이 유형의 부트 스트랩에 대한 이름이 있습니까?


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각각 두 가지 조건에서 여러 번 측정 한 여러 사람 참가자에 대한 실험을 고려하십시오. 혼합 효과 모델은 다음과 같이 공식화 될 수 있습니다 ( lme4 구문 사용).

fit = lmer(
    formula = measure ~ (1|participant) + condition
)

이제이 모델의 예측에 대한 부트 스트랩 신뢰 구간을 생성하려고합니다. 나는 간단하고 계산적으로 효율적인 방법을 생각해 냈다고 생각합니다.이 방법을 처음으로 생각하지는 않지만이 방법을 설명하는 이전 출판물을 찾는 데 어려움을 겪고 있습니다. 여기있어:

  1. 위와 같이 모델을 맞추고 "원래 모델"이라고 부릅니다.
  2. 원래 모델에서 예측을 얻고이를 "원래 예측"이라고 부릅니다.
  3. 각 참가자의 각 응답과 관련된 원래 모델에서 잔차를 얻습니다.
  4. 참가자 를 교체하여 표본 추출 잔차를 재 샘플링
  5. 가우스 오차가있는 선형 혼합 효과 모델을 잔차에 맞추고 이를 "임시 모델"이라고합니다.
  6. 각 조건에 대한 임시 모델에서 예측을 계산합니다 (이 예측은 0에 매우 근접 함).이를 "임시 예측"이라고합니다.
  7. 원래 예측에 중간 예측을 추가하고 결과를 "리 샘플 예측"이라고합니다.
  8. 한 번 CI를 계산할 수있는 각 조건에 대해 재 샘플 예측 분포를 생성하여 4 ~ 7 단계를 여러 번 반복하십시오.

잔차가 리샘플링 단위로 샘플링 된 다음 각 반복에 새 모델을 맞추기 전에 원래 모델의 예측에 추가되는 단순한 회귀 (즉, 혼합 모델이 아님)의 맥락에서 "잔여 부트 스트래핑" 절차를 보았습니다. 부트 스트랩,하지만 이것은 잔차가 다시 샘플링되지 않는 곳, 사람들이 있고, 후에 만 설명하는 접근 방식과 다소 다르게 보입니다.중간 모델은 원래 모델 예측이 이루어 지도록 얻어진다. 이 마지막 기능은 원래 모델의 복잡성에 관계없이 임시 모델을 항상 가우스 선형 혼합 모델로 맞출 수 있다는 점에서 측면에서 이점이 있습니다. 예를 들어, 최근에는 이항 데이터와 3 개의 예측 변수가 있었는데 그 중 하나는 강한 비선형 효과를 유발할 것으로 예상되었으므로 이항 링크 함수를 사용하여 일반화 된 첨가제 혼합 모델링 을 사용해야했습니다 . 이 경우 원래 모델을 피팅하는 데 1 시간이 걸렸지 만 각 반복에 가우스 LMM을 맞추는 데 몇 초 밖에 걸리지 않았습니다.

이미 알려진 절차라면 우선 순위를 주장하고 싶지 않으므로 이전에 설명한 위치에 대한 정보를 제공 할 수 있다면 매우 감사하겠습니다. (이 접근법에 눈부신 문제가 있으면 알려주세요!)


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부수적 인 의견이지만 관련이있을 수 있습니다. Peter McCullagh는 Bernoulli에 논문을 가지고 있으며 랜덤 효과 모델에서 분산을 정확하게 추정하는 부트 스트랩 이 없음 을 보여줍니다 .
추기경

@Mike (+1) 아주 잘 쓰여진 질문입니다!
chl

1
교체 참가자를 다시 샘플링 한 다음 데이터를 다시 샘플링하지 않는 이유는 무엇입니까? 그것은 하나의 분포가 다른 분포에 중첩되어있는 다단계 모델의 정신을 유지하는 데 더 많은 것으로 보입니다. 또 다른 요점은 샘플의 끝이 수렴 할 가능성이 적기 때문에 이항 데이터에 잠재적 인 문제가 있다는 것입니다.
John

@John : 나는 (1) 원래 모델이 추정하기 힘들 때 (2) 참가자 평균 간의 변동으로 인한 변동성을 제거한 CI를 산출하기 때문에 리샘플링 잔차를 선호합니다. # 2는 원시 데이터와 반복 측정 효과를 표시하려는 경우 여러 플롯을 만들 필요가 없음을 의미합니다. 원시 데이터에서 이러한 분산 제거 CI를 플로팅하면 개인 내에서 반복되는 조건을 비교하는 데 적합합니다. 그러한 CI의 의미에 혼동이있을 수 있지만, 이것이 바로 캡션입니다.
Mike Lawrence

@John : 이항 데이터에 대한이 접근 방식의 적용 가능성에 대한 두려움에 대해 자세히 설명해 주시겠습니까?
Mike Lawrence

답변:


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내 책 Bootstrap Methods 2nd Edition은 2007 년까지 거대한 참고 문헌을 가지고 있습니다. 따라서 책의 주제를 다루지 않더라도 참고 문헌에 참고 문헌이있을 수 있습니다. 물론 올바른 키워드를 사용한 Google 검색이 더 좋습니다. Freedman, Peters 및 Navidi는 선형 회귀 및 계량 경제 모형에서 예측을 위해 부트 스트랩을 수행했지만 혼합 모형 사례에서 수행 된 작업이 확실하지 않습니다. 회귀에 대한 Stine의 1985 JASA 논문 부트 스트랩 예측 간격은 아직 보지 못했다면 매우 흥미로운 내용입니다.

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