非参数检验-秩和检验-研.
秩和检验
三、建立假设检验，确定检验水准
H0: 三组总体分布相同，即三组吞噬指数的总体 分布相同
H1: 三组总体分布不全相同，即三组吞噬指数的 总体分布不全相同
787.47
880.83
差值
10
27.88
1.15
154.72
结果展示： 根据样本数据分布类型，选择合适的表示方法 正态分布时，用均数和标准差表示（mean±SD） 偏态分布时，用中位数和四分位间距表示
两样本比较的秩和检验
例2、在河流监测断面优化研究中，研究者从某河流甲乙两个
断面分别随机抽取10和15个样本，测得其亚硝酸盐氮（mg/L）
表1 不同剂量组小鼠肝糖原含量（mg/100g）
小鼠对号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
中剂量组 620.16 866.50 641.22 812.91 738.96 899.38 760.78 694.95 749.92 793.94
高剂量组 958.47 838.42 788.90 815.20 783.17 910.92 758.49 870.80 862.26 805.48
要求掌握内容
计算机操作
配对比较的秩和检验 两样本比较的秩和检验 多个独立样本比较的秩和检验
结果的表达
配对比较的秩和检验
例1、某研究者欲研究保健食品对小鼠抗疲劳作用，将同种属的小鼠按性 别和年龄相同、体重相近配成对子，共10对，并将每对中的两只小鼠随 机分到保健食品两个不同的剂量组，过一定时期将小鼠处死，测得其肝 糖原含量（mg/100g），结果见表1，问不同剂量组的小鼠肝糖原含量有 无差别？
10非参数秩和检验
n2=7
T2=134
Kruskal-Wallis test
(1) 建立假设检验
H0：四组鼠脾DNA含量的总体分布相同
H1：四组鼠脾DNA含量的总体分布位置不全相同 α＝0.05
(2) 计算统计量
‣ 四个样本总例数N=8+7+9+8=32。将四样本32个观
察值统一由小到大编秩，见上表第(2)、(4)、(6)、 (8)列。在不同组中有相同含量值10.3两个，12.3三 个，均取各自的平均秩次。
Kruskal-Wallis test
Ti 2 12 H 3( N 1) N ( N 1) ni 1262 1342 123.5 2 54.5 2 12 3( 32 1) 19.90 32( 32 1) 8 7 9 8
Wilcoxon rank sum test
(3) 查表及结论
‣ n=n2-n1，查T界值表T0.05（4）=91~159，
两组患者的平均生存时间不同。
T1=162
落在界值范围外，所以P<0.05，拒绝H0，认为
二、正态近似法
例10-3 44例健康人与24例慢性气管炎病人痰液嗜酸 性粒细胞数的测量值（×106/L），问健康人与慢性 气管炎病人痰液嗜酸性粒细胞数有无显著差别？
0
计量 T 与总体的平均秩和应该相差不大；当与平均
秩相差太大时，超过了抽样误差可以解释的范围，
则 有 理 由 怀 疑 原 假 设 的 正 确 性 ， 从 而 拒 绝 H0 。
（刘启贵）
的血清抗体滴度水平间差异是否有统计学意义？
抗体 滴度 (1) 1:10 1:20 1:40 1:80 1:160 1:320 合计 气 雾 组 皮下注 80亿 100亿 射组 (2) (3) (4) 2 15 10 5 1 — 33 4 7 12 7 2 — 32 2 1 13 9 5 1 31 累计 平均 秩次 (6) 4.5 20 49 77 91.5 96 秩 80亿 (7) 9 300 490 385 91.5 — 1275.5 100亿 (8) 18 140 588 539 183 — 1468 和 皮下 (9) 9 20 637 693 475.5 96 1912.5 和
非参数统计wilcoxon秩和检验
Wilco x on 秩和检验Wilco x on 符号秩检验是由威尔科克森（F·Wilco x on ）于1945年提出的。
该方法是在成对观测数据的符号检验基础上发展起来的，比传统的单独用正负号的检验更加有效。
1947年，M ann 和W h itn e y 对Wi l coxo n 秩和检验进行补充，得到Wil c oxon -Mann-Whitn e y 检验，由后续的M a nn-Whitn e y 检验又继而得到M a nn-Whitn e y-U 检验。
