Pacotes R de imputação KNN

14

Estou procurando um pacote de imputação KNN. Eu estive analisando o pacote de imputação ( http://cran.r-project.org/web/packages/imputation/imputation.pdf ), mas por algum motivo a função de imputação do KNN (mesmo quando segue o exemplo da descrição) parece apenas imputar valores zero (conforme abaixo). Eu tenho procurado, mas não consigo encontrar algo ainda, e, portanto, estava me perguntando se alguém tem outras sugestões para bons pacotes de imputação do KNN?

W

No código abaixo - os valores de NA são substituídos por zeros - não pelo valor médio de Knn

require(imputation)
x = matrix(rnorm(100),10,10)
x.missing = x > 1
x[x.missing] = NA
kNNImpute(x, 3)
x

r k-nearest-neighbour data-imputation Wouter
fonte

1

De acordo com o código-fonte github.com/jeffwong/imputation/blob/master/R/kNN.R , todas as entradas que não podem ser imputadas são definidas como zero. A razão pela qual você está vendo tantos zeros é porque o algoritmo escolhido pelo autor do pacote não pode imputar valores para essas entradas. Talvez seja melhor relaxar o algoritmo de alguma forma para obter estimativas sensatas para esses valores.

achou

(ver linhas 91-93 do código na ligação acima)

Flounderer

Eu tinha essa mesma pergunta há algum tempo atrás, publicado em stackoverflow

Alex W

Vale ressaltar: não há esperança de que qualquer modelo de imputação tenha uma estimativa imparcial dos dados ausentes que você gerou (com base em como você os descartou). Claro, acho que você está mais interessado em kNNImputetrabalhar (em vez de trabalhar bem), então provavelmente não se importa com o viés.

Cliff AB

Existe algum motivo específico para você querer usar o KNN? A correspondência média preditiva é bastante semelhante e possui muitas propriedades ideais.

RayVelcoro 19/09/2015

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Você também pode tentar o seguinte pacote: DMwR .

Ele falhou no caso de 3 NN, fornecendo 'Erro na computação de knnImputation (x, k = 3): casos completos insuficientes para computar vizinhos'.

No entanto, tentar 2 dá.

> knnImputation(x,k=2)
             [,1]       [,2]       [,3]       [,4]       [,5]        [,6]
 [1,] -0.59091360 -1.2698175  0.5556009 -0.1327224 -0.8325065  0.71664000
 [2,] -1.27255074 -0.7853602  0.7261897  0.2969900  0.2969556 -0.44612831
 [3,]  0.55473981  0.4748735  0.5158498 -0.9493917 -1.5187722 -0.99377854
 [4,] -0.47797654  0.1647818  0.6167311 -0.5149731  0.5240514 -0.46027809
 [5,] -1.08767831 -0.3785608  0.6659499 -0.7223724 -0.9512409 -1.60547053
 [6,] -0.06153279  0.9486815 -0.5464601  0.1544475  0.2835521 -0.82250221
 [7,] -0.82536029 -0.2906253 -3.0284281 -0.8473210  0.7985286 -0.09751927
 [8,] -1.15366189  0.5341000 -1.0109258 -1.5900281  0.2742328  0.29039928
 [9,] -1.49504465 -0.5419533  0.5766574 -1.2412777 -1.4089572 -0.71069839
[10,] -0.35935440 -0.2622265  0.4048126 -2.0869817  0.2682486  0.16904559
             [,7]       [,8]        [,9]      [,10]
 [1,]  0.58027159 -1.0669137  0.48670802  0.5824858
 [2,] -0.48314440 -1.0532693 -0.34030385 -1.1041681
 [3,] -2.81996446  0.3191438 -0.48117020 -0.0352633
 [4,] -0.55080515 -1.0620243 -0.51383557  0.3161907
 [5,] -0.56808769 -0.3696951  0.35549191  0.3202675
 [6,] -0.25043479 -1.0389393  0.07810902  0.5251606
 [7,] -0.41667318  0.8809541 -0.04613332 -1.1586756
 [8,] -0.06898363 -1.0736161  0.62698065 -1.0373835
 [9,]  0.30051583 -0.2936140  0.31417921 -1.4155193
[10,] -0.68180034 -1.0789745  0.58290920 -1.0197956

Você pode testar observações suficientes usando complete.cases (x), em que esse valor deve ser pelo menos k.

Uma maneira de superar esse problema é relaxar seus requisitos (ou seja, linhas menos incompletas), aumentando 1) o limiar de NA ou, alternativamente, 2) aumentando seu número de observações.

