有限混合模型(FMM)：STaTa分析 (以EM algorithm做潛在分類再迴歸分析)(附光碟)

張紹勳
學歷：國立政治大學資訊管理博士
現任：國立彰化師大專任教授
經歷：致理技術專任副教授

自序

Chapter01 地表最強的統計軟體STaTa
1-1 STaTa 如何讀入各種資料格式
1-1-1　SPSS 資料檔(*.sav) 轉成STaTa 格式
1-1-2　SAS 格式轉成STaTa
1-1-3　R 軟體之格式轉成STaTa
1-2 STaTa 是地表最強大的統計軟體
1-2-1　有限混合模型(finite mixtures models, FMM): EM algorithm指令
1-2-2　單層次：連續vs. 類別依變數迴歸之種類
1-2-3　STaTa 多層次混合模型的迴歸種類
1-2-4　STaTa panel-data 迴歸的種類
1-2-5　STaTa 流行病(epidemiologists) 之選擇表對應的指令　
1-2-6　STaTa 存活分析的選擇表之對應指令
1-2-7　STaTa 縱貫面—時間序列之選擇表
1-2-8　依變數binary outcome 之STaTa 選擇表
1-3 評比敵對模型，適配指標有八種

Chapter02 有限混合模型(finite mixtures models, FMM配搭十七種指令)
2-1 有限混合模型(finite mixtures models, FMM)
2-1-1　高斯混合模型(Gaussian mixture model，簡稱GMM)
2-1-2　單一高斯機率密度函數的參數估測法
2-1-3　有限混合模型之對應指令
2-1-4a　有限混合模型之應用領域
2-1-4b　有限混合模型之研究議題
2-2 Gaussian 混合模型(GMM) 使用expectation maximization(EM) 技術
2-2-1　高斯混合模型與最大期望(EM) 演算法
2-2-2　EM algorithm 範例解說
2-3 高斯(Gaussian) 混合模型應用在圖形辨識
2-3-1　K-Means 分類(classifier) 法，如何演變成EM algorithm 呢？
2-3-2　EM-GMM 建立的流程
2-3-3　期望值最大演算法(expectation maximization, EM) 之解說
2-3-4　EM algorithm 如何找出高斯混合模型(GMM) 潛在類別之解說？
2-3-5　混合模型、潛在類別(class) 和EM 演算法(mixture model,latent class and EM algorithm)
2-4 最大概似(ML)vs. 期望值最大(EM) 演算法
2-4-1a　最大概似(ML) ≠概似比(LR)
2-4-1b　EM 與ML 的關係解說
2-4-2a　EM 演算法是使訓練數據的對數概似函數最大化( 重點解說)
2-4-2b　聚類(clustering) EM algorithm：簡單版
2-4-2c　EM 演算法的推導(derivation of EM algorithm)
2-5 EM 演算法的工科論文
2-5-1　EM 演算法的範例：圖形模式分類(pattern classification)
2-5-2　EM 演算法的論文：圖像分割(image segmentation)

Chapter03 高斯混合模型(fmm: regression 指令)、異質線性迴歸
3-1 機率密度函數(probability density function) 常見有十種
3-2 單一常態( 高斯) 分布之迴歸分析
3-3 單一分布之線性迴歸概念
3-3-1a　單層次固定效果：最小平方法OLS 重點整理(regress 指令)
3-3-1b　單層次固定效果：最小平方法(OLS) 七個假定的診斷及補救法
3-3-2　最小平方法(OLS) vs. 概似法
3-3-3　單一分布之各類型迴歸
3-3-4　Type I 誤差α、Type II 誤差β、檢定力：ROC 圖的切斷點
3-4 雙高斯混合模型之解說
3-4-1　EM 演算法如何求解高斯混合模型？
3-4-2　混合模型有十七種：STaTa 指令語法
3-4-3a　雙高斯混合模型：重點回顧
3-4-3b　EM 演算法是使訓練數據的對數概似函數最大化：簡單版
3-4-3c　雙高斯混合模型(fmm 2: regress指令)：婦女全薪wagefull
3-4-4　參高斯混合模型(fmm 3: regress 指令)：Ln(醫療花費)