一、 两样本的W i lcox on 秩和检验由Mann ，Whitn e y 和Wi l coxo n 三人共同设计的一种检验，有时也称为W i lco x on 秩和检验，用来决定两个独立样本是否来自相同的或相等的总体。
如果这两个独立样本来自正态分布和具有相同方差时，我们可以采用t 检验比较均值。
但当这两个条件都不能确定时，我们常替换t 检验法为W i lco x on 秩和检验。
Wilco x on 秩和检验是基于样本数据秩和。
先将两样本看成是单一样本（混合样本）然后由小到大排列观察值统一编秩。
如果原假设两个独立样本来自相同的总体为真，那么秩将大约均匀分布在两个样本中，即小的、中等的、大的秩值应该大约均匀被分在两个样本中。
如果备选假设两个独立样本来自不相同的总体为真，那么其中一个样本将会有更多的小秩值，这样就会得到一个较小的秩和；另一个样本将会有更多的大秩值，因此就会得到一个较大的秩和。
设两个独立样本为：第一个的样x 本容量为1n ，第二个样本y 容量为2n ，在容量为的21n n n +=混合样本（第一个和第二个）中，x 样本的秩和为x W ，y 样本的秩和为y W ，且有2)1(21+=+++=+n n n W W y x (1)我们定义2)1(111+-=n n W W x (2)2)1(222+-=n n W W y (3)以样本为例x ，若它们在混合样本中享有最小的个1n 秩，于是2)1(11+=n n W x ，也是可能取x W 的最小值；同样可能取y W 的最小值为2)1(22+n n 。
秩和检验数据要求
秩和检验数据要求
秩和检验（Rank Sum Test），也称为Mann-Whitney U检验，是一种非参数统计检验方法，用于比较两个独立样本的中位数是否相同。
这种检验不依赖于数据的分布，特别适用于分布未知或非正态分布的数据。
进行秩和检验时，对数据的要求通常包括：
1. 独立性：两个比较的样本应该是独立的，即一个样本的数据不应该受到另一个样本数据的影响。
2. 可比性：虽然秩和检验不要求数据必须来自正态分布，但是数据应该是有可比性的，意味着每个样本应该是一个总体的一部分。
3. 同质性：通常，秩和检验要求两个样本的总体分布应该是同质的，这意味着两个总体的分布不应该有显著的差异。
4. 样本大小：虽然秩和检验可以用于小样本数据，但是当样本大小非常小（例如，每个样本小于10）时，检验的准确性可能会受到影响。
5. 数据的数值性质：秩和检验适用于定量数据，可以是连续的或离散的。
对于分类数据，需要先转换为定量数据，例如，通过计算每个类别的频数或频率。
6. 无异常值：虽然秩和检验在一定程度上可以处理异常值，但是过多的异常值可能会影响检验的准确性。
在进行秩和检验之前，通常需要对数据进行适当的预处理，例如，将分类数据转换为数值，处理缺失值，以及将异常值纳入考虑。
此外，
还需要检查数据的分布特性，以确定秩和检验是否适合。
在某些情况下，可能需要使用秩和检验的改进版本，如Wilcoxon符号秩检验或Wilcoxon秩和检验，来处理特定类型的问题。
非参数统计中的秩和检验方法详解(十)
非参数统计中的秩和检验方法详解统计学是一门研究数据收集、分析、解释和呈现的学科。
在统计学中，参数统计和非参数统计是两种不同的方法。
参数统计依赖于总体参数的假设，而非参数统计则不依赖于总体参数的假设。
在本文中，我们将详细介绍非参数统计中的秩和检验方法。
一、秩和检验的概念秩和检验是一种常用的非参数统计方法，用于比较两个或多个总体的位置参数。
在进行秩和检验时，首先要对样本数据进行排序，然后用秩次替换原始观测值，最后对秩和进行比较，以得出结论。
二、秩和检验的原理秩和检验的原理基于总体分布的位置参数。
当我们无法对总体分布做出具体的假设时，可以使用秩和检验方法来比较两个或多个总体的位置参数。
在进行秩和检验时，我们需要计算每个样本的秩次和，然后根据秩和的大小来进行假设检验。
三、Wilcoxon秩和检验Wilcoxon秩和检验是一种常用的秩和检验方法，用于比较两个相关样本或者两个独立样本的位置参数。
在进行Wilcoxon秩和检验时，首先要对样本数据进行排序，然后用秩次替换原始观测值，最后对秩和进行比较，以得出结论。
Wilcoxon秩和检验是一种非参数检验方法，不依赖于总体分布的假设，因此在实际应用中具有较广泛的适用性。
