我想使用Statsmodels在Python中进行Logistic回归。
X和y各有750行,y是二进制结果,X是10个特征(包括截距)。
以下是X的前12行(最后一列是截距):
lngdp_ lnpop sxp sxp2 gy1 frac etdo4590 geogia \
0 7.367709 16.293980 0.190 0.036100 -1.682 132.0 1 0.916
1 7.509883 16.436258 0.193 0.037249 2.843 132.0 1 0.916
2 7.759187 16.589224 0.269 0.072361 4.986 132.0 1 0.916
3 7.922261 16.742384 0.368 0.135424 3.261 132.0 1 0.916
4 8.002359 16.901037 0.170 0.028900 1.602 132.0 1 0.916
5 7.929126 17.034786 0.179 0.032041 -1.465 132.0 1 0.916
6 6.594413 15.627563 0.360 0.129600 -9.321 4134.0 0 0.648
7 6.448889 16.037861 0.476 0.226576 -2.356 3822.0 0 0.648
8 8.520786 16.919334 0.048 0.002304 2.349 434.0 1 0.858
9 8.637107 16.991980 0.050 0.002500 2.326 434.0 1 0.858
10 8.708144 17.075489 0.042 0.001764 1.421 465.0 1 0.858
11 8.780480 17.151779 0.080 0.006400 1.447 496.0 1 0.858
peace intercept
0 24.0 1.0
1 84.0 1.0
2 144.0 1.0
3 204.0 1.0
4 264.0 1.0
5 324.0 1.0
6 1.0 1.0
7 16.0 1.0
8 112.0 1.0
9 172.0 1.0
10 232.0 1.0
11 292.0 1.0
这是我的代码:
import statsmodels.api as sm
logit = sm.Logit(y, X, missing='drop')
result = logit.fit()
print(result.summary())
这是输出:
Optimization terminated successfully. Current function value: inf Iterations 9
/home/ipattern/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/statsmodels/discrete/discrete_model.py:1214: RuntimeWarning:在exp中遇到溢出 返回1 /(1 + np.exp(-X))
/home/ipattern/anaconda3/lib/python3.6/site-packages/statsmodels/discrete/discrete_model.py:1264: 运行时警告:在日志中遇到零除 返回 np.sum(np.log(self.cdf(Q * np.dot(X,则params))))
Logit Regression Results
==============================================================================
Dep. Variable: warsa No. Observations: 750
Model: Logit Df Residuals: 740
Method: MLE Df Model: 9
Date: Tue, 12 Sep 2017 Pseudo R-squ.: -inf
Time: 11:16:58 Log-Likelihood: -inf
converged: True LL-Null: -4.6237e+05
LLR p-value: 1.000
==============================================================================
coef std err z P>|z| [0.025 0.975]
------------------------------------------------------------------------------
lngdp_ -0.9504 0.245 -3.872 0.000 -1.431 -0.469
lnpop 0.5105 0.128 3.975 0.000 0.259 0.762
sxp 16.7734 5.206 3.222 0.001 6.569 26.978
sxp2 -23.8004 10.040 -2.371 0.018 -43.478 -4.123
gy1 -0.0980 0.041 -2.362 0.018 -0.179 -0.017
frac -0.0002 9.2e-05 -2.695 0.007 -0.000 -6.76e-05
etdo4590 0.4801 0.328 1.463 0.144 -0.163 1.124
geogia -0.9919 0.909 -1.091 0.275 -2.774 0.790
peace -0.0038 0.001 -3.808 0.000 -0.006 -0.002
intercept -3.4375 2.486 -1.383 0.167 -8.310 1.435
==============================================================================
底部的系数,std err,p值等是正确的(我知道这是因为我有“解决方案”)。
但是你可以看到我认为Current function value is inf
错了。
我得到两个警告。显然,statsmodels执行np.exp(BIGNUMBER),例如np.exp(999)和某个地方的np.log(0)。
Pseudo R-squ. is -inf
和Log-Likelihood is -inf
,我认为不应该是-inf
。
那么我做错了什么?
