什么是混合效应模型中的“方差分量参数”?

机器算法验证 混合模式 参考 多层次分析
2022-03-16 00:30:30

在贝茨关于混合效应模型的书的第 12 页上,他对模型进行了如下描述:

贝茨混合效应模型

在屏幕截图的最后,他提到了

相对协方差因子 Λθ,取决于方差分量参数θ

没有解释到底是什么关系。说我们被给予θ,我们将如何得出Λθ从中?

在相关的说明中,这是我发现贝茨的阐述有点缺乏细节的众多例子之一。是否有更好的文本实际上经历了参数估计的优化过程和检验统计量分布的证明?

2个回答

方差分量参数向量θ迭代估计以最小化模型偏差d~根据等式。1.10(第 14 页)。

相对协方差因子,Λθ, 是一个q×q矩阵(尺寸在您发布的摘录中进行了解释)。对于具有简单标量随机效应项的模型(第 15 页,图 1.3),它被计算为θ和维度的单位矩阵q×q

Λθ=θ×Iq

fm01ML

这是一般的计算方法Λθ, 并根据随机效应的数量及其协方差结构进行修改。对于在交叉设计中具有两个不相关随机效应项的模型,如第 32-34 页所示,它是块对角线,有两个块,每个块都是 的倍数θ和身份(第 34 页,图 2.4):

FM03

与两个嵌套的随机效应项相同(第 43 页,图 2.10,此处未显示)。

对于具有允许关联的随机截距和随机斜率的纵向(重复测量)模型Λθ由代表随机效应及其相关性的三角形块组成(第 62 页,图 3.2):

在此处输入图像描述

使用两个不相关的随机效应项(第 65 页,图 3.3)对同一数据集进行建模会返回Λθ与前面所示的结构相同,在图 2.4 中:

在此处输入图像描述


补充笔记:

θi=σiσ 在哪里σi指第 i 个随机效应方差的平方根,并且σ指残差方差的平方根(与第 32-34 页比较)。

2010 年 6 月 25 日起的图书版本是指lme4经过修改的版本。后果之一是在当前版本 1.1.-10 中。随机效应模型对象类merMod具有不同的结构,并且Λθ使用以下方法以不同的方式访问getME

image(getME(fm01ML, "Lambda"))

这是层次推理。您的线性模型中有一堆参数,即 b 的组件。在纯固定效应模型中,您只会得到这些的估计值,就是这样。相反,您可以想象 b 本身的值是从具有由 theta 参数化的协方差矩阵的多元正态分布中得出的。这是一个简单的例子。假设我们在 10 个不同地点查看 5 个不同时间段的动物数量。我们会得到一个线性模型(我在这里使用 R 语言),它看起来像计数 ~ 时间 + 因子(位置),因此(在这种情况下)所有回归都有一个共同的斜率(每个都有一个斜率)位置),但每个位置的截距不同。我们可以直接将其称为固定效应模型并估计所有截距。然而,如果它们是从大量可能位置中选择的 10 个位置,我们可能不关心特定位置。所以我们在截距上放置了一个协方差模型。例如,我们将截距声明为多元正态且独立于公共方差 sigma2。然后 sigma2 是“theta”参数,因为它表征了每个位置的截距群体(因此是随机效应)。