자크-베라 검정 (Jarque-Bera Test)

통계
한 줄 정의: 데이터의 왜도와 첨도를 이용해 그 데이터가 정규분포를 따르는지 검정하는 방법입니다.

쉽게 풀면

정규분포는 좌우 대칭이고(왜도 0) 봉우리의 뾰족한 정도도 일정한 기준(첨도 3)을 갖습니다. 자크-베라 검정은 실제 데이터의 왜도와 첨도가 이 정규분포의 기준값에서 얼마나 벗어나 있는지를 하나의 통계량으로 합쳐서 계산합니다. 이 값이 충분히 크면(p-value가 작으면) "데이터가 정규분포를 따르지 않는다"고 결론 내립니다. 표본 수가 많을 때 특히 안정적으로 작동해서, 회귀분석의 잔차 진단이나 시계열·계량경제 논문에서 자주 사용됩니다.

왜 중요한가

회귀분석, 시계열 모형, 계량경제 분석 등 정규성을 전제로 하는 많은 통계 기법에서, 그 전제가 실제로 성립하는지 확인하는 절차는 결과 해석의 타당성을 뒷받침하는 데 필수적입니다.

자크-베라 검정은 표본 수가 많을 때도 계산이 간단하고 안정적으로 작동해, 대규모 금융 시계열이나 거시경제 데이터를 다루는 계량경제학 논문에서 정규성 가정을 점검하는 표준 절차로 자주 채택됩니다. 검정 결과는 이후 어떤 추정 방법(예: 정규성을 가정하는 방법 대 강건한 방법)을 선택할지 결정하는 근거로도 이어집니다.

언제 쓰나

표본의 왜도(좌우 비대칭)와 첨도(꼬리의 두께)가 정규분포의 값(왜도 0, 첨도 3)에서 얼마나 벗어났는지로 정규성을 검정합니다. 계량경제·금융 논문에서 회귀 잔차나 수익률의 정규성을 확인할 때 특히 많이 쓰입니다.

결과는 이렇게 읽는다

JB가 클수록, p가 작을수록 정규분포에서 멀다는 뜻입니다. 두 가지 모양 중 어느 쪽이 문제인지는 왜도와 첨도를 따로 봐야 압니다.

작은 예(모의 자료, 각 n = 60, 계산 결과).

자료왜도 S첨도 KJBp
정규분포에서 뽑음0.372.831.46.483
지수분포(오른쪽 꼬리가 긺)1.566.0347.38< .001

논문에는 이렇게 보고한다

검정 대상(변수인지 회귀 잔차인지), 통계량, p를 적고, 정규성이 기각되었을 때 취한 조치(변환, 비모수 방법, 강건한 추정 등)를 이어서 적습니다.

모형 잔차에 대한 Jarque-Bera 검정 결과 정규성이 기각되지 않았다(JB = 1.46, p = .483). (형식을 보여 주려는 가상의 문장)

논문에서는 이렇게 쓰입니다

실제 논문에서

이 용어를 직접 쓴 국내 논문 문장을 아직 수집하지 못했습니다. 수집되는 대로 출처와 함께 싣겠습니다.

예시 문장

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

"회귀모형의 잔차에 대해 자크-베라 검정(Jarque-Bera test)을 실시한 결과 정규성 가정을 기각할 수 없었다(JB = 2.14, p = .343)."

이 문장은 회귀분석에서 나온 잔차(오차)가 통계적으로 정규분포와 크게 다르지 않다고 확인되었으므로, 정규성을 전제로 한 회귀분석 결과를 그대로 신뢰할 수 있다는 뜻입니다.

"일별 주식 수익률에 대해 자크-베라 검정을 수행한 결과 정규성 가정이 강하게 기각되어(JB = 158.4, p < .001), 두터운 꼬리를 반영한 분포 모형을 대안으로 채택하였다."

금융 시계열 연구에서는 자산 수익률이 정규분포보다 극단값이 자주 나타나는 두터운 꼬리 분포를 따르는 경우가 많다는 것을 이 검정으로 확인하고, 이를 반영한 모형을 선택했다는 뜻입니다.

"설문 응답으로 구성된 종속변수의 정규성을 자크-베라 검정으로 확인한 결과 유의한 왜도가 발견되어, 로그 변환 후 분석을 재실시하였다."

사회과학 조사연구에서도 종속변수의 분포 형태를 점검하는 데 이 검정이 쓰이며, 그 결과에 따라 변수 변환 같은 후속 조치를 취했다는 것을 보여줍니다.

조금 더 깊게 보면

자크-베라 통계량은 왜도의 제곱과 첨도가 정규분포 기준(0과 3)에서 벗어난 정도의 제곱을 가중합산해 만들어지며, 표본 수가 충분히 크면 이 통계량이 근사적으로 카이제곱분포를 따른다는 점을 이용해 유의성을 판단합니다.

이 때문에 표본이 작을 때는 근사가 부정확해져 검정력이 떨어지는 한계가 있고, 이런 경우 샤피로-윌크 검정처럼 소표본에 더 적합한 방법이 대안으로 쓰입니다.

또한 자크-베라 검정은 데이터가 정규분포에서 벗어난 방향(왜도인지 첨도인지)까지는 구체적으로 알려주지 않으므로, 유의한 결과가 나왔다면 왜도와 첨도 값을 따로 살펴보거나 히스토그램·Q-Q 도표 같은 시각적 진단을 함께 확인하는 것이 좋습니다.

주의할 점

자크-베라 검정은 표본 수가 적을 때는 검정력이 낮아 실제로는 정규분포가 아니어도 "기각할 수 없다"는 결과가 나오기 쉽습니다. 표본이 작다면 샤피로-윌크 검정과 함께 확인하는 것이 안전합니다.

헷갈리기 쉬운 용어

정규성 검정은 여럿이고 ‘무엇의 어떤 면을 보는가’가 다릅니다.

검정무엇을 보나특징
Jarque-Bera 검정왜도와 첨도표본이 큰 자료와 회귀 잔차에 흔함. 소표본은 근사 부정확
샤피로-윌크 검정정렬된 값과 정규 기대값의 일치소·중표본에서 검정력이 좋은 편
콜모고로프-스미르노프 검정누적분포의 최대 거리평균·표준편차를 추정하면 Lilliefors 보정 필요
왜도·첨도분포 모양을 나타내는 요약값검정이 아니라 기술통계. JB의 재료
Q-Q 도표정규분포와 점의 일치를 눈으로 확인어디서 이탈하는지 보여 줌

어떤 검정이든 정규성 ‘검정 통과’와 ‘정규분포임’은 다른 말입니다. 그림과 함께 봅니다.

참고 문헌

  1. Jarque, C. M., & Bera, A. K. (1980). Efficient tests for normality, homoscedasticity and serial independence of regression residuals. Economics Letters, 6(3), 255–259.
  2. Jarque, C. M., & Bera, A. K. (1987). A test for normality of observations and regression residuals. International Statistical Review, 55(2), 163–172.
  3. Thadewald, T., & Büning, H. (2007). Jarque–Bera test and its competitors for testing normality: A power comparison. Journal of Applied Statistics, 34(1), 87–105.

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

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