四、Mann-Whitney U检验Mann-Whitney U检验是一种常用的秩和检验方法，用于比较两个独立样本的位置参数。
在进行Mann-Whitney U检验时，首先要对两个样本数据进行合并并进行排序，然后用秩次替换原始观测值，最后根据秩和的大小来进行假设检验。
Mann-Whitney U检验也是一种非参数检验方法，适用于总体分布未知或不满足正态分布假设的情况。
五、Kruskal-Wallis H检验Kruskal-Wallis H检验是一种常用的秩和检验方法，用于比较多个独立样本的位置参数。
在进行Kruskal-Wallis H检验时，首先要对多个样本数据进行合并并进行排序，然后用秩次替换原始观测值，最后根据秩和的大小来进行假设检验。
常见的几种非参数检验方法
常见的几种非参数检验方法非参数检验是一种不需要对数据进行假设检验的统计方法，它不需要满足正态分布等前提条件，因此被广泛应用于实际数据分析中。
在本文中，我们将介绍常见的几种非参数检验方法。
一、Wilcoxon符号秩检验Wilcoxon符号秩检验是一种用于比较两个相关样本之间差异的非参数检验方法。
它基于样本差异的符号和秩来计算统计量，并通过查表或使用软件进行显著性判断。
二、Mann-Whitney U检验Mann-Whitney U检验是一种用于比较两个独立样本之间差异的非参数检验方法。
它基于样本排名来计算统计量，并通过查表或使用软件进行显著性判断。
三、Kruskal-Wallis H检验Kruskal-Wallis H检验是一种用于比较多个独立样本之间差异的非参数检验方法。
它基于样本排名来计算统计量，并通过查表或使用软件进行显著性判断。
四、Friedman秩和检验Friedman秩和检验是一种用于比较多个相关样本之间差异的非参数检验方法。
它基于样本排名来计算统计量，并通过查表或使用软件进行显著性判断。
五、符号检验符号检验是一种用于比较两个相关样本之间差异的非参数检验方法。
它基于样本差异的符号来计算统计量，并通过查表或使用软件进行显著性判断。
六、秩相关检验秩相关检验是一种用于比较两个相关样本之间关系的非参数检验方法。
它基于样本排名来计算统计量，并通过查表或使用软件进行显著性判断。
七、分布拟合检验分布拟合检验是一种用于检验数据是否符合某个特定分布的非参数检验方法。
它基于样本数据与理论分布之间的差异来计算统计量，并通过查表或使用软件进行显著性判断。
八、重复测量ANOVA重复测量ANOVA是一种用于比较多个相关样本之间差异的非参数检验方法。
它基于样本方差和均值来计算统计量，并通过查表或使用软件进行显著性判断。
九、Bootstrap法Bootstrap法是一种用于估计总体参数和构建置信区间的非参数方法。
它基于自助重采样技术来生成大量虚拟样本，以此估计总体参数和构建置信区间。
秩和检验步骤
秩和检验步骤秩和检验（Wilcoxon rank-sum test），也叫Mann-Whitney U检验，是一种非参数检验方法，用于比较两组样本的中位数是否存在差异。
它在样本数据不满足正态分布的情况下，仍然能够有效地进行假设检验。
秩和检验的步骤如下：1. 建立假设：在进行秩和检验之前，我们首先要建立起研究问题的假设。
假设一组数据为样本组A，另一组数据为样本组B，则我们的零假设（H0）可以设定为“样本组A的中位数等于样本组B的中位数”，备择假设（H1）可以设定为“样本组A的中位数不等于样本组B 的中位数”。
2. 数据排序：将两组样本数据合并，并进行排序。
对于相同的数据，可以将其排名取平均值作为排名。
3. 计算秩和统计量：对于样本组A的每个数据，计算其在合并样本中的秩次和。
将这些秩次和之和记为RA。
同样地，对于样本组B的每个数据，计算其在合并样本中的秩次和，记为RB。
秩和统计量U可以通过以下公式计算：U = min(RA, RB)4. 计算临界值：在给定显著性水平下，查找秩和统计量U对应的临界值。
可以使用查找表或计算机软件进行计算。
5. 做出决策：将计算得到的秩和统计量U与临界值进行比较，如果U小于临界值，则拒绝零假设，认为样本组A的中位数与样本组B的中位数存在显著差异；反之，如果U大于临界值，则接受零假设，认为两组样本中位数没有显著差异。
秩和检验的优点是不依赖于数据的分布情况，对于小样本量和非正态分布的数据也适用。
此外，秩和检验还可以应用于有序分类数据或等级数据的比较。
需要注意的是，秩和检验对于两组样本的样本量应该相等或接近，否则可能会影响检验结果的可靠性。
