판별분석 (Discriminant Analysis)

통계
한 줄 정의: 이미 알려진 집단 소속을 가장 잘 구분해주는 변수들의 선형결합(판별함수)을 찾아 새로운 사례의 소속 집단을 예측하는 기법.

쉽게 풀면

로지스틱 회귀분석과 목적은 비슷하지만, 여러 변수를 조합해서 두 개 이상의 집단을 가장 잘 갈라주는 경계선(판별함수)을 찾는 방법이다. 이렇게 찾은 판별함수를 이용하면 소속 집단을 모르는 새로운 사례가 어느 집단에 속할지 예측할 수 있다. 예를 들어 여러 재무 지표를 이용해 기업이 부도 위험군인지 아닌지 분류하는 데 사용될 수 있다.

왜 중요한가

판별분석은 이미 소속 집단이 알려진 표본을 바탕으로 새로운 사례를 분류하는 규칙을 만든다는 점에서, 예측·분류가 필요한 여러 응용 연구의 기본 틀로 쓰입니다. 재무 부도 예측, 질병 진단 분류, 생물 종 판별처럼 "이 사례가 어느 범주에 속하는가"를 다루는 논문에서 로지스틱 회귀나 기계학습 분류기와 함께 비교 대상으로 자주 등장하며, 변수들이 집단 구분에 얼마나 기여하는지를 함께 파악할 수 있다는 점에서도 활용도가 높습니다.

언제 쓰나

이미 소속이 알려진 둘 이상의 집단이 있고, 여러 연속형 변수로 집단을 가장 잘 구분하는 규칙을 만들어 새 대상을 분류하거나 어떤 변수가 구분에 기여하는지 알고 싶을 때 씁니다. 출발점은 Fisher(1936)의 선형판별입니다.

상황보통 고르는 방법
집단 구분이 있고 분류 규칙을 만들고 싶음판별분석, 로지스틱 회귀
집단 구분이 없고 유형을 찾고 싶음군집분석
집단 간 평균 차이가 있는지 검정다변량 분산분석

결과는 이렇게 읽는다

작은 예(컴퓨터로 만든 가상의 자료): 두 변수, 집단당 30명인 두 집단입니다. 선형판별함수의 계수는 (1.44, 0.29)였습니다. 모형을 만든 자료로 분류한 적중률은 80.0%(48/60)지만, 한 명씩 빼놓고 예측하는 교차검증 적중률은 76.7%(46/60)로 더 낮습니다. 변수가 많고 표본이 작을수록 이 차이는 커집니다.

논문에는 이렇게 보고한다

논문에서는 이렇게 쓰입니다

실제 논문에서

국내 학술지 논문에서 이 용어가 쓰인 문장을 그대로 옮겼습니다. 제목·학술지·연도와 원문 링크를 함께 적었습니다.

예시 문장

아래는 용어의 쓰임을 보여 주려고 만든 예시로, 실제 논문에서 가져온 문장이 아닙니다.

"판별분석을 실시하여 재무비율을 기준으로 기업을 부도 위험군과 안전군으로 분류하는 판별함수를 도출하였다."

여러 재무 지표를 조합해 기업이 부도 위험군인지 안전군인지를 가장 잘 구분해주는 함수를 만들었다는 뜻이다.

"형태 측정 변수를 이용한 판별분석 결과, 두 근연종은 판별함수 점수를 기준으로 뚜렷이 구분되었다."

생물분류학에서는 신체 크기나 형태의 여러 측정값을 조합해 종이나 아종을 구분하는 데 판별분석을 사용한다.

"임상 지표를 바탕으로 한 판별분석을 통해 환자를 질환군과 대조군으로 분류하는 모형을 구축하였다."

의학 연구에서는 여러 검사 수치를 종합해 질환 여부를 판별하는 보조적 분류 도구로 판별분석을 활용한다.

조금 더 깊게 보면

판별분석은 집단 간 분산에 비해 집단 내 분산을 최소화하는 방향으로 변수들의 선형결합을 찾는데, 이 과정은 주성분분석과 원리는 비슷하지만 목적이 다릅니다. 주성분분석이 데이터의 전체 분산을 최대한 보존하는 축을 찾는다면, 판별분석은 집단을 가장 잘 구분하는 축을 찾는다는 차이가 있습니다. 실제 데이터가 정규성이나 공분산 동질성 가정을 만족하지 못하는 경우에는 이차판별분석(QDA)이나 로지스틱 회귀 같은 대안적 방법이 함께 검토되기도 합니다.

주의할 점

판별분석은 각 집단 내 변수들이 다변량 정규분포를 따르고 집단 간 공분산행렬이 동질적이라는 가정을 필요로 한다.

헷갈리기 쉬운 용어

용어집단 정보목적
판별분석알려진 집단집단을 잘 가르는 변수의 결합과 분류 규칙
로지스틱 회귀알려진 집단(결과)집단 소속 확률과 변수 효과(오즈비). 분포 가정이 덜 엄격
군집분석없음집단 자체를 새로 만듦
다변량 분산분석알려진 집단집단 평균 벡터가 다른지 검정. 판별분석과 수학적으로 닮음
주성분분석—집단 정보 없이 분산을 최대로 보존하는 축 (판별은 집단을 가르는 축)

참고 문헌

  1. Fisher, R. A. (1936). The use of multiple measurements in taxonomic problems. Annals of Eugenics, 7(2), 179–188.
  2. McLachlan, G. J. (1992). Discriminant Analysis and Statistical Pattern Recognition. Wiley.
  3. Press, S. J., & Wilson, S. (1978). Choosing between logistic regression and discriminant analysis. Journal of the American Statistical Association, 73(364), 699–705.
  4. Huberty, C. J., & Olejnik, S. (2006). Applied MANOVA and Discriminant Analysis (2nd ed.). Wiley.
  5. Hastie, T., Tibshirani, R., & Friedman, J. (2009). The Elements of Statistical Learning (2nd ed.). Springer.

표의 기준값은 위 문헌에 근거한 관례이며, 분야·학술지마다 다른 기준을 쓸 수 있습니다.

개념 계통

분야 전체 개념 지도 보기 →

관련 용어