数据标准化处理之per SD change

如题所述

文献中经常出现“自变量变化一个标准差,因变量变化多少(per SD change/increase(%))”的提法。医学文献中较为常用,如“BMI每增加1个标准差,收缩压增加0.19mmHg,高血压风险增加1%”。对于常规指标,每增加一个单位,如BMI每增加1kg/m2,临床意义清楚;对于非常规指标,如HDL流出能力每增加一个单位,则不清楚到底增加了多少。SD可以直观反应X值在人群中的分布,95%的可信区间是±1.96倍的SD,因此4个SD约覆盖95%的样本。每增加一个SD,临床意义更加直观清楚。

那么,如何衡量自变量变动一个标准差对因变量的影响呢?目前主要有两种计算方法:

标准化回归系数是指将数据标准化(减均值除方差)后计算得到的回归系数。因为数据进行了标准化,因此就消除了量纲的影响。

假设原始回归方程为

则有

标准化回归方程为

可知标准化系数与原始系数的关系为

假设因变量为y,自变量为x,标准回归系数为a。那么在解释时就要说,当x变化1个标准差是,y变化a个标准差。

标准化后的回归系数在不同自变量之间是可比的,没有标准化之前是不可比的。

举个例子:

很多人认为,标准化回归系数不能用于构建回归方程。论文的方程中一般都是使用未标准化的回归系数。其实只要解释的时候不混淆就可以了。
特别的,在机器学习的一些算法中,将变量标准化之后数据从椭圆形轮廓变为圆形轮廓,极大方便了梯度下降法寻找系数最优解,可以提升算法的速度。
Source: 关于数据建模变量标准化,你想知道的都在这里了

假设原始回归方程仍然为

自变量标准化后的回归方程为

有人认为

( Source: 回归模型中哪个自变量的作用更大?标准化回归系数来解答! )
但我对此持怀疑态度,不建议使用这一公式直接计算。

简而言之,每增加1个标准差对应的回归系数反映的是自变量每变化1个标准差,对因变量 原始值 的影响(产生n个单位变化);标准化回归系数反映的是自变量每变化1个标准差,对因变量变化 1个标准差 的影响(产生n个标准差变化);而未标准化回归系数反映的是自变量每变化1个 单位 ,对因变量 原始值 的影响(产生n个单位变化)。

每增加一个标准差的结果怎么解读?怎么算? | Per SD change
拿到原始数据就直接统计分析,慢着!你听说过数据标准化处理吗?

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