什么是置换检验

本文介绍了置换检验(Permutation test)的基本概念及其在统计推断中的应用。置换检验由Fisher于20世纪30年代提出,适用于总体分布未知的小样本资料及难以用常规方法分析的假设检验问题。文章详细阐述了置换检验的具体步骤,包括计算两组数据均值之差、构造经验分布以及确定P值等。

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                                            置换检验

置换检验又称为Permutation test,是Fisher于20世纪30年代提出的一种基于大量计算,利用样本数据的全(或随机)排列,进行统计推断的方法,因其对总体分布自由,应用较为广泛,特别适用于总体分布未知的小样本资料,以及某些难以用常规方法分析资料的假设检验问题。在具体使用上它和Bootstrap Methods类似,通过对样本进行顺序上的置换,重新计算统计检验量,构造经验分布,然后在此基础上求出P值进行推断。

一般用于检验某种变量的影响,需要有加入变量前的数据和加入变量后的数据。

h0:加入变量后没有影响

第一步:求出两组数据均值之差mean1

第二步:混合两组数据,随机分开成两组,重新求得均值之差的分布(正态分布)

第三步:判断mean1发生的概率,以及P值


参考原文链接:https://blog.youkuaiyun.com/u011467621/article/details/47971917

### Matlab 中置换检验的实现方法 置换检验(Permutation Test)是一种非参数假设检验方法,通过随机打乱样本标签并重新分配数据来评估原假设的真实性。以下是关于如何在 MATLAB 中实现置换检验的具体说明。 #### 1. 置换检验的基本原理 置换检验的核心思想是比较观察到的数据与随机化后的分布之间的差异。具体来说,在零假设下,组间差异仅由随机抽样引起。因此可以通过多次重排数据标签构建经验分布,并比较实际观测值是否显著偏离该分布[^5]。 #### 2. MATLAB 实现置换检验的关键步骤 以下是一个完整的 MATLAB 示例代码,用于演示两独立样本均值差异的置换检验: ```matlab function p_value = permutation_test(data1, data2, num_permutations) % 输入参数: % data1: 第一组数据 (向量形式) % data2: 第二组数据 (向量形式) % num_permutations: 随机排列次数 combined_data = [data1; data2]; % 合并两个数据集 observed_diff = mean(data1) - mean(data2); % 计算原始均值差 permuted_diffs = zeros(num_permutations, 1); for i = 1:num_permutations % 随机打乱数据标签 shuffled_labels = randperm(length(combined_data)); group1_indices = shuffled_labels(1:length(data1)); group2_indices = shuffled_labels(length(data1)+1:end); % 计算每次排列后的均值差 permuted_group1_mean = mean(combined_data(group1_indices)); permuted_group2_mean = mean(combined_data(group2_indices)); permuted_diffs(i) = permuted_group1_mean - permuted_group2_mean; end % 计算 P 值:观察值大于等于随机排列值的比例 p_value = sum(abs(permuted_diffs) >= abs(observed_diff)) / num_permutations; end ``` 调用上述函数时,需传入两组待测试的数据 `data1` 和 `data2`,以及指定的排列次数 `num_permutations`。最终返回的结果为 P 值,表示拒绝零假设的可能性大小[^6]。 #### 3. 使用示例 假设有如下两组实验数据,分别代表两种不同条件下的测量结果: ```matlab % 数据输入 data1 = [78, 80, 82, 84]; data2 = [70, 72, 74, 76]; % 设置排列次数 num_permutations = 1000; % 调用置换检验函数 p_value = permutation_test(data1', data2', num_permutations); fprintf('P-value of the permutation test is %.4f\n', p_value); ``` 运行以上代码后即可获得相应的 P 值,从而判断两组数据是否存在显著性差异[^7]。 #### 4. 注意事项 - **数据规模**:当数据量较大时,增加排列次数会提高准确性但也可能导致计算耗时较长。 - **适用范围**:置换检验适用于各种类型的统计数据,不仅限于均值差异检测,还可扩展至其他指标如方差、比例等。 - **随机种子设置**:为了保证结果可重复再现,建议在程序开头加入固定随机数生成器状态命令 `rng(seed)`[^8]。 ---
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