编辑:
X.describe():
lngdp_ lnpop sxp sxp2 gy1 \
count 750.000000 750.000000 750.000000 750.000000 750.000000
mean 7.766948 15.702191 0.155329 0.043837 1.529772
std 1.045121 1.645154 0.140486 0.082838 3.546621
min 5.402678 11.900227 0.002000 0.000004 -13.088000
25% 6.882694 14.723123 0.056000 0.003136 -0.411250
50% 7.696212 15.680984 0.111000 0.012321 1.801000
75% 8.669355 16.652981 0.203000 0.041209 3.625750
max 9.851826 20.908354 0.935000 0.874225 14.409000
frac etdo4590 geogia peace intercept
count 750.000000 750.000000 750.000000 750.000000 750.0
mean 1812.777333 0.437333 0.600263 348.209333 1.0
std 1982.106029 0.496388 0.209362 160.941996 0.0
min 12.000000 0.000000 0.000000 1.000000 1.0
25% 176.000000 0.000000 0.489250 232.000000 1.0
50% 864.000000 0.000000 0.608000 352.000000 1.0
75% 3375.000000 1.000000 0.763000 472.000000 1.0
max 6975.000000 1.000000 0.971000 592.000000 1.0
logit.loglikeobs(result.params):
array([ -4.61803704e+01, -2.26983454e+02, -2.66741244e+02,
-2.60206733e+02, -4.75585266e+02, -1.76454554e+00,
-4.86048292e-01, -8.02300533e-01, -inf,
-inf, -inf, -inf,
-inf, -inf, -inf,
-inf, -inf, -inf,
-inf, -inf, -inf,
-inf, -inf, -inf,
-inf, -inf, -inf,
-inf, -inf, -inf,
-inf, -inf, -6.02780923e+02,
-4.12209348e+02, -6.42901288e+02, -6.94331125e+02,
-inf, -inf, -inf,
-inf, -inf, -inf,
-inf, -inf, -inf, ...
(logit.exog * np.array(result.params))。min(0):
array([ -9.36347474, 6.07506083, 0.03354677, -20.80694575,
-1.41162588, -1.72895247, 0. , -0.9631801 ,
-2.23188846, -3.4374963 ])
数据集:
答案 0 :(得分:4)
我很惊讶它仍然在这种情况下收敛。
当x值很大时,在Logit或Poisson中使用exp函数溢出会出现收敛问题。通常可以通过重新缩放回归量来避免这种情况。
然而,在这种情况下,我的猜测是x中的异常值。第6列的值为4134.0,而其他值则小得多。
您可以检查每个观察logit.loglikeobs(result.params)
的对数似然,以查看哪些观察结果可能会导致问题,其中logit
是引用模型的名称
每个预测器的贡献也可能有所帮助,例如
np.argmax(np.abs(logit.exog * result.params), 0)
或
(logit.exog * result.params).min(0)
如果它只是一个或几个观察结果,那么放弃它们可能有所帮助。重新调整exog很可能对此没有帮助,因为在收敛时它只会通过重新调整估计系数来补偿。
同时检查是否存在编码错误或较大的值作为缺失值的占位符。
修改强>
鉴于loglikeobs中-inf
的数量似乎很大,我认为可能存在比异常值更基本的问题,因为Logit模型不是正确指定的最大似然模型数据集。
一般两个可能性(因为我还没有看到数据集):
完美分离:Logit假设预测的概率远离零和一。在某些情况下,解释变量或它们的组合允许完全预测因变量。在这种情况下,参数要么未被识别,要么转到正负无穷大。实际参数估计取决于优化的收敛标准。 Statsmodels Logit为此检测到一些情况,然后引发和PerfectSeparation异常,但它没有检测到部分分离的所有情况。
Logit或GLM-Binomial属于单参数线性指数族。在这种情况下,参数估计仅取决于指定的平均函数和隐含方差。它不要求正确指定似然函数。因此即使对于给定数据集的似然函数不正确,也可以获得良好(一致)的估计。在这种情况下,解是一个准最大似然估计,但对数似然值是无效的。
这可以产生这样的效果:在收敛和数值稳定性方面的结果取决于如何处理边缘或极端情况的计算细节。 Statsmodels正在剪切值以使它们在某些情况下远离边界但尚未到处。
困难在于弄清楚如何处理数值问题并避免返回"某些"当基础模型不适合或与数据不兼容时,数字不会警告用户。
也许llf = -inf
是"正确"在这种情况下回答,任何有限数字只是-inf的近似值。也许它只是一个数值问题,因为函数以双精度实现的方式。