此外，如果样本量较小，可能会导致统计功效不足，即无法准确地检测到中位数的差异。
在实际应用中，秩和检验常用于医学研究、生物学研究以及社会科学等领域。
通过比较不同组别的样本中位数，可以发现变量之间的差异或者评估某个处理对样本的影响。
秩和检验是一种重要的非参数检验方法，能够在数据不满足正态分布的情况下进行假设检验。
非参数统计中的秩和检验方法详解(Ⅰ)
非参数统计中的秩和检验方法详解统计学是一门研究数据收集、分析、解释和展示的学科，它在各个领域都有着广泛的应用。
而在统计学中，参数统计和非参数统计是两种常见的方法。
参数统计是根据总体的参数进行推断，而非参数统计则是不对总体参数做出假设的一种统计方法。
在非参数统计中，秩和检验方法是一种常用且重要的方法。
本文将详细介绍非参数统计中的秩和检验方法。
一、秩和检验简介秩和检验是一种基于秩次的非参数检验方法，它主要用于对两个独立样本或多个相关样本的总体分布进行比较。
这种方法的优势在于对数据的分布形状没有要求，适用于各种类型的数据。
在进行秩和检验时，首先需要将样本数据进行排序，然后根据排序后的秩次进行计算。
接下来，通过比较秩和的大小来进行假设检验，从而得出结论。
二、秩和检验的应用场景秩和检验方法可以应用于诸多实际场景中。
比如，在医学研究中，可以用秩和检验方法来比较两种不同治疗方法的疗效；在工程领域，可以用秩和检验方法来比较不同生产工艺的产品质量；在市场营销中，可以用秩和检验方法来比较不同促销策略的效果等等。
总之，秩和检验方法在实际问题的解决中有着广泛的应用。
三、秩和检验的类型秩和检验包括了许多不同类型，其中最常见的包括Mann-Whitney U检验、Wilcoxon秩和检验和Kruskal-Wallis H检验。
下面将分别对这些检验进行详细介绍。
1. Mann-Whitney U检验Mann-Whitney U检验是一种用于比较两个独立样本的非参数检验方法。
它基于两组数据的秩次进行比较，通过计算秩和来判断两组数据是否来自同一总体分布。
Mann-Whitney U检验的原假设是两组样本来自同一总体分布，备择假设是两组样本来自不同总体分布。
通过计算U统计量和p值来进行假设检验，从而得出结论。
2. Wilcoxon秩和检验Wilcoxon秩和检验是一种用于比较两个相关样本的非参数检验方法。
它与Mann-Whitney U检验类似，同样是基于秩次进行比较。
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t
N
j) )
22
三、频数表资料或等级资料的 两样本比较
例7.4 P95
23
表7－4 某药对两种病型支气管炎的治疗
疗效
人数
秩次范围 平均秩次
秩和
单纯性 合并肺气肿 合计
（1） （2）
（3） （4） （5）
单纯性 合并肺气肿
（6） （7）
（8）
控制 65 显效 18 有效 30 无效 13 合计 126
4
非参数检验适用于：
非正态分布的资料 方差不齐的资料 等级资料 一端或两端有不确定数值（如>10.0、 <0.1等）的资料 分布不明的资料
5
非参数检验的优缺点：
优点：
适用范围广 对数据要求不严 方法简便、易于理解和掌握
缺点：
损失信息、检验效能低
符合条件
首选参数检验
不符合条件
非参数检验
6
注意
凡符合或经过变换后符合参数检 验条件的资料，最好用参数检验。当 资料不具备参数检验的条件时，非参 数检验是一种有效的分析方法。
第七章 非参数检验
（Nonparametric test）
1
检验方法的选择及应用条件:
t检验： u检验： 方差分析：
2
参数： 统计量： 参数检验：若样本所来自的总体分布 已知（如正态分布），对其总体参数
进行假设检验，则称为参数检验。
3
非参数检验：不考虑研究对象总体分 布的具体形式，也不对总体参数进 行统计推断，而是对样本所代表的 总体分布进行检验。由于这类方法 不受总体参数的限制，故称非参数 检验，又称任意分布检验 （distribution-free test）
42
107 1－107
54
3510
2286
6
24 108－131 119.5 2151
717
23
53 132－184 158.0 4740
3634
11
24 185－208 169.5 2554.4 2161.5
82
208
－
－ 12955.5 8780.5
24
第三节 成组设计多样本比 较的秩和检验
