กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 6 นาที

สัมประสิทธิ์ Dice-Sørensen

เปลี่ยนทางจากชื่ออื่น/เปลี่ยนทางจากการเคลื่อนไหว

ค่าสัมประสิทธิ์ Dice-Sørensen เป็นสถิติที่ใช้ในการวัดความคล้ายคลึงกันของตัวอย่างสองตัวอย่างได้รับการพัฒนาโดยอิสระโดยนักพฤกษศาสตร์Lee Raymond Dice และThorvald Sørensen...

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:

  • คะแนน F1
  • ดัชนีไบนารี (ไม่ใช่เชิงปริมาณ) ของCzekanowski [ 4 ]
  • การวัดความคล้ายคลึงทางพันธุกรรม[ 5 ]
  • ดัชนีความคล้ายคลึงกันของ Zijdenbos [ 6 ] [ 7 ]อ้างอิงถึงรายงานของ Zijdenbos และคณะในปี 1994 [ 8 ] [ 3 ]

สูตร

สูตรดั้งเดิมของ Sørensen มีจุดประสงค์เพื่อใช้กับข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง โดยกำหนดให้มีชุดข้อมูลสองชุด คือ X และ Y สูตรนี้จึงนิยามได้ดังนี้

ดีเอสซี=2|Xวาย||X|+|วาย|{\displaystyle DSC={\frac {2|X\cap Y|}{|X|+|Y|}}}

โดยที่ | X | และ | Y | คือจำนวนสมาชิกของเซตทั้งสอง (กล่าวคือ จำนวนสมาชิกในแต่ละเซต) ดัชนี Sørensen เท่ากับสองเท่าของจำนวนสมาชิกที่เหมือนกันในทั้งสองเซต หารด้วยผลรวมของจำนวนสมาชิกในแต่ละเซต หรืออีกนัยหนึ่ง ดัชนีนี้คือขนาดของส่วนที่ตัดกัน คิดเป็นเศษส่วนของขนาดเฉลี่ยของเซตทั้งสอง

เมื่อนำไปใช้กับข้อมูลบูลีน โดยใช้คำจำกัดความของผลบวกจริง (TP) ผลบวกเท็จ (FP) และผลลบเท็จ (FN) สามารถเขียนได้ดังนี้

ดีเอสซี=2ทีพี2ทีพี+เอฟพี+เอฟเอ็น{\displaystyle DSC={\frac {2{\mathit {TP}}}{2{\mathit {TP}}+{\mathit {FP}}+{\mathit {FN}}}}}.

แตกต่างจากดัชนี Jaccardซึ่งนับเฉพาะผลบวกจริงเพียงครั้งเดียวทั้งในตัวเศษและตัวส่วน DSC คือผลหารของความคล้ายคลึงและมีค่าอยู่ระหว่าง 0 ถึง 1 [ 9 ]สามารถมองได้ว่าเป็นการวัดความคล้ายคลึงกันของเซต

เช่นเดียวกับดัชนี Jaccardการดำเนินการเซตสามารถแสดงได้ในรูปของการดำเนินการเวกเตอร์เหนือเวกเตอร์ไบนารีaและb :

วี=2|เอ||เอ|2+||2{\displaystyle s_{v}={\frac {2|{\bf {{a}\cdot {\bf {{b}|}}}}}{|{\bf {{a}|^{2}+|{\bf {{b}|^{2}}}}}}}}

ซึ่งให้ผลลัพธ์เดียวกันสำหรับเวกเตอร์ไบนารี และยังให้เมตริกความคล้ายคลึงที่ครอบคลุมมากขึ้นสำหรับเวกเตอร์โดยทั่วไปอีกด้วย

สำหรับชุดXและYของคำหลักที่ใช้ในการค้นหาข้อมูลสัมประสิทธิ์อาจถูกกำหนดเป็นสองเท่าของข้อมูลที่ใช้ร่วมกัน (การตัดกัน) เหนือผลรวมของจำนวนสมาชิก: [ 10 ]

เมื่อนำมาใช้เป็นการ วัด ความคล้ายคลึงของสตริงค่าสัมประสิทธิ์อาจคำนวณได้สำหรับสตริงสองสตริงxและyโดยใช้ไบแกรมดังต่อไปนี้: [ 11 ]

=2nทีnx+ny{\displaystyle s={\frac {2n_{t}}{n_{x}+n_{y}}}}

โดยที่n คือจำนวนบิแกรมตัวอักษรที่พบในทั้งสองสตริง, n คือจำนวนบิแกรมในสตริงxและn คือจำนวนบิแกรมในสตริงyตัวอย่างเช่น ในการคำนวณความคล้ายคลึงกันระหว่าง:

night
nacht

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)เอ{\displaystyle A}และมาตรการต่อเนื่องบี{\displaystyle B}ในช่วง [0,1] สามารถใช้สูตรต่อไปนี้ได้:

ดีซี=2|เอบี|*|เอ|+|บี|{\displaystyle cDC={\frac {2|A\cap B|}{c*|A|+|B|}}}

ที่ไหน|เอบี|=Σฉันเอฉันฉัน{\displaystyle |A\cap B|=\Sigma _{i}a_{i}b_{i}}และ|บี|=Σฉันฉัน{\displaystyle |B|=\Sigma _{i}b_{i}}

