Entendendo quais recursos eram mais importantes para a regressão logística


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Eu construí um classificador de regressão logística que é muito preciso nos meus dados. Agora eu quero entender melhor por que está funcionando tão bem. Especificamente, eu gostaria de classificar quais recursos estão dando a maior contribuição (quais recursos são mais importantes) e, idealmente, quantificar quanto cada recurso está contribuindo para a precisão do modelo geral (ou algo nesse sentido). Como eu faço isso?

Meu primeiro pensamento foi classificá-los com base em seu coeficiente, mas suspeito que isso não pode estar certo. Se eu tiver dois recursos igualmente úteis, mas a propagação do primeiro for dez vezes maior que o segundo, esperaria que o primeiro recebesse um coeficiente mais baixo que o segundo. Existe uma maneira mais razoável de avaliar a importância do recurso?

Observe que não estou tentando entender o quanto uma pequena alteração no recurso afeta a probabilidade do resultado. Em vez disso, estou tentando entender o valor de cada recurso, em termos de tornar o classificador preciso. Além disso, meu objetivo não é tanto executar a seleção de recursos ou construir um modelo com menos recursos, mas tentar fornecer alguma "explicabilidade" para o modelo aprendido, para que o classificador não seja apenas uma caixa preta opaca.


Eu diria que as florestas aleatórias também são uma boa técnica aqui. Você pode examinar as principais divisões sobre a floresta para obter intuição sobre quais recursos contribuem mais para a previsão.

Respostas:


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A primeira coisa a observar é que você não usa a regressão logística como classificador. O fato de ser binário não tem absolutamente nada a ver com o uso desse método de probabilidade máxima para realmente classificar as observações. Depois de superar isso, concentre-se na medida de informações padrão-ouro, que é um subproduto da máxima probabilidade: a razão de verossimilhança estatística. Você pode produzir um gráfico mostrando a contribuição parcial de cada preditor em termos de sua parcialYχ2χ2estatística. Essas estatísticas têm informações / potência máximas. Você pode usar o bootstrap para mostrar o quão difícil é escolher "vencedores" e "perdedores" obtendo intervalos de confiança nas classificações das informações preditivas fornecidas por cada preditor, uma vez que os outros preditores são contabilizados. Um exemplo está na Seção 5.4 das notas do meu curso - clique em Folhetos e depois em Folhetos novamente.

Se você possui recursos altamente correlacionados, pode fazer um "teste de bloco" para combinar a influência deles. Um gráfico que faz isso é apresentado na Figura 15.11, onde sizerepresenta a contribuição combinada de 4 preditores separados.


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A resposta curta é que não existe uma maneira única e "certa" de responder a essa pergunta.

Para uma melhor revisão das questões, consulte os documentos de Ulrike Groemping, por exemplo, Estimadores de Importância Relativa em Regressão Linear Baseados na Decomposição de Variância . As opções que ela discute variam de heurísticas simples a soluções sofisticadas, intensivas em CPU e multivariadas.

http://prof.beuth-hochschule.de/fileadmin/prof/groemp/downloads/amstat07mayp139.pdf

Groemping propõe sua própria abordagem em um pacote R chamado RELAIMPO que também vale a pena ler.

https://cran.r-project.org/web/packages/relaimpo/relaimpo.pdf

Uma heurística rápida e suja que usei é resumir os qui-quadrados (valores F, estatísticas t) associados a cada parâmetro e, em seguida, repercutir os valores individuais com essa soma. O resultado seria uma métrica de importância relativa classificável.

Dito isto, nunca fui fã de "coeficientes beta padronizados", embora sejam frequentemente recomendados pela profissão e amplamente utilizados. Aqui está o problema com eles: a padronização é univariada e externa à solução do modelo. Em outras palavras, essa abordagem não reflete a natureza condicional dos resultados do modelo.


Obrigado pela resposta e pelos links! Você pode elaborar ou me ajudar a entender o que significa "externo à solução do modelo" e "a natureza condicional dos resultados do modelo"? (Eu não sou um especialista em estatísticas, infelizmente.)
DW

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Não se preocupe. A noção de como os modelos "controlam" ou condicionam os outros fatores em um modelo pode ser uma daquelas coisas com as quais muitos estatísticos podem realmente concordar. Também é um tópico que recebe muitos comentários neste site. Aqui está um link para um desses tópicos : stats.stackexchange.com/questions/17336/… Um dos melhores comentários foi por @whuber, que disse: 'Você pode pensar em "controlar" como "contabilidade (no sentido menos quadrado) ) pela contribuição / influência / efeito / associação de uma variável em todas as outras variáveis. »
Mike Hunter

Obrigado! Estou familiarizado com a noção de "controlar" algum fator. Como isso se relaciona ou ajuda a entender o significado de "externo à solução do modelo" ou "a natureza condicional dos resultados do modelo"?
DW

A padronização de preditores para criar uma "beta padronizada" geralmente é feita antes da criação de um modelo, correto? Portanto, essa transformação é "externa" à solução do modelo. Comigo até agora?
Mike Hunter

ESTÁ BEM. Eu posso entender o que você quer dizer com "externo" agora - obrigado pela explicação. Você pode explicar por que isso é um problema e o que significa "a natureza condicional ..."? (Talvez essas duas perguntas sejam a mesma pergunta e a mesma resposta ...) Desculpe por enchê-lo de perguntas! Estou ansioso para entender o que você escreveu.
DW

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Uma maneira bastante robusta de fazer isso seria tentar ajustar o modelo N vezes em que N é o número de recursos. Sempre use N-1 dos recursos e deixe um deles de fora. Em seguida, você pode usar sua métrica de validação favorita para medir o quanto a inclusão ou exclusão de cada recurso afeta o desempenho do modelo. Dependendo do número de recursos que você possui, isso pode ser computacionalmente caro.


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Isso não lida bem com os recursos correlatos. É fácil projetar uma situação em que dois recursos são altamente correlacionados, de modo que a remoção de um deles impacte minimamente o poder preditivo, mas a remoção de ambos impacta severamente. Essencialmente, aquele em que os dois preditores carregam informações quase idênticas, mas importantes.
Matthew Drury

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Concordo. Isso também é um perigo ao examinar os coeficientes.
Daniel Johnson

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Bem verdade. Bem verdade.
Matthew Drury

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|βj^||βj^|σ^jxj. Um problema é que ele é quebrado quando você não está mais lidando com preditores numéricos.

Com relação ao seu último ponto, é claro que é possível que uma variável contribua muito para as probabilidades estimadas de log, sem afetar realmente as probabilidades "verdadeiras" de log, mas não acho que isso precise ser muito preocupante se Confie no procedimento que produziu as estimativas.


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Você está certo sobre por que não deve usar os coeficientes como uma medida de relevância, mas pode fazê-lo se os dividir pelo erro padrão deles! Se você estimou o modelo com R, ele já está pronto para você! Você pode até remover os recursos menos importantes do modelo e ver como ele funciona.

Uma abordagem mais heurística para estudar como diferentes mudanças nas variáveis ​​alteram o resultado está fazendo exatamente isso: tente diferentes entradas e estude suas probabilidades estimadas. No entanto, como seu modelo é bastante simples, eu usaria contra isso

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