Paquetes de imputación KNN R

14

Estoy buscando un paquete de imputación KNN. He estado mirando el paquete de imputación ( http://cran.r-project.org/web/packages/imputation/imputation.pdf ) pero, por alguna razón, la función de imputación KNN (incluso cuando se sigue el ejemplo de la descripción) solo parece para imputar valores cero (como se indica a continuación). He estado buscando pero aún no puedo encontrar algo y, por lo tanto, me preguntaba si alguien tiene otras sugerencias para buenos paquetes de imputación de KNN.

W

En el código de abajo, los valores de NA se reemplazan por ceros, no por el valor medio 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
fuente
1
De acuerdo con el código fuente github.com/jeffwong/imputation/blob/master/R/kNN.R , cualquier entrada que no pueda imputarse se establece en cero. La razón por la que está viendo tantos ceros es porque el algoritmo que el autor del paquete ha elegido no puede imputar valores para estas entradas. Sería mejor relajar el algoritmo de alguna manera para obtener estimaciones razonables para estos valores.
Flounderer
(ver líneas 91-93 del código en el enlace de arriba)
Flounderer
Tuve esta misma pregunta hace un tiempo, publicada en stackoverflow
Alex W
Vale la pena señalar: no hay esperanza de que ningún modelo de imputación tenga una estimación imparcial de los datos faltantes que ha generado (en función de cómo lo ha eliminado). Por supuesto, creo que está más interesado en ponerse kNNImputea trabajar (en lugar de trabajar bien), por lo que probablemente no le importe el sesgo.
Cliff AB
¿Hay alguna razón específica por la que quieras usar KNN? La coincidencia media predictiva es bastante similar y tiene muchas propiedades óptimas.
RayVelcoro

Respuestas:

10

También puede probar el siguiente paquete: DMwR .

Falló en el caso de 3 NN, dando 'Error en knnImputation (x, k = 3): No hay suficientes casos completos para calcular vecinos'.

Sin embargo, probar 2 da.

> 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

Puede probar suficientes observaciones utilizando complete.cases (x), donde ese valor debe ser al menos k.

Una forma de superar este problema es relajar sus requisitos (es decir, filas menos incompletas), al 1) aumentar el umbral de NA o, como alternativa, 2) aumentar su número de observaciones.

Aquí está el primero:

> 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

Aquí hay un ejemplo de la segunda ...

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

Al menos k = 3 filas completas están satisfechas, por lo tanto, es capaz de imputar 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
...
palmadita
fuente
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

Se imputan los valores que puede. Los que no pueden imputarse se establecen en cero.

Eric Peterson
fuente
Parece que los imputationpaquetes ya no existen (para R versión 3.1.2)
Ehsan M. Kermani
está en github, googlealo.
marbel
5

El paquete de imputación ya no está en CRAN.

Un paquete distinto de DMwR que ofrece una función de imputación kNN es VIM.

También fácil de usar:

library("VIM")
kNN(x, k=3)
stats0007
fuente
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
fuente
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La razón por la que R no puede imputar es porque, en muchos casos, falta más de un atributo en una fila y, por lo tanto, no puede calcular el vecino más cercano. Lo que puede hacer alternativamente es imputar variables de intervalo con probabilidades proyectadas de una distribución normal (o si está sesgada, use una distribución Gamma que tenga una inclinación similar). y use un árbol de decisión para predecir los valores faltantes en el caso de una variable de clase.

Sarath Sunil
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