Chapter04 有限混合模型：線性迴歸(fmm:開頭指令)
4-1 內生共變數之線性迴歸(2SLS)(ivregression) 指令
4-2 工具變數及兩階段最小平方法(2SLS) (ivregression) 指令
4-2-1　進行OLS 統計分析時應注意之事項
4-2-2　工具變數(IV) 之重點整理
4-2-3　隨機解釋變數X(random regressor) 與工具變數Z(instrumental variable)
4-2-4a　單一工具變數及單一內生變數：內生性檢定
4-2-4b　兩階段最小平方法迴歸：Wu-Hausman 內生性檢定(estat endogenous指令)
4-2-5　為何需要多個工具變數？
4-2-6　工具變數(instrumental variables) 在教育應用 .
4-2-7　兩階段迴歸vs. 最小平方法迴歸之練習題
4-3 橫斷面/panel：如何偵測需要工具變數呢？
4-3-1　為何「教育水準」需要多個工具變數Z 呢？
4-3-2　橫斷面Hausman 檢定：OLS vs. 2SLS 誰優？(hausman 指令)
4-3-3　Panel-data Hausman-Taylor 法：需工具變數嗎？(xthtaylor)
4-4 內生共變數之混合模型(2SLS)(fmm : ivregression) 指令)
4-4-1　2SLS 混合模型
4-4-2　內生共變數之線性迴歸混合模型(2SLS)(fmm: ivregression) 指令：房租之影響因素

Chapter05 有限混合模型：logistic 迴歸(fmm:開頭指令)
5-1 logistic 迴歸之概念
5-1-1　logistic 迴歸假定、迴歸式解說
5-1-2　STaTa 之單一binary regression 選擇表之對應指令
5-2 單一邏輯斯迴歸的入門
5-2-1a　單模型之logistic 迴歸分析：年齡與罹患冠心病(CHD)關係
5-2-1b　單一logistic 迴歸之再練習：年齡與罹患冠心病(CHD)關係
5-3 對數常態(log-normal) 分布、對數logistic (log-log) 分布
5-3-1　對數常態(log-normal) 分布：偏態分布
5-3-2　對數邏輯斯分布(log-logistic)：偏態分布
5-4 雙邏輯斯混合模型(fmm 2 : logit指令)：電子支付之因素
5-5 雙機率混合模型(fmm 2: probit指令)：電子支付之因素
5-5-1　線性機率迴歸模型(probit regression) vs. logistic 模型
5-5-2　雙機率迴歸分析：電子支付影響因素
5-6 雙complementary log-logistic 模型(fmm 2: cloglog 指令)：電子支付之因素
5-6-1　對數- 邏輯斯模型(complementary log-logistic model)
5-6-2　雙「對數- 邏輯斯」模型(complementary log-log model)：電子支付

Chapter06 有限混合模型：多項Logit 迴歸(「fmm:」開頭mlogit 等指令)
6-1 離散選擇模型(asmprobit、mlogit、fmlogit、bayes: mlogit、mprobit、clogit、asclogit、ologit、logit、xtologit、zip 等指令)
6-1-1　離散選擇模型(DCM) 概念
6-1-2　離散選擇模型(DCM) 之數學式：以住宅選擇為例
6-2 單分布之多項邏輯斯模型(multinominal logit model, MNL)
6-3 Multinomial logit 迴歸分析：職業選擇種類(mlogit 指令)
6-4 多項邏輯斯迴歸分析：乳房攝影(mammo-graph) 選擇的因素(mlogit 指令)
6-5 多項機率迴歸分析(multinomial probit regression)：三種保險的選擇(mprobit 指令)
6-6 多項式邏輯斯迴歸　
6-6-1　個人化的行為預測和市場區隔的行為預測何者較有效度？
6-6-2　品牌選擇行為模型：隨機效用模型vs. 混合分群之多項式邏輯斯迴歸模型
6-7 雙多項Logit 迴歸(fmm: mlogit指令)：汽車品牌選擇
6-7-1　雙多項邏輯斯混合模型(fmm: mlogit指令)：三種汽車品牌選擇

Chapter07 有限混合模型：Ordinal outcomes 迴歸(fmm:開頭ologit、oprobit 指令)
7-1 離散選擇模型(asmprobit、mlogit、fmlogit、bayes: mlogit、mprobit、clogit、asclogit、ologit、logit、xtologit、zip 等指令)
7-2 Ordered Logit 及Ordered Probit 模型之概念
7-3 Ordered Logit 及Ordered Probit 迴歸分析：影響親子親密關係的因素(reg、listcoef、prgen、ologit、logit)
7-4 Ordered Logit 迴歸分析：Copenhagen 的住房條件(ologit、lrtest、graph bar、oprobit 指令)
7-5 雙Ordered logistic 混合迴歸(fmm: ologit 指令)：健康等級之因素
7-6 雙Ordered probit 混合模型(fmm : oprobit 指令)：健康等級之因素
7-6-1　Ordered probit regression 混合模型之指令 .
7-6-2　Ordered probit regression 混合模型：健康等級之因素 Chapter

