67066748  0.04286260 -0.64370528
 [2,] -1.26864936 -1.95692064  0.28917897
 [3,] -0.27816124 -0.20332695 -1.29456054
 [4,] -1.10917662 -0.59598910 -0.32475962
 [5,] -0.15448822  0.71667444 -1.60827152
 [6,] -0.66691445  0.05396037  0.04074923
 [7,]  0.05644956  0.99416556 -0.77808427
 [8,] -0.32294266  0.00000000 -2.50933697
 [9,] -0.67226044  0.00000000  0.00000000
[10,] -0.84866945 -0.54318570  0.00000000

Przypisano wartości, które może. Te, których nie można przypisać, są ustawione na zero.

Eric Peterson
źródło
Wygląda na to, że imputationpakiety już nie istnieją (dla wersji R 3.1.2)
Ehsan M. Kermani
jest w github, google.
marbel
5

Pakiet imputacji nie jest już dostępny w CRAN.

Jednym pakietem innym niż DMwR, który oferuje funkcję imputacji kNN, jest VIM.

Również łatwy w użyciu:

library("VIM")
kNN(x, k=3)
stats0007
źródło
1 
install.packages("DMwR")*  # for use of knnImputation.

require(DMwR)
x  = matrix(rnorm(100), 10, 10)
x.missing= x >1
x[x.missing] = NA
complete.cases(x)
y <- knnImputation(x, 3)
użytkownik89870
źródło
0

Powodem, dla którego R nie jest w stanie przypisać, jest to, że w wielu przypadkach brakuje więcej niż jednego atrybutu z rzędu, a zatem nie można obliczyć najbliższego sąsiada. Alternatywnie można albo przypisać zmienne przedziałowe z przewidywanymi prawdopodobieństwami z rozkładu normalnego (lub jeśli jego przekrzywiony używa rozkładu gamma, który ma podobne pochylenie). i użyj drzewa decyzyjnego, aby przewidzieć brakujące wartości w przypadku zmiennej klasy.

Sarath Sunil
źródło