回归分析中的异方差性
简单线性回归或多元线性回归中的误差项假设
简单线性回归
- 图: [简单线性回归]
多元线性回归
- 图: [多元线性回归]
假设条件
- 误差均值为零
- 误差具有恒定方差(同方差性)
- 误差不相关
- 误差呈正态分布
同方差vs异方差
- 图: [同方差vs异方差]
异方差的可能原因
- 数据集中存在异常值
- 模型未正确指定
- 观察结果与不同尺度度量混合
- 使用不正确的数据转换执行回归
- 偏度是回归量分布中的特征
异方差的影响
- 线性回归的假设之一(假设2)是不存在异方差。
- 估计器不再是最佳/有效的。
- 假设检验(如t检验、F检验)不再有效。
使用残差图识别异方差
- 异方差在残差图中产生向外开口的漏斗或向外闭合的漏斗形状。
通过统计检验识别异方差
- Breusch-Pagan测试: 测试回归误差的方差是否依赖于自变量的值。
- White 检验: 确定回归模型中误差的方差是否为常数。使用辅助回归分析来确定恒定方差。
异方差修正
- 使用不同规范的模型
- 加权最小二乘法(普通最小二乘和线性回归的推广)
- MINQUE:Minimum Norm Quadratic Unbiased Estimation(MINQUE)的理论包括三个阶段。