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何为残差?

未加权拟合

残差是点到曲线的距离,最小二乘回归的作用是最小化这些残差的平方和,点在曲线上方时,残差为正,点在曲线下方时,残差为负。创建一张残差图,以查看数据与所选模型的符合程度。数据与模型的轻微偏差在残差图上比在曲线数据图上更容易发现。

加权拟合

如果选择不均衡地加权数据,则Prism会相应调整残差定义。

Prism制表和绘制的残差等于上一段中定义的残差除以加权因子。最常见的替代加权是“用1/Y²加权 (最小化相对距离的平方)”。在此情况下,残差定义为点到曲线的距离除以曲线的Y值。加权非线性回归最小化这些残差的平方和。请注意定义权重时的模糊性。Prism对话框提供了用1/Y²加权的选项。这意味着用残差的平方除以Y²。加权残差定义为用残差除以Y。加权非线性回归最小化这些加权残差的平方和。

Prism早期版本(直至Prism4)总是绘制基本未加权残差,即使选择不均衡地加权点。

哪种残差图?

Prism提供了五种可用于探究模型拟合残差的图表:


X轴

Y轴

残差与X图

数据的X值

残差或加权残差

残差与Y图

预测的Y值

残差或加权残差

同方差性图

预测的Y值

残差或加权残差的绝对值

QQ图

实际残差

预测残差,如果残差是从高斯分布抽样实际与预测图实际Y值预测Y值

Prism仅允许您根据自身的需求,从非线性回归创建这些残差图中的多张。仅需选择您想要纳入分析结果的残差图表的名称旁边的复选框即可。

示例

拟合示例

这是一个log(剂量)与模拟数据的反应曲线。选择随机分散是为使Y值较大的点具有较大的平均分散。按通常方式进行拟合,没有加权。如果仔细观察,就会发现曲线顶部的点更分散,但并不明显。

残差与X

这是最常见的残差图。Prism 7和更早版本只能创建这种残差图。可看到,X值较大的点残差(正和负)较大。

 

残差与预测的Y

对于每个点,Prism计算曲线在X值处的Y值,并将Y值绘制到残差图的X轴上。残差图的Y轴表示残差或加权残差。可看到,Y值较大的点残差(正和负)较大。

在该示例中,X值变大时,Y值也变大。所以这幅图看起来和残差与X图没什么不同。但如果曲线是双相的,则两幅图看起来会更不一样。

同方差性图

除此处所示残差绝对值外,该图与预测的Y与残差图一样。现在很明显,残差随着Y的增大而增大。

QQ图

X轴绘制实际残差或加权残差。假设从高斯分布抽样,Y轴绘制预测的残差(或加权残差)。一个回归假设是残差是从高斯分布中抽样的,该图让您评估该假设。如果假设为真,则所有点均应非常接近同一条线,如图中红色部分所示。QQ图有时会将一个轴或两个轴绘制为百分位数或分位数(与百分位数相同,但为分数,而非百分比)。Prism始终以与数据的Y值相同的单位绘制两个轴。

在此示例中,数据未很好遵循同一条线。数据是从高斯分布中抽样的,但Y值较大时,该分布的SD较大。残差并非从单个高斯分布中抽样得到,这解释了点和同一直线之间的系统差异。

同样的示例适用于加权回归

然后,将数据拟合到同一模型中,但有相对加权。这是四幅残差图。所有图均显示出数据现在符合拟合假设。

 

 

 

 

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