สัมประสิทธิ์ Dice-Sørensen
ค่าสัมประสิทธิ์ Dice-Sørensen เป็นสถิติที่ใช้ในการวัดความคล้ายคลึงกันของตัวอย่างสองตัวอย่างได้รับการพัฒนาโดยอิสระโดยนักพฤกษศาสตร์Lee Raymond Dice [ 1 ]และThorvald Sørensen [ 2 ] ซึ่งตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2488 และ พ.ศ. 2491 ตามลำดับ
ชื่อ
ดัชนีนี้รู้จักกันในชื่ออื่น ๆ อีกหลายชื่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งดัชนี Sørensen–Dice [ 3 ]ดัชนี Sørensenและสัมประสิทธิ์ของ Diceรูปแบบอื่น ๆ ได้แก่ "สัมประสิทธิ์ความคล้ายคลึง" หรือ "ดัชนี" เช่นสัมประสิทธิ์ความคล้ายคลึงของ Dice ( DSC )การสะกดแบบอื่นที่ใช้กันทั่วไปสำหรับ Sørensen คือSorenson , SoerensonและSörensonและทั้งสามคำนี้ยังสามารถพบเห็นได้โดยมี คำลงท้ายเป็น –sen ( ตัวอักษร ø ในภาษาเดนมาร์กเทียบเท่ากับ ö ในภาษาเยอรมัน/สวีเดน ซึ่งสามารถเขียนเป็น oe ใน ASCII ได้)
ชื่ออื่นๆ ได้แก่:
สูตร
สูตรดั้งเดิมของ Sørensen มีจุดประสงค์เพื่อใช้กับข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง โดยกำหนดให้มีชุดข้อมูลสองชุด คือ X และ Y สูตรนี้จึงนิยามได้ดังนี้
โดยที่ | X | และ | Y | คือจำนวนสมาชิกของเซตทั้งสอง (กล่าวคือ จำนวนสมาชิกในแต่ละเซต) ดัชนี Sørensen เท่ากับสองเท่าของจำนวนสมาชิกที่เหมือนกันในทั้งสองเซต หารด้วยผลรวมของจำนวนสมาชิกในแต่ละเซต หรืออีกนัยหนึ่ง ดัชนีนี้คือขนาดของส่วนที่ตัดกัน คิดเป็นเศษส่วนของขนาดเฉลี่ยของเซตทั้งสอง
เมื่อนำไปใช้กับข้อมูลบูลีน โดยใช้คำจำกัดความของผลบวกจริง (TP) ผลบวกเท็จ (FP) และผลลบเท็จ (FN) สามารถเขียนได้ดังนี้
- .
แตกต่างจากดัชนี Jaccardซึ่งนับเฉพาะผลบวกจริงเพียงครั้งเดียวทั้งในตัวเศษและตัวส่วน DSC คือผลหารของความคล้ายคลึงและมีค่าอยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 [ 9 ]สามารถมองได้ว่าเป็นการวัดความคล้ายคลึงกันของเซต
เช่นเดียวกับดัชนี Jaccardการดำเนินการเซตสามารถแสดงได้ในรูปของการดำเนินการเวกเตอร์เหนือเวกเตอร์ไบนารีaและb :
ซึ่งให้ผลลัพธ์เดียวกันสำหรับเวกเตอร์ไบนารี และยังให้เมตริกความคล้ายคลึงที่ครอบคลุมมากขึ้นสำหรับเวกเตอร์โดยทั่วไปอีกด้วย
สำหรับชุดXและYของคำหลักที่ใช้ในการค้นหาข้อมูลสัมประสิทธิ์อาจถูกกำหนดเป็นสองเท่าของข้อมูลที่ใช้ร่วมกัน (การตัดกัน) เหนือผลรวมของจำนวนสมาชิก: [ 10 ]
เมื่อนำมาใช้เป็นการ วัด ความคล้ายคลึงของสตริงค่าสัมประสิทธิ์อาจคำนวณได้สำหรับสตริงสองสตริงxและyโดยใช้ไบแกรมดังต่อไปนี้: [ 11 ]
โดยที่n คือจำนวนบิแกรมตัวอักษรที่พบในทั้งสองสตริง, n คือจำนวนบิแกรมในสตริงxและn คือจำนวนบิแกรมในสตริงyตัวอย่างเช่น ในการคำนวณความคล้ายคลึงกันระหว่าง:
nightnacht
เราจะพบชุดบิแกรมในแต่ละคำ:
- {
ni,ig,gh,ht} - {
na,ac,ch,ht}
แต่ละเซตมีสมาชิกสี่ตัว และส่วนที่ตัดกันของสองเซตนี้จะมีสมาชิกเพียงหนึ่งตัวเท่านั้น คือht...
