K-fold cross-validation及其R程序

交叉验证(Cross-validation)主要用于建模应用中，例如PCR 、PLS 回归建模中。在给定的建模样本中，拿出大部分样本进行建模型，留小部分样本用刚创建的模型进行预报，并求这小部分样本的预报偏差，记录它们的平方加和。这个过程一直进行，直到全部的样本都被预报了一次并且仅被预报一次。把每一个样本的预报偏差平方加和，称为PRESS(predicted Error Sum of Squares)。交叉验证方法在克服过拟合（Over-Fitting）问题上很是有用。

K-fold cross-validation

{{K折交叉验证，初始采样分割成K个子样本，一个单独的子样本被保留做为验证模型的数据，其余K-1个样本用来训练。交叉验证重复K次，每一个子样本验证一次，平均K次的结果或者使用其它结合方式，最终获得一个单一估测。这个方法的优点在于，同时重复运用随机产生的子样本进行训练和验证，每次的结果验证一次，10折交叉验证是最经常使用的。}}

CVlm {DAAG}    
val=CVlm(df=cv,m=10,form.lm=formula(Y~X1+X2+X3+X4))# m=10(10-fold,df=cv为数据框文件为cv，拟和普通最小二乘法)
Analysis of Variance Table Response: Y
          Df Sum Sq Mean Sq F value  Pr(>F)
X1         1   69.4    69.4   17.19 0.00042
X2         1    4.1     4.1    1.03 0.32210
X3         1   32.3    32.3    8.01 0.00974
X4         1   27.8    27.8    6.88 0.01552
Residuals 22   88.8     4.0                
             
X1        ***
X2           
X3        ** 
X4        *  
Residuals    
---
Signif. codes:  0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1
fold 1 
Observations in test set: 2 
               13     16
Predicted   12.03 10.180
cvpred      13.49 10.768
Y            8.40 10.100
CV residual -5.09 -0.668
Sum of squares = 26.4    Mean square = 13.2    n = 2 
fold 2 
Observations in test set: 3 
                8    19    26
Predicted   13.52 12.03  8.85
cvpred      13.67 12.02  7.78
Y           12.10 10.80 13.30
CV residual -1.57 -1.22  5.52
Sum of squares = 34.4    Mean square = 11.5    n = 3 
fold 3 
Observations in test set: 3 
               9    22    25
Predicted   7.87 13.16 17.79
cvpred      8.09 13.22 15.15
Y           9.60 14.90 20.00
CV residual 1.51  1.68  4.85
Sum of squares = 28.7    Mean square = 9.56    n = 3 
fold 4 
Observations in test set: 3 
                 1   20    27
Predicted   11.428 12.3 11.29
cvpred      11.571 12.5 11.52
Y           11.200 10.2 10.40
CV residual -0.371 -2.3 -1.12
Sum of squares = 6.71    Mean square = 2.24    n = 3 
fold 5 
Observations in test set: 3 
                5    17     18
Predicted   11.10 13.05  9.167
cvpred      10.73 12.89  9.229
Y           13.40 14.80  9.100
CV residual  2.67  1.91 -0.129
Sum of squares = 10.8    Mean square = 3.59    n = 3 
fold 6 
Observations in test set: 3 
                6    10    21
Predicted   15.33  9.58 12.25
cvpred      13.63  9.76 12.27
Y           18.30  8.40 13.60
CV residual  4.67 -1.36  1.33
Sum of squares = 25.4    Mean square = 8.48    n = 3 
fold 7 
Observations in test set: 3 
                12     23    24
Predicted   10.436 15.963 15.21
cvpred      10.486 16.445 15.81
Y           10.600 16.000 13.20
CV residual  0.114 -0.445 -2.61
Sum of squares = 7.03    Mean square = 2.34    n = 3 
fold 8 
Observations in test set: 3 
                2      3    11
Predicted    9.48 13.064 11.87
cvpred       9.91 13.202 12.32
Y            8.80 12.300  9.30
CV residual -1.11 -0.902 -3.02
Sum of squares = 11.2    Mean square = 3.72    n = 3 
fold 9 
Observations in test set: 2 
                 4     7
Predicted   10.716 11.64
cvpred      10.646 12.21
Y           11.600 11.10
CV residual  0.954 -1.11
Sum of squares = 2.13    Mean square = 1.07    n = 2 
fold 10 
Observations in test set: 2 
               14     15
Predicted   11.26 11.441
cvpred      11.75 11.373
Y            9.60 10.900
CV residual -2.15 -0.473
Sum of squares = 4.84    Mean square = 2.42    n = 2 
Overall (Sum over all 2 folds) 
  ms 5.83 #10折平均的均方为5.83

‍