Trong lĩnh vực phân tích dữ liệu, các mô hình hồi quy đa biến đã nhanh chóng nổi lên như một công cụ cho nhiều nhà nghiên cứu và nhà khoa học dữ liệu nhờ khả năng độc đáo của chúng. Mô hình này không chỉ có thể xử lý nhiều biến phụ thuộc cùng lúc mà còn có thể tương tác với nhiều biến độc lập. Tính năng này khiến hồi quy đa biến được quan tâm rộng rãi và ứng dụng của nó rất phổ biến trong các lĩnh vực như y học, kinh tế và khoa học xã hội.
Hồi quy đa biến có thể xử lý nhiều biến phụ thuộc cùng lúc trong cùng một mô hình, điều mà các mô hình hồi quy đơn biến truyền thống không thể thực hiện được.
Về cơ bản, mô hình hồi quy đa biến có thể được mô tả như một phương trình ma trận có thể thể hiện đầy đủ mối quan hệ giữa nhiều biến phụ thuộc. Nếu chúng ta biểu thị các biến này dưới dạng ma trận, chúng ta có thể biểu thị chúng dưới dạng sau:
Y = X * B + U
Tại đây, Y biểu thị một ma trận chứa nhiều chuỗi phép đo (mỗi cột biểu thị một phép đo của một biến phụ thuộc), trong khi X là ma trận quan sát của các biến độc lập, B là tham số cần ước tính và U biểu thị lỗi thuật ngữ. Với cách tiếp cận này, chúng ta có thể nắm bắt được mối quan hệ phức tạp giữa nhiều biến phụ thuộc và tính đến các yếu tố gây nhiễu có thể xảy ra.
Hồi quy đa biến về cơ bản là sự tổng quát hóa của hồi quy tuyến tính đa biến, mở rộng hồi quy tuyến tính đơn giản sang các tình huống có nhiều biến độc lập. Mô hình cơ bản của hồi quy tuyến tính bội có thể được biểu thị bằng công thức sau:
Y_i = β_0 + β_1*X_{i1} + β_2*X_{i2} + ... + β_p*X_{ip} + ε_i
Ở đây, Yi là giá trị quan sát được của biến phụ thuộc và Xi là biến độc lập. Mô hình hồi quy này bị hạn chế ở chỗ nó chỉ có thể bao gồm một biến phụ thuộc, trong khi hồi quy đa biến có thể xử lý nhiều biến phụ thuộc và do đó mạnh hơn về khả năng giải thích và các tình huống ứng dụng.
Trong nghiên cứu khoa học, tính phức tạp và khả năng thay đổi của dữ liệu khiến việc sử dụng hồi quy đa biến trở thành lựa chọn cần thiết.
Trong hồi quy đa biến, chúng ta có thể thực hiện hai loại kiểm định giả thuyết: kiểm định đa biến và kiểm định đơn biến. Trong thử nghiệm đa biến, các cột của Y được thử nghiệm cùng nhau, trong khi ở thử nghiệm đơn biến, mỗi cột của Y được thử nghiệm độc lập. Tính linh hoạt này cho phép hồi quy đa biến phân tích dữ liệu toàn diện hơn.
Hồi quy đa biến cũng có liên quan chặt chẽ đến các mô hình tuyến tính tổng quát (GLM). Các mô hình hồi quy đa biến giả định rằng các phần dư phải tuân theo phân phối chuẩn, trong khi GLM nới lỏng giả định này và cho phép các phần dư tuân theo các loại phân phối khác nhau, thường là phân phối theo hàm mũ. Điều này cho phép GLM xử lý nhiều loại biến kết quả khác nhau, chẳng hạn như hồi quy logistic nhị phân, hồi quy đếm và hồi quy liên tục.
Tính linh hoạt của các mô hình tuyến tính tổng quát cho phép các nhà nghiên cứu lựa chọn mô hình tối ưu cho các loại biến kết quả khác nhau.
Hồi quy đa biến được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu khoa học, một ví dụ nổi tiếng là trong phân tích nhiều lần quét não. Sinh viên thường sử dụng phương pháp này để xử lý dữ liệu liên quan đến hình ảnh não và có thể phân tích nhiều biến số khác nhau cùng lúc để rút ra những kết luận lâm sàng quan trọng. Quá trình này, thường được gọi là lập bản đồ tham số thống kê (SPM), được sử dụng để giải thích cách các yếu tố khác nhau trong một thí nghiệm ảnh hưởng đến những thay đổi trong hoạt động của não.
Với sự tiến bộ của khoa học công nghệ và sự cải tiến của công nghệ thu thập dữ liệu, nhu cầu về dữ liệu lớn ngày càng tăng. Hồi quy đa biến là một công cụ phân tích dữ liệu mạnh mẽ có thể cung cấp thông tin chi tiết sâu sắc trong môi trường đa biến. Vì vậy, phạm vi ứng dụng của nó trong đời sống hàng ngày và nghiên cứu chuyên môn ngày càng mở rộng.
Khi đối mặt với dữ liệu phức tạp, chúng ta thường cảm thấy bối rối và làm thế nào để lựa chọn phương pháp phân tích dữ liệu phù hợp trở thành thách thức cốt lõi trong nghiên cứu của chúng ta. Liệu sự xuất hiện của các mô hình hồi quy đa biến có giúp chúng ta hiểu rõ hơn về mối quan hệ phức tạp giữa dữ liệu không?