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単純なデータに適用した際に最小二乗法フィットがバイアスを持つように見える理由

概要

  • グラフにおける オーバープロット の指摘
  • 点の大きさ塗りつぶし の工夫を提案
  • 問題の本質ではないが 可視化のベストプラクティス として推奨
  • コメント投稿者は Peter Flom
  • コメントの投稿日時や経過時間の記載

グラフのオーバープロットについての指摘

  • グラフに 多くのデータ点が重なって表示 されているオーバープロットの発生
  • 各データ点を より小さい点塗りつぶしなしの円 で表示することを提案
  • オーバープロット自体が 本質的な問題ではない との見解
  • 可視化における 良い実践例(ベストプラクティス) として推奨
  • コメント投稿者: Peter Flom
  • コメント日時: 2026-01-02 12:21:00 +00:00
  • コメント投稿からの経過時間: 2日前

Hackerたちの意見

yをxに対してプロットすると回帰直線ができて、逆にxをyに対してプロットすると別の直線ができるんだよね。統計の授業を教えてる途中で気づいて、ちょっと恥ずかしかった。バイアスを取り除く方法の一つが正規化かな。

こう考えるといいかも:線形回帰モデルはyのノイズだけを考慮して、xのノイズは無視する。一方、PCAの楕円や固有ベクトルはxとyの両方のノイズをモデル化するんだ。

これで面白い問題が出てくるんだけど、多くのシステムではyの方がxよりもノイズが多いことがあるんだ。例えば、アナログ-デジタルコンバータからの時系列データで、時間は水晶振動子に基づいてる場合とかね。

もしyがxのn倍ノイズがあるとわかっている場合、フィットを改善する方法はある?それとも、各自由変数の(おおよその)ノイズ分布がわかっている場合はどう?

トレンドを当てはめるとき、データ分析のためにPCAの固有ベクトルを使うべきなの?それとも線形回帰の方がいいの?

最小二乗法とPCAは異なる損失関数を最小化するんだよね。一つは縦(y)距離の二乗和、もう一つは直線への最短距離の和。これが違いを生むんだ。

最小二乗法をノイズをガウス分布にフィットさせる視点で見ると、結構役立つと思う。

なるほどね。でも、最小二乗法がどうして下に傾くのか、他の方向じゃダメなの?なんか恣意的に感じるんだけど。

線形回帰、つまり普通の最小二乗法はYだけにノイズがあってXは正しいと仮定してるんだ。君の「視覚的検査」はXとYの両方にノイズがあると仮定してる。それをトータル最小二乗法って呼ぶんだよ。

そうそう、デモするために傾けて(xとyを入れ替えて)もう一度やってみて。これがTLSのやってることかもね?

ここにイラストがあるよ: https://en.wikipedia.org/wiki/Total_least_squares

量子科学の教授が「xデータに誤差がないデータ収集シナリオを挙げられる人は?」ってよく聞いてた。そして、デミング回帰を一般的に好まれる分析として教えてたんだ。

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