Chapter08 有限混合模型：計次(count) 迴歸(fmm:開頭指令)
8-1 單分布Count 依變數：零膨脹Poisson 迴歸 vs. negative binomial迴歸
8-1-1　Poisson 分布
8-1-2　負二項(negative binomial) 分布
8-1-3　零膨脹(Zero-inflated)Poisson 分布
8-2 單分布Count 依變數：零膨脹Poisson 迴歸 vs. 負二項迴歸(zip、nbreg、prgen 指令)
8-3 單Zero-inflated ordered probit regression 練習：釣魚(zip 指令)
8-4 單零膨脹Ordered probit 迴歸分析：抽菸嚴重度(zioprobit 指令)
8-5 雙負二項混合模型(fmm: nbreg 指令)：精神科患者隨訪次數
8-6 雙Poisson 混合模型分析(fmm: poisson 指令)：醫生問診次數
8-7 雙零膨脹Poisson 之混合模型(fmm :pointmass指令)：釣魚數量

Chapter09 設限(censored) 混合模型、截斷(truncated)混合模型(fmm: tobit、fmm: tpoisson、fmm:intreg 指令)
9-1 單區間設限(interval-censoring) 迴歸(tobit 指令)：學習成就的因素
9-2 雙tobit regression 模型(fmm: tobit 指令)：大學生GPA 分數
9-3 雙區間(interval) 迴歸模型(fmm: intreg 指令)：婦女工資類別的上下限
9-4 單截斷(truncated) 迴歸分析(truncreg 指令)：學習成就的因素
9-5 雙truncated 線性迴歸模型(fmm: truncreg 指令)：妻子工作時數
9-6 雙Truncated Poisson 迴歸(fmm: tpoisson 指令)：買步鞋數量

Chapter10 Cox 存活分析vs. 雙存活迴歸模型(fmm:streg 指令)
10-1 Cox 存活分析：臨床研究最重要統計法
10-2 存活分析(survival analysis) 介紹
10-2-1　存活分析之定義
10-2-2　為何存活分析是臨床研究最重要的統計法？
10-2-3　存活分析之三種研究目標
10-2-4　存活分析之研究議題
10-2-5　設限資料(censored data)
10-2-6　存活時間T 之機率函數
10-2-7　Cox 存活分析vs. Logit 模型/Probit 模型的差異
10-3 存活分析範例：除草有助幼苗存活率嗎？
10-3-1　生命表(life table)
10-3-2　存活分析範例[ 依序(estat phtest、sts graph、ltable 或sts list、stci、stmh、stcox 指令)]
10-4 Cox 比例危險模型(proportional hazards model)(stcox 指令)
10-4-1　f(t) 機率密度函數、S(t) 存活函數、h(t) 危險函數、H(t) 累積危險函數
10-4-2　Cox 比例危險模型之迴歸式解說
10-4-3　危險函數的估計(hazard function)
10-4-4　Cox 比例危險模型之適配度檢定
10-4-5　Cox 模型之相對風險(relative risk, RR)
10-5 Logit 模型、Cox 迴歸、Probit 模型的概念比較
10-6 存活分析之有限混合模型(fmm: streg 指令)：手術傷口治癒模型

Chapter11 有限混合模型：Beta 迴歸(fmm: betareg等指令)
11-1 Beta 分布(Beta distribution)
11-1-1　Beta 分布之概念
11-1-2　Beta 分布的特性
11-2 雙Beta 迴歸分析(fmm: betareg 指令)：就讀學校合格率之因素

Chapter12 有限混合模型：GLM 迴歸(fmm: glm等指令)
12-1 廣義線型模型(generalized linear regression models)
12-1-1　廣義線性迴歸之概念
12-1-2　指數分布族、廣義線性模型之建模
12-2 參對數常態混合模型[fmm 3: regress、fmm 3：glm, family(lognormal)指令]：郵票厚度為例

參考文獻