如何在 Python 中执行 Welch 的 ANOVA?


Welch 的 ANOVA 是标准 ANOVA 检验的扩展,它允许不同的样本量和方差。通常,在 ANOVA 检验中进行比较的样本可能没有可比的方差或样本量。在某些情况下,应执行 Welch 的 ANOVA 而不是标准 ANOVA 检验,因为标准检验可能不可接受。在这篇文章中,我们将详细了解 Welch 的 ANOVA。

什么是 Welch 的 ANOVA?

Welch 的 ANOVA 是 ANOVA 检验的一个变体,用于比较两个或多个样本的均值。ANOVA 用于确定两个或多个样本的均值之间是否存在显著差异。Welch 的 ANOVA 是经典 ANOVA 检验的扩展,当样本的方差或样本量不相等时使用。

与通常假设样本方差相等的 ANOVA 检验不同,Welch 的 ANOVA 使用修正的 F−统计量来考虑方差的不等。因此,它是一种更稳健的检验,可以在更广泛的场景中使用。

在 Python 中实现 Welch 的 ANOVA

可以使用 Python 的 scipy.stats.f_oneway() 方法来执行 Welch 的 ANOVA。

语法

f_statistic, p_value = stats.f_oneway(sample1, sample2, sample3)

此函数接受三个或更多样本作为输入,并返回 ANOVA 检验的 F−统计量和 p−值。

算法

  • 导入 scipy 库。

  • 为 Anova 操作创建样本数据。

  • 执行 Anova 操作。

  • 打印结果。

示例

下面提供了一个如何使用此函数对三个样本执行 Welch 的 ANOVA 的示例:

import scipy.stats as stats

# Sample data
sample1 = [1, 2, 3, 4, 5]
sample2 = [2, 3, 4, 5, 6]
sample3 = [3, 4, 5, 6, 7]

# Perform ANOVA
f_statistic, p_value = stats.f_oneway(sample1, sample2, sample3)

# Print results
print('F-statistic:', f_statistic)
print('p-value:', p_value)

输出

F-statistic: 2.0
p-value: 0.177978515625

在此示例中,将对三个样本执行 Welch 的 ANOVA,f_oneway() 函数将提供 F−统计量和 p−值。p−值和 F−统计量分别评估组间变异与组内变异的比率,表明如果原假设为真,则不太可能发生观察到的结果。

如果样本均值之间存在显著差异,则可以使用这些数字来量化它。如果 p 值小于预设阈值(通常为 0.05),则可以拒绝原假设并发现样本均值之间存在显著差异。

结论

总之,Welch 的 ANOVA 检验与传统的 ANOVA 检验等效。如果检验的 p 值小于预设阈值(通常为 0.05),则可以忽略原假设,并判断样本均值之间存在显著差异。与任何统计检验的结果一样,Welch 的 ANOVA 的结论仅与其所基于的信息和假设一样可靠。分析师必须仔细考虑检验的假设和数据,以便适当地解释检验的结果。

更新于: 2022-12-28

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