สามารถคำนวณค่า c ได้ดังนี้:

=ΣฉันเอฉันฉันΣฉันเอฉันเข้าสู่ระบบ(ฉัน){\displaystyle c={\frac {\Sigma _{i}a_{i}b_{i}}{\Sigma _{i}a_{i}\operatorname {sign} {(b_{i})}}}}

ถ้าΣฉันเอฉันเข้าสู่ระบบ(ฉัน)=0{\displaystyle \Sigma _{i}a_{i}\operatorname {sign} {(b_{i})}=0}ซึ่งหมายความว่าไม่มีส่วนที่ทับซ้อนกันระหว่าง A และ B โดยกำหนดค่า c เป็น 1 โดยพลการ

ความแตกต่างจาก Jaccard

สัมประสิทธิ์นี้มีรูปแบบที่ไม่แตกต่างจากดัชนี Jaccardมากนัก อันที่จริงแล้ว ทั้งสองค่าเทียบเท่ากันในแง่ที่ว่า เมื่อกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ Sørensen–Dice แล้วเอส{\displaystyle S}เราสามารถคำนวณค่าดัชนี Jaccard ที่เกี่ยวข้องได้เจ{\displaystyle J}และในทางกลับกัน โดยใช้สมการเจ=เอส/(2เอส){\displaystyle J=S/(2-S)}และเอส=2เจ/(1+เจ){\displaystyle S=2J/(1+J)}.

เนื่องจากสัมประสิทธิ์ Sørensen–Dice ไม่เป็นไปตามอสมการสามเหลี่ยมจึงถือได้ว่าเป็นดัชนี Jaccard เวอร์ชันกึ่งเมตริก[ 4 ]

ฟังก์ชันนี้มีค่าอยู่ระหว่างศูนย์และหนึ่ง เช่นเดียวกับฟังก์ชัน Jaccard แต่ต่างจาก Jaccard ตรงที่ฟังก์ชันผลต่างที่สอดคล้องกันนั้นมีค่าต่างกัน

(X,วาย)=12|Xวาย||X|+|วาย|{\displaystyle d(X,Y)=1-{\frac {2|X\cap Y|}{|X|+|Y|}}}

ไม่ใช่เมตริกวัดระยะทางที่เหมาะสม เนื่องจากไม่เป็นไปตามอสมการสามเหลี่ยม[ 4 ]ตัวอย่างค้านที่ง่ายที่สุดของเรื่องนี้คือเซตทั้งสามX={เอ}{\displaystyle X=\{a\}},วาย={}{\displaystyle Y=\{b\}}และ=Xวาย={เอ,}{\displaystyle Z=X\cup Y=\{a,b\}}เรามี(X,วาย)=1{\displaystyle d(X,Y)=1}และ(X,)=(วาย,)=1/3{\displaystyle d(X,Z)=d(Y,Z)=1/3}เพื่อให้เป็นไปตามอสมการสามเหลี่ยม ผลรวมของด้านสองด้านใดๆ จะต้องมากกว่าหรือเท่ากับผลรวมของด้านที่เหลือ อย่างไรก็ตาม(X,)+(วาย,)=2/3<1=(X,วาย){\displaystyle d(X,Z)+d(Y,Z)=2/3<1=d(X,Y)}.

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 ]

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Dice-Sørensen_coefficient&oldid=1358228631 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สัมประสิทธิ์ Dice-Sørensen

ค่าสัมประสิทธิ์ Dice-Sørensen เป็นสถิติที่ใช้ในการวัดความคล้ายคลึงกันของตัวอย่างสองตัวอย่างได้รับการพัฒนาโดยอิสระโดยนักพฤกษศาสตร์Lee Raymond Dice และThorvald Sørensen...

ชื่อ

ดัชนีนี้รู้จักกันในชื่ออื่น ๆ อีกหลายชื่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดัชนี Sørensen–Dice [ 3 ] ดัชนี Sørensen และ สัมประสิทธิ์ของ Dice รูปแบบอื่น ๆ ได้แก่ "สัมประสิทธิ์ความคล้ายคลึง" หรือ "ดัชนี" เช่น สัมประสิทธิ์ความคล้ายคลึงของ Dice ( DSC )...

สูตร

สูตรดั้งเดิมของ Sørensen มีจุดประสงค์เพื่อใช้กับข้อมูลแบบไม่ต่อเนื่อง โดยกำหนดให้มีชุดข้อมูลสองชุด คือ X และ Y สูตรนี้จึงนิยามได้ดังนี้

ความแตกต่างจาก Jaccard

สัมประสิทธิ์นี้มีรูปแบบที่ไม่แตกต่างจาก ดัชนี Jaccard มากนัก อันที่จริงแล้ว ทั้งสองค่าเทียบเท่ากันในแง่ที่ว่า เมื่อกำหนดค่าสัมประสิทธิ์ Sørensen–Dice แล้ว เอส {\displaystyle S} เราสามารถคำนวณค่าดัชนี Jaccard ที่เกี่ยวข้องได้ เจ {\displaystyle J}...