咱们在后面讲过数据的正态性测验,介绍了测验数据是否正态的两种办法。这一节咱们来看一下,如果数据不满足正态时该怎么办,答案就是将非正态数据通过Box-Cox变换进一步转换成合乎正态分布的数据。这一篇就给大家分享下Box-Cox变换的具体内容。
Box-Cox变换是多种变换的总称,具体的公式如下:
下面公式中y()示意变换后的值,依据的值不同,属于不同的变换,当值取以下特定的几个值时就变成了非凡的数据变换:
- 当=0时,Box-Cox变换就变成了对数变换,y() = ln(y);
- 当=0.5时,Box-Cox变换就变成了平方根变换,y() = y^1/2
- 当=1时,Box-Cox变换变换就是它自身,y() = y
- 当=2时,Box-Cox变换就变成了平方变动,y() = y^2
- 当=-1时,Box-Cox变换就变成了倒数变动,y() = 1/y。
值除了能够抉择上述特定的值以外,还能够抉择其余值,那当咱们拿到一份非正态数据时,咱们应该取值等于多少对齐进行变换呢?这个又该怎么定呢?
值取多少,咱们能够利用Python中现成的函数,让函数主动去摸索,而后返回给咱们最优的值是多少就能够。这个函数就是boxcox_normmax
,这个函数用来计算给定的非正态数据对应的最优值。
boxcox_normmax(x[, brack, method])参数: x:非正态数据 brack: 值搜寻距离,默认即可 method:计算值的办法,有pearsonr、mle、all三种可选,默认为pearsonr,即依照相关性的办法去计算,如果选all,则会返回各种办法的计算结果返回值: 返回值
当咱们失去最优的值当前,就能够依据值进行数据转换了,这个时候能够用另外的一个函数boxcox
,这个函数是依据指定的值对原始数据进行转换。
boxcox(x[, lmbda, alpha])参数: x:非正态数据 lambda:转换的值 alpha:计算置信区间时所用到的alpha值返回值: boxcox:通过转换当前的数据 maxlog:如果在传入时lambda参数值没有指定的话,该函数也会计算一个值进去 (min_ci, max_ci):如果lambda参数为空且alpha参数不为空时,会计算maxlog的一个置信区间进去
咱们下面讲了计算值有不同的办法,那到底哪种办法计算出来的值更加牢靠一些呢?咱们能够通过另外一个函数boxcox_normplot
来查看到底哪种办法计算出来的值更牢靠。
boxcox_normplot(x, la, lb, plot=None, N=80)参数: x:非正态数据 la,lb:值的上下界 plot:绘图的画布 N:横轴的坐标点个数返回值: lmbdas:通过box-cox算进去的多个值 ppcc:相关系数,能够了解成值的牢靠水平
以上就是box-cox变换过程中用到的三个不同的函数,接下来咱们给大家理论演示一下这三个函数如何应用。
首先,咱们导入一份非正态数据,并绘制这份数据的概率密度图,须要这份数据的在公众号后盾回复非正态数据
,即可取得。
import pandas as pdimport numpy as npimport seaborn as snsdf = pd.read_excel(r"非正态数据集.xlsx")sns.distplot(df["price"],color = "#D86457")
通过下面的概率密度图,咱们能够看出这是一份偏态数据,也就是非正态。接下来咱们先利用boxcox_normmax
函数来寻找最优值,代码如下:
from scipy import statsstats.boxcox_normmax(df["price"])---返回:0.17896037184755484
在取得最优值当前,咱们再利用boxcox
函数来进行数据转换,具体代码如下:
x = stats.boxcox(df["price"],stats.boxcox_normmax(df["price"]))sns.distplot(x,color = "#D86457")
对转换后的数据再次进行概率密度图的绘制,咱们能够看到,数据就很正态了。
接下来再来咱们再看一下咱们计算出来的值是不是最优的,具体代码如下:
fig = plt.figure()ax = fig.add_subplot(111)stats.boxcox_normplot(df["price"], -20, 20,plot = ax)plt.axvline(x = stats.boxcox_normmax(df["price"]),color = "#D86457")plt.show()
两头红色那条线的地位就是咱们求进去最优的值,后果很吻合。
以上就是对于Box-Cox变换的实践和实战内容,大家多多练习。