Aqui está o primeiro:

> x = matrix(rnorm(100),10,10)
> x.missing = x > 2
> x[x.missing] = NA
> complete.cases(x)
 [1]  TRUE  TRUE  TRUE FALSE FALSE  TRUE  TRUE  TRUE  TRUE  TRUE
> knnImputation(x,k=3)
             [,1]       [,2]       [,3]       [,4]        [,5]       [,6]       [,7]        [,8]        [,9]       [,10]
 [1,]  0.86882569 -0.2409922  0.3859031  0.5818927 -1.50310330  0.8752261 -0.5173105 -2.18244988 -0.28817656 -0.63941237
 [2,]  1.54114079  0.7227511  0.7856277  0.8512048 -1.32442954 -2.1668744  0.7017532 -0.40086348 -0.41251883  0.42924986
 [3,]  0.60062917 -0.5955623  0.6192783 -0.3836310  0.06871570  1.7804657  0.5965411 -1.62625036  1.27706937  0.72860273
 [4,] -0.07328279 -0.1738157  1.4965579 -1.1686115 -0.06954318 -1.0171604 -0.3283916  0.63493884  0.72039689 -0.20889111
 [5,]  0.78747874 -0.8607320  0.4828322  0.6558960 -0.22064430  0.2001473  0.7725701  0.06155196  0.09011719 -1.01902968
 [6,]  0.17988720 -0.8520000 -0.5911523  1.8100573 -0.56108621  0.0151522 -0.2484345 -0.80695513 -0.18532984 -1.75115335
 [7,]  1.03943492  0.4880532 -2.7588922 -0.1336166 -1.28424057  1.2871333  0.7595750 -0.55615677 -1.67765572 -0.05440992
 [8,]  1.12394474  1.4890366 -1.6034648 -1.4315445 -0.23052386 -0.3536677 -0.8694188 -0.53689507 -1.11510406 -1.39108817
 [9,] -0.30393916  0.6216156  0.1559639  1.2297105 -0.29439390  1.8224512 -0.4457441 -0.32814665  0.55487894 -0.22602598
[10,]  1.18424722 -0.1816049 -2.2975095 -0.7537477  0.86647524 -0.8710603  0.3351710 -0.79632184 -0.56254688 -0.77449398
> x
             [,1]       [,2]       [,3]       [,4]       [,5]       [,6]       [,7]        [,8]        [,9]       [,10]
 [1,]  0.86882569 -0.2409922  0.3859031  0.5818927 -1.5031033  0.8752261 -0.5173105 -2.18244988 -0.28817656 -0.63941237
 [2,]  1.54114079  0.7227511  0.7856277  0.8512048 -1.3244295 -2.1668744  0.7017532 -0.40086348 -0.41251883  0.42924986
 [3,]  0.60062917 -0.5955623  0.6192783 -0.3836310  0.0687157  1.7804657  0.5965411 -1.62625036  1.27706937  0.72860273
 [4,] -0.07328279 -0.1738157  1.4965579 -1.1686115         NA -1.0171604 -0.3283916  0.63493884  0.72039689 -0.20889111
 [5,]  0.78747874 -0.8607320  0.4828322         NA -0.2206443  0.2001473  0.7725701  0.06155196  0.09011719 -1.01902968
 [6,]  0.17988720 -0.8520000 -0.5911523  1.8100573 -0.5610862  0.0151522 -0.2484345 -0.80695513 -0.18532984 -1.75115335
 [7,]  1.03943492  0.4880532 -2.7588922 -0.1336166 -1.2842406  1.2871333  0.7595750 -0.55615677 -1.67765572 -0.05440992
 [8,]  1.12394474  1.4890366 -1.6034648 -1.4315445 -0.2305239 -0.3536677 -0.8694188 -0.53689507 -1.11510406 -1.39108817
 [9,] -0.30393916  0.6216156  0.1559639  1.2297105 -0.2943939  1.8224512 -0.4457441 -0.32814665  0.55487894 -0.22602598
[10,]  1.18424722 -0.1816049 -2.2975095 -0.7537477  0.8664752 -0.8710603  0.3351710 -0.79632184 -0.56254688 -0.77449398

aqui está um exemplo do segundo ...

x = matrix(rnorm(1000),100,10)
x.missing = x > 1
x[x.missing] = NA

complete.cases(x)

  [1]  TRUE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE
 [22] FALSE FALSE  TRUE FALSE  TRUE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
 [43]  TRUE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE FALSE  TRUE FALSE  TRUE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE
 [64] FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE
 [85] FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE  TRUE FALSE

Pelo menos k = 3 linhas completas são satisfeitas, portanto, é possível atribuir k = 3.

> head(knnImputation(x,k=3))
            [,1]       [,2]       [,3]       [,4]       [,5]       [,6]       [,7]       [,8]        [,9]       [,10]
[1,]  0.01817557 -2.8141502  0.3929944  0.1495092 -1.7218396  0.4159133 -0.8438809  0.6599224 -0.02451113 -1.14541016
[2,]  0.51969964 -0.4976021 -0.1495392 -0.6448184 -0.6066386 -1.6210476 -0.3118440  0.2477855 -0.30986749  0.32424673
...

tapinha
fonte

5

require(imputation)
x = matrix(rnorm(100),10,10)
x.missing = x > 1
x[x.missing] = NA
y <- kNNImpute(x, 3)

attributes(y)

$names
[1] "x"              "missing.matrix"

y$x

> x (matriz original)