เมื่อแทนค่าตัวเลขเหล่านี้ลงในสูตร เราจะคำนวณได้ว่าs = (2 · 1) / (4 + 4) = 0.25
สัมประสิทธิ์ลูกเต๋าต่อเนื่อง
แหล่งที่มา: [ 12 ]
สำหรับค่าความจริงพื้นฐานแบบไม่ต่อเนื่อง (ไบนารี)และมาตรการต่อเนื่องในช่วง [0,1] สามารถใช้สูตรต่อไปนี้ได้:
ที่ไหนและ
สามารถคำนวณค่า c ได้ดังนี้:
ถ้าซึ่งหมายความว่าไม่มีส่วนที่ทับซ้อนกันระหว่าง A และ B โดยกำหนดค่า c เป็น 1 โดยพลการ
ความแตกต่างจาก Jaccard
สัมประสิทธิ์นี้มีรูปแบบที่ไม่แตกต่างจากดัชนี Jaccardมากนัก อันที่จริงแล้ว ทั้งสองค่าเทียบเท่ากันในแง่ที่ว่า เมื่อกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ Sørensen–Dice แล้วเราสามารถคำนวณค่าดัชนี Jaccard ที่เกี่ยวข้องได้และในทางกลับกัน โดยใช้สมการและ.
เนื่องจากสัมประสิทธิ์ Sørensen–Dice ไม่เป็นไปตามอสมการสามเหลี่ยมจึงถือได้ว่าเป็นดัชนี Jaccard เวอร์ชันกึ่งเมตริก[ 4 ]
ฟังก์ชันนี้มีค่าอยู่ระหว่างศูนย์และหนึ่ง เช่นเดียวกับฟังก์ชัน Jaccard แต่ต่างจาก Jaccard ตรงที่ฟังก์ชันผลต่างที่สอดคล้องกันนั้นมีค่าต่างกัน
ไม่ใช่เมตริกวัดระยะทางที่เหมาะสม เนื่องจากไม่เป็นไปตามอสมการสามเหลี่ยม[ 4 ]ตัวอย่างค้านที่ง่ายที่สุดของเรื่องนี้คือเซตทั้งสาม,และเรามีและเพื่อให้เป็นไปตามอสมการสามเหลี่ยม ผลรวมของด้านสองด้านใดๆ จะต้องมากกว่าหรือเท่ากับผลรวมของด้านที่เหลือ อย่างไรก็ตาม.
แอปพลิเคชัน
สัมประสิทธิ์ Sørensen–Dice มีประโยชน์สำหรับข้อมูลชุมชนนิเวศวิทยา (เช่น Looman & Campbell, 1960 [ 13 ] ) เหตุผลในการใช้งานส่วนใหญ่มาจากประสบการณ์มากกว่าทฤษฎี (แม้ว่าจะสามารถพิสูจน์ได้ในเชิงทฤษฎีว่าเป็นจุดตัดของเซตฟัซซีสองเซต[ 14 ] ) เมื่อเปรียบเทียบกับระยะทางแบบยุคลิดระยะทาง Sørensen ยังคงรักษาความไวในชุดข้อมูลที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันได้มากกว่า และให้ความสำคัญกับค่าผิดปกติน้อยกว่า[ 15 ]เมื่อเร็วๆ นี้ คะแนน Dice (และรูปแบบต่างๆ เช่น logDice ซึ่งใช้ลอการิทึม ) ได้รับความนิยมในพจนานุกรม คอมพิวเตอร์ สำหรับการวัดคะแนนความสัมพันธ์ทางคำศัพท์ของคำสองคำที่กำหนด[ 16 ] logDice ยังใช้เป็นส่วนหนึ่งของระยะทาง Mash สำหรับการประมาณระยะทางจีโนมและเมตาจีโนม[ 17 ] สุดท้าย Dice ถูกใช้ในการแบ่งส่วนภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการเปรียบเทียบผลลัพธ์ของอัลกอริทึมกับมาสก์อ้างอิงในการใช้งานทางการแพทย์[ 8 ]
เวอร์ชั่นความอุดมสมบูรณ์
สำนวนนี้สามารถขยายความได้ง่ายจาก คำว่าการมีอยู่/ไม่มีอยู่ของชนิดพันธุ์ไปเป็น ความอุดม สมบูรณ์ รูป แบบเชิงปริมาณนี้เป็นที่รู้จักกันในหลายชื่อ:
- ดัชนีSørensen-Dice เชิงปริมาณ[ 4 ]
- ดัชนีโซเรนเซนเชิงปริมาณ[ 4 ]
- ดัชนีลูกเต๋าเชิงปริมาณ[ 4 ]
- ความคล้ายคลึงของ Bray–Curtis (1 ลบด้วยความไม่คล้ายคลึงของ Bray-Curtis ) [ 4 ]
- ดัชนีเชิงปริมาณของCzekanowski [ 4 ]
- ดัชนีSteinhaus [ 4 ]
- เปอร์เซ็นต์ความคล้ายคลึงของPielou [ 4 ]
- สัดส่วนของข้อตกลงเฉพาะ[ 18 ]หรือข้อตกลงเชิงบวก[ 19 ]