Введение

Непараметрическая статистика – это раздел статистики, который не основывается исключительно на параметрических семействах распределений вероятностей. Непараметрическая статистика – это тип статистического анализа, который делает минимальные предположения о базовом распределении изучаемых данных. Часто эти модели являются бесконечномерными, а не конечномерными, как в параметрической статистике. Непараметрическая статистика может использоваться для описательной статистики или статистического вывода. Непараметрические тесты часто применяются, когда предположения параметрических тестов явно нарушаются.

Применение и назначение

Непараметрические методы широко используются для изучения популяций, имеющих упорядоченный ряд (например, отзывы о фильмах, получающие от одной до четырех "звезд"). Использование непараметрических методов может быть необходимо, когда данные имеют ранжирование, но не имеют четкой численной интерпретации, например, при оценке предпочтений. С точки зрения уровней измерения, непараметрические методы оперируют порядковыми данными. Поскольку непараметрические методы опираются на меньшее количество предположений, их применимость гораздо шире, чем у соответствующих параметрических методов. В частности, их можно применять в ситуациях, когда известно меньше информации об исследуемом явлении. Кроме того, благодаря меньшей зависимости от предположений, непараметрические методы более устойчивы. Непараметрические методы иногда считают более простыми в использовании и более устойчивыми, чем параметрические, даже когда предположения параметрических методов оправданы. Это связано с их большей универсальностью, которая может снизить риск неправильного использования и интерпретации. Непараметрические методы можно рассматривать как консервативный выбор, поскольку они будут работать даже при невыполнении их предположений, в то время как параметрические методы могут давать вводящие в заблуждение результаты при нарушении их предположений. Более широкая применимость и повышенная устойчивость непараметрических тестов достигаются ценой: в тех случаях, когда предположения параметрического теста выполняются, непараметрические тесты обладают меньшей статистической мощностью. Иными словами, для получения выводов с той же степенью достоверности может потребоваться больший размер выборки.

Непараметрические модели

Непараметрические модели отличаются от параметрических моделей тем, что структура модели не задается априори, а определяется на основе данных. Термин "непараметрический" не подразумевает, что такие модели полностью лишены параметров, а лишь то, что число и природа параметров являются гибкими и не фиксированы заранее. Гистограмма – это простая непараметрическая оценка распределения вероятностей. Оценка плотности ядра – еще один метод оценки распределения вероятностей. Методы непараметрической и полупараметрической регрессии разработаны на основе ядер, сплайнов и вейвлетов. Анализ данных, основанный на оболочке данных, предоставляет коэффициенты эффективности, аналогичные тем, что получаются при многомерном анализе, без каких-либо предположений о распределении. KNN классифицирует новые экземпляры на основе K ближайших точек в обучающем наборе. Машина опорных векторов (с гауссовским ядром) является непараметрическим классификатором с большим запасом. Метод моментов применяется с полиномиальными распределениями вероятностей.

Методы

Непараметрические (или распределения не требующие) методы статистического вывода – это математические процедуры для проверки статистических гипотез, которые, в отличие от параметрических методов, не опираются на какие-либо предположения о вероятностных распределениях оцениваемых переменных. К наиболее часто используемым тестам относятся:

История

Ранняя непараметрическая статистика включает медиану (XIII век или ранее, применение для оценки Эдвардом Райтом, 1599; см.) и тест знаков, предложенный Джоном Арбутнотом (1710) для анализа соотношения полов у новорожденных (см.).

Общие ссылки

Багдановичюс, В., Круопис, Й., Никулин, М. С. (2011). "Непараметрические тесты для полных данных", ISTE & WILEY: Лондон и Хобокен. Гиббонс, Джин Дикинсон; Чакраборти, Субхабрата (2003). Непараметрический статистический вывод, 4-е изд. CRC Press. Также Холландер, М., Вольф, Д. А., Чикен, Э. (2014). Непараметрические статистические методы, John Wiley & Sons. Шескин, Дэвид Дж. (2003) Справочник по параметрическим и непараметрическим статистическим процедурам. CRC Press. Вассерман, Ларри (2007). Все о непараметрической статистике, Springer.