             [,1]        [,2]       [,3]       [,4]        [,5]        [,6]        [,7]
 [1,]  0.38515909  0.52661156  0.6164138  0.3095225  0.55909716 -1.16543168 -0.70714440
 [2,] -0.39222402 -1.29703536  0.4429824 -1.3950116          NA -0.46841443 -0.57563472
 [3,] -2.04467869 -0.52022405         NA  0.7219057 -0.93573417 -1.51490638  0.62356689
 [4,] -1.08684345  0.63083074         NA  0.5603603  0.48583414          NA -0.69447183
 [5,]  0.30116921  0.25127476 -0.2132160         NA -1.63484823 -0.58266488  0.34432576
 [6,]  0.82152305 -0.12900915 -1.8498997  0.8012059          NA -0.14987133 -1.11232289
 [7,]  0.27912763 -0.68923032 -0.2355762 -0.2541675 -0.14181344 -0.08519797  0.13061823
 [8,]  0.06653984 -0.87521539 -0.0980306 -0.4350224  0.05021324 -1.66963624 -0.09204772
 [9,]  0.12687240 -0.62717646 -0.1258722         NA -0.86913445  0.68365036          NA
[10,]  0.56680502  0.03318012  0.1411861  0.6573134 -0.14747073          NA -1.37949278
             [,8]        [,9]       [,10]
 [1,] -2.67066748          NA -0.64370528
 [2,] -1.26864936 -1.95692064  0.28917897
 [3,] -0.27816124 -0.20332695 -1.29456054
 [4,] -1.10917662 -0.59598910 -0.32475962
 [5,] -0.15448822  0.71667444 -1.60827152
 [6,] -0.66691445  0.05396037  0.04074923
 [7,]  0.05644956  0.99416556 -0.77808427
 [8,] -0.32294266          NA -2.50933697
 [9,] -0.67226044          NA          NA
[10,] -0.84866945 -0.54318570          NA

> y $ x (matriz imputada)

            [,1]        [,2]        [,3]        [,4]        [,5]        [,6]        [,7]
 [1,]  0.38515909  0.52661156  0.61641378  0.30952251  0.55909716 -1.16543168 -0.70714440
 [2,] -0.39222402 -1.29703536  0.44298237 -1.39501160 -0.22157531 -0.46841443 -0.57563472
 [3,] -2.04467869 -0.52022405  0.08298882  0.72190573 -0.93573417 -1.51490638  0.62356689
 [4,] -1.08684345  0.63083074 -0.66707695  0.56036034  0.48583414 -0.98956026 -0.69447183
 [5,]  0.30116921  0.25127476 -0.21321600 -0.02480909 -1.63484823 -0.58266488  0.34432576
 [6,]  0.82152305 -0.12900915 -1.84989965  0.80120592 -0.76323053 -0.14987133 -1.11232289
 [7,]  0.27912763 -0.68923032 -0.23557619 -0.25416751 -0.14181344 -0.08519797  0.13061823
 [8,]  0.06653984 -0.87521539 -0.09803060 -0.43502238  0.05021324 -1.66963624 -0.09204772
 [9,]  0.12687240 -0.62717646 -0.12587221  0.00000000 -0.86913445  0.68365036  0.00000000
[10,]  0.56680502  0.03318012  0.14118610  0.65731337 -0.14747073  0.00000000 -1.37949278
             [,8]        [,9]       [,10]
 [1,] -2.67066748  0.04286260 -0.64370528
 [2,] -1.26864936 -1.95692064  0.28917897
 [3,] -0.27816124 -0.20332695 -1.29456054
 [4,] -1.10917662 -0.59598910 -0.32475962
 [5,] -0.15448822  0.71667444 -1.60827152
 [6,] -0.66691445  0.05396037  0.04074923
 [7,]  0.05644956  0.99416556 -0.77808427
 [8,] -0.32294266  0.00000000 -2.50933697
 [9,] -0.67226044  0.00000000  0.00000000
[10,] -0.84866945 -0.54318570  0.00000000

É imputado os valores que pode. Aqueles que não podem ser imputados são definidos como zero.

Eric Peterson
fonte

Parece imputationpacotes não existe mais (para R versão 3.1.2)

Ehsan M. Kermani

está no github, pesquise no google.

marbel

5

O pacote de imputação não está mais no CRAN.

Um pacote diferente do DMwR que oferece uma função de imputação kNN é o VIM.

Também é fácil de usar:

library("VIM")
kNN(x, k=3)

stats0007
fonte

1

install.packages("DMwR")*  # for use of knnImputation.

require(DMwR)
x  = matrix(rnorm(100), 10, 10)
x.missing= x >1
x[x.missing] = NA
complete.cases(x)
y <- knnImputation(x, 3)

user89870
fonte

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A razão para R não poder imputar é porque, em muitos casos, mais de um atributo em uma linha está ausente e, portanto, ele não pode calcular o vizinho mais próximo. Como alternativa, você pode fazer variáveis de intervalo de imputação com probabilidades projetadas a partir de uma distribuição normal (ou se sua distorção usar uma distribuição Gama com distorção semelhante). e use uma árvore de decisão para prever valores ausentes no caso de uma variável de classe.

Sarath Sunil
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Pacotes R de imputação KNN

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