回帰問題とは

かいきもんだいregression problem別名 回帰

1行定義

回帰問題とは、入力データから、価格や気温のような連続した数値を予測する、教師あり学習の問題のことです。

くわしく

回帰問題は、教師あり学習で扱う代表的な問題の1つです。中古住宅の広さや築年数から成約価格を予測する、過去の気象データから明日の最高気温を予測する、といったタスクが当たります。

分類問題との見分け方

教師あり学習の問題は、出力の種類で大きく2つに分かれます。出力が連続した数値なら回帰問題、あらかじめ決められたカテゴリなら分類問題です。

名前にまどわされないことが大切です。ロジスティック回帰は名前に「回帰」が付きますが、クラスに属する確率を出力し、分類に使う手法です。手法の名前ではなく、何を予測するかで判断します。

主な手法

最も基本的な手法は、入力と出力の関係を直線(入力が多い場合は平面や超平面)で表す線形回帰です。入力が1つなら単回帰分析、複数なら重回帰分析と呼びます。係数は、予測と実測の差の二乗和が最小になるように求めます(最小二乗法)。

決定木、ランダムフォレスト、ニューラルネットワークなども回帰に使えます。過去の値から将来の値を予測する自己回帰モデル(ARモデル)は、時系列データを扱う回帰の手法です。

評価のしかた

評価には、予測値と実際の値の差を使います。差を二乗して平均した平均二乗誤差(MSE)、その平方根をとった二乗平均平方根誤差(RMSE)、差の絶対値を平均した平均絶対値誤差(MAE)が代表的です。MSEとRMSEは、大きく外れた予測の影響を強く受けます。

名前の由来

「回帰」という言葉は、19世紀にフランシス・ゴルトンが親子の身長を調べた研究に由来します。背の高い親の子は親ほど高くならず、全体の平均に近づく傾向がありました。ゴルトンはこれをregression(回帰)と呼び、今日では平均への回帰といいます。

G検定での出題

出力が連続した数値か、決められたカテゴリかで分類問題と見分けることや、線形回帰などの手法、名前に回帰とあるロジスティック回帰は分類に使うこと、MSEなどの評価指標が問われます。

混同しやすい用語

用語意味
分類問題入力データが、あらかじめ決められたいくつかのクラス(カテゴリ)のうちどれに当たるかを予測する、教師あり学習の問題
ロジスティック回帰入力の重み付き和をシグモイド関数に通して0から1の確率を出力し、主に2値分類に使う教師あり学習のモデル

違いを表で比べる:分類問題と回帰問題

◯×チェック

  1. 回帰問題を解くモデルの性能は、正解率や再現率よりも、予測値と実際の値の差に基づく平均二乗誤差(MSE)などで評価するのが一般的である。

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    答え ◯ 正しい

    回帰の出力は数値なので、当たりか外れかではなく、どれだけずれたかで評価します。MSEのほか、RMSEや平均絶対値誤差(MAE)も使われます。

  2. 決定木は分類問題専用の手法であり、回帰問題には使えない。

    答えを見る

    答え × 誤り

    葉ごとに数値を割り当てれば、回帰に使えます(回帰木)。ランダムフォレストや勾配ブースティングも、分類と回帰の両方に使えます。

  3. ニューラルネットワークで回帰問題を解くときは、出力層の活性化関数に恒等関数を、誤差関数に二乗誤差を使う組み合わせが一般的である。

    答えを見る

    答え ◯ 正しい

    恒等関数は値をそのまま出すため、範囲が限られない数値を出力できます。多クラス分類では、ソフトマックス関数と交差エントロピーの組み合わせが一般的です。

練習問題

回帰問題の問題(7問)
  1. 回帰問題と分類問題の区別
  2. ARモデルによる2期先の予測
  3. 重回帰の偏回帰係数の解釈
  4. 回帰木による予測の外挿
  5. 回帰の誤差指標の計算
  6. 外れ値と回帰の評価指標の選択
  7. 回帰の出力層の活性化関数

AIで作成 人による確認:未 誤りを報告

出典と作成について

作成:ウカトレ編集部(AIで作成し、別のAIが一次資料と照合。手順は編集方針)

公開日: 最終更新日: 最終確認日:

対応シラバス:シラバス第1.4版 技術7

出典

  • G検定 試験出題範囲(シラバス2024)第1.4版(技術分野 項目7 教師あり学習)2026年10月30日閲覧
  • Christopher M. Bishop, Pattern Recognition and Machine Learning, Springer (2006)(Chapter 3 Linear Models for Regression)2026年10月30日閲覧
  • Francis Galton, Regression Towards Mediocrity in Hereditary Stature, Journal of the Anthropological Institute of Great Britain and Ireland 15, 246–263 (1886)2026年10月30日閲覧

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