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偏相関係数による有向相関分析

多変量データの相関分析 で分析できるのは、変数間の無向な関係です。 相関の高い・低いはわかりますが、変数間の向きはわかりません。

一方、 偏相関係数による分析 のページで、相関係数と偏相関係数でわかることが違い、また、向きによってその違いが表れていることがわかります。

このページの「有向相関分析」というのは、 偏相関係数による分析 をヒントにして、筆者が考えた分析方法です。 もしかしたら、 ベイジアンネットワークによるデータの構造解析 として、同じ方法がすでに世の中にあるかもしれないのですが、筆者の知る限りではないようです。 ご存知の方は、ご教示いただけると幸いです。

求め方の糸口

偏相関係数による分析 のページを改めて見ます。

まず、X1が矢印の元の場合や、中間の場合、相関係数と偏相関係数を比べると、X2とX3は、X1を共通にしていることを表しているのは、偏相関係数の方です。 また、偏相関係数の方が絶対値が小さいです。
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一方、X1が矢印の先の場合、相関係数と偏相関係数を比べると、X2とX3が無関係なことを表しているのは、相関係数の方です。 また、相関係数の方が絶対値が小さいです。
correlation correlation correlation

ネットワークグラフ の描き方のルールと、矢印の方向を合わせるのが、方針になりそうなことがわかります。

求め方

弱点

上記の方法は、矢印の中間、元、先にある変数が1個しかない構造の時に、うまく働きます。 複数あることは想定していません。

複数ある場合への対策は、 有向相関偏相関分析 になります。

実施例

出力の行列は、上から順に、相関係数の2乗、偏相関係数の2乗、グラフを描くためのデータです。 数字と、矢印の太さが対応しています。

1つの変数が、矢印の元や中間の場合

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元か中間かは、区別できないため、無向グラフです。

1つの変数が、矢印の先の場合

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ベイジアンネットワークによるデータの構造解析

ベイジアンネットワークによるデータの構造解析 として、世の中では、以前から量的変数から有向グラフを導く方法が考案されています。

条件付き独立かどうか、つまり、偏相関係数からわかる構造を見て、矢印の向きを決めているようです。

このページのように、相関係数と偏相関係数の両方を見る方法は、筆者は見かけたことがないです。

ソフト

Rによる有向相関分析 に、上記の実施例のコードがあります。



条件付き独立になるデータの構造


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