Kruskal-Wallis H检验
18
一、原始数据的两样本比较
例7.3 某医师为研究血清铁蛋白与肺炎的关 系，随机抽查了肺炎患者和正常人若干名， 并测得血清铁蛋白如表7-3，问肺炎患者与 正常人血清铁蛋白含量有无差别？ （见P94表7-3）
19
假设检验的要点：
1、混合编秩、数据相等时取平均秩 2、分别求两组的秩和
3、以样本量较小组的秩和为T
4、查成组设计的T界值表、确定P值
20
二、正态近似法
如果n1>10或n2>20则可用正态近似法：
u | T n1(N 1) / 2 | 0.5 n1n2 (N 1) /12
21
相同秩次较多时ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ校正：
u | T n1(N 1) / 2 | 0.5
n1n2
(N 12
1)
1
(
(t N3
3 j
| T n(n 1) / 4 | 0.5
uc n(n 1)(2n 1) / 24
(ti3 ti ) / 48
注意：仍为非参数检验
16
单一样本与总体中位数的比较
差值：各观察值与总体中位数的差 例7.2 P92
17
第二节 完全随机设计两样本比 较的秩和检验
➢Wilcoxon 秩和检验 ➢Mann-Whitney U 检验
12
2、计算检验统计量T值 （1）求差值 （2）编秩次：
按绝对值大小 差值为0舍去不计 秩次相等取平均秩次
（3）求秩和：T+ T- （T++T- =n(n+1)/2） （4）确定检验统计量T:（任取T+或T- ）
13
3、确定P值，作出推断结论 根据T值（ T+=15.5 或 T-=29.5 ）查T
-0.4 2.6
-0.2 0.1
-4.5 -0.7
秩次 （5）
6.5 -4.5 -6.5
-3 8
-2 1
-9 -4.5
T+=15.5 T-=29.5
11
方法步骤：
1、建立检验假设，确定检验水准 H0：患者治疗前后白细胞总数差值的总体中 位数Md=0 H1：……差值的总体中位数Md≠0 α＝0.05
25
基本步骤：
1、建立检验假设，确定检验水准 2、混合编秩，分组求秩和Ti 3、计算检验统计量H
26
H值的计算
H (Ti Ti )2
2 T
H 12
Ti2 3(N 1)
N (N 1) ni
Hc
H c
1
H
(t
3 j
t
j
)
/(
N
3
N
)
27
4、确定P值，作出推断结论 小样本情况：当组数k≤3，且ni≤5时，可查 H界值表（ P284 ）,确定P值。如果H > H， 则P < ；反之，P > 。 大样本情况：若k > 3或ni > 5时，理论上， H近似服从自由度为k-1的χ2分布，可查χ2 界值表（P281）确定P值。
10
表7-1 9名苯中毒患者治疗前后白细胞总数结果(单位:109/L)
病人号 （1）
1 2 3
4 5 6 7 8 9
治疗前 （2）
6.0 4.8 4.5
3.4 7.0 3.8 6.0 3.5 4.3
治疗后 （3）
4.2 5.5 6.3
3.8 4.4 4.0 5.9 8.0 5.0
差值d （4）
1.8 -0.7 -1.8
7
秩和检验 （Rank sum test）:
又称秩转换的非参数检验
将变量值从小到大或从弱到强转换成秩后 再计算检验统计量，从而推断一个总体表达 分布位置的中位数M和已知M0、两个或多个 总体的分布是否不同 特点：对总体分布的形状差别不敏感，只对 总体分布的位置差别敏感
8
内容
1、配对资料的秩和检验:Wilcoxon符号秩检验 2、两样本比较的秩和检验:Wilcoxon秩和检验
界值表（P282） 原则：如果T位于检验界值区间内，P>， 不拒绝H0；如果T位于检验界值区间外， P，拒绝H0，接收H1
14
正态近似法:
n>25时，T分布近似正态分布可用正 态近似法作u检验：
u T T | T n(n 1) / 4 | 0.5
T
n(n 1)(2n 1) / 24
15
相同秩次较多时的校正值：
（计量资料、等级资料） 3、完全随机设计多样本比较的秩和检验:
Kruskal-Wallis H检验 （计量资料、等级资料） 4、随机区组设计资料的秩和检验:
Friedman M检验
9
第一节 配对设计的符号秩和检验
Wilcoxon 符号秩和检验
例7.1 某医院对9例苯中毒患者用中草药 抗苯一号治疗，得白细胞总数如表7-1， 问该药是否对患者的白细胞总数有影响？