사후검정 (Post-hoc Test)

연구방법론
한 줄 정의: 세 집단 이상을 비교하는 검정에서 "어딘가에 차이가 있다"는 결과가 나온 뒤, 구체적으로 어느 집단과 어느 집단 사이에 차이가 있는지 짝지어 확인하는 추가 검정입니다.
사후검정사후검정 단계 순서: 분산분석 → 방법 선택, 방법 선택 → 오류율 통제 짝비교, 오류율 통제 짝비교 → 차이 쌍 확인.분산분석유의한 F 확인방법 선택분산 동질성 고려오류율 통제 짝비교A-B, A-C, B-C차이 쌍 확인어느 집단 사이인가1234한계관례상 유의한 F 뒤에 실시 — 등분산이면 튜키·셰페, 위배되면 게임스-하웰사후검정사후검정 단계 순서: 분산분석 → 방법 선택, 방법 선택 → 오류율 통제 짝비교, 오류율 통제 짝비교 → 차이 쌍 확인.분산분석유의한 F 확인방법 선택분산 동질성 고려오류율 통제 짝비교A-B, A-C, B-C차이 쌍 확인어느 집단 사이인가1234한계관례상 유의한 F 뒤에 실시 — 등분산이면 튜키·셰페, 위배되면 게임스-하웰

쉽게 풀면

A, B, C 세 가지 학습법의 시험 점수를 비교하는 분산분석을 돌렸더니 "세 집단 평균이 통계적으로 유의하게 다르다"는 결과가 나왔다고 해봅시다. 그런데 이 결과만으로는 A와 B가 다른 건지, B와 C가 다른 건지, 아니면 셋 다 서로 다른 건지 알 수 없습니다.

그냥 "이 셋 사이 어딘가에는 차이가 있다"는 것만 알려주기 때문입니다. 사후검정은 바로 이 지점에서, A-B, A-C, B-C처럼 두 집단씩 짝을 지어 "정확히 어디서 차이가 나는지"를 하나하나 확인해 주는 절차입니다.

이때 비교 횟수가 늘어날수록 우연히 유의한 결과가 나올 위험(1종 오류)도 커지기 때문에, 튜키의 HSD 검정이나 Scheffé 검정처럼 이 위험을 함께 통제해 주는 전용 방법을 사용합니다.

왜 중요한가

세 집단 이상을 비교하는 실험연구는 심리학, 교육학, 의학, 생명과학 등 거의 모든 실증 연구 분야에서 흔히 쓰이는 설계이기 때문에, 사후검정은 ANOVA와 짝을 이루는 필수 절차로 논문에 매우 빈번하게 등장합니다. 다중비교 시 발생하는 1종 오류 팽창 문제를 통제하는 방법이라는 점에서, 통계적 엄밀성을 평가하는 심사위원이나 독자가 특히 주의 깊게 살펴보는 부분이기도 합니다.

언제 쓰나

집단 수 k쌍 비교 수 k(k−1)/2전체 오류율 ≈ 1 − .95m본페로니 기준 α/m
33.143.0167
46.265.0083
510.401.0050
615.537.0033

(쌍 비교는 서로 독립이 아니므로 실제 값은 이 근사치와 약간 다릅니다.) 사후검정은 이 전체 오류율을 α 수준으로 유지하도록 기준을 조정합니다(다중비교 보정).

사전에 계획된 소수의 비교(계획비교, 대비)가 있으면 사후검정 대신 그 대비만 검정하는 편이 검정력이 높습니다.

결과는 이렇게 읽는다

방법쓰는 경우특징
Tukey HSD모든 쌍 비교, 등분산, 집단 크기가 비슷쌍 비교에서 전체 오류율을 통제, 집단 크기가 다르면 Tukey–Kramer 변형
Scheffé쌍뿐 아니라 복잡한 대비(예: A와 B의 평균 대 C)도 모두 보려 할 때가장 보수적(쌍 비교에서는 검정력이 낮음)
Bonferroni / Holm비교 횟수가 적을 때, 방법이 단순해야 할 때α를 비교 수로 나눔, Holm이 같은 오류 통제에서 더 강력
Games–Howell집단 분산이나 크기가 다를 때등분산을 가정하지 않음

논문에는 이렇게 보고한다

문장의 예(가상): “집단 간 점수 차이는 유의하였다(F(2, 87) = 5.62, p = .005). Tukey HSD 사후검정 결과 A집단이 C집단보다 높았고(평균 차이 = 4.1, 95% CI [1.2, 7.0], p = .004), 나머지 쌍은 유의하지 않았다.”

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.

"일원배치 분산분석 결과 집단 간 유의한 차이가 나타나(F = 6.42, p < .01), Tukey HSD를 이용한 사후검정을 실시한 결과 실험집단이 통제집단보다 유의하게 높은 점수를 보였다(p < .05)."

이 문장은 먼저 ANOVA로 "집단 간에 차이가 있다"는 것을 확인한 뒤, 사후검정을 통해 그 차이가 구체적으로 어느 집단 쌍에서 나타나는지까지 짚어냈다는 뜻입니다.

"집단 간 분산의 동질성 가정이 위배됨에 따라, Games-Howell 사후검정을 적용하여 각 용량군 간 반응 차이를 비교하였다."

등분산 가정이 성립하지 않는 실험 데이터에서 이에 적합한 사후검정 방법을 선택했음을 밝히는 약리학·생물학 연구의 표현이다.

"세 가지 교수법 간 학업성취도 비교를 위해 Scheffé 사후검정을 실시하였으며, 협동학습 집단이 강의식 수업 집단보다 유의하게 높은 성취도를 나타냈다."

교육학 연구에서 여러 교수법의 효과를 비교하고 구체적으로 어느 조건 간 차이가 유의한지 밝힐 때 쓰이는 문장이다.

조금 더 깊게 보면

사후검정 방법의 선택은 표본 크기가 같은지, 집단 간 분산이 동질적인지에 따라 달라지는데, 등분산이 가정되면 Tukey HSD나 Scheffé 검정이, 등분산이 위배되면 Games-Howell 검정이 흔히 쓰입니다. 또한 사전에 계획된 비교인지(계획비교, planned comparison) 사후에 탐색적으로 이루어지는 비교인지도 방법 선택에 영향을 주며, 어느 방법이든 공통적으로 목표는 여러 번 비교를 반복함에 따라 누적되는 1종 오류율을 전체 검정 수준에서 통제하는 것입니다.

주의할 점

사후검정은 보통 ANOVA처럼 "전체적으로 차이가 있다"는 결과(유의한 F값)가 나온 뒤에 실시하는 것이 관례입니다(Tukey HSD처럼 자체로 전체 오류율을 통제하는 방법은 F검정 결과와 별개로 쓸 수 있다는 입장도 있습니다). 또한 어떤 사후검정 방법을 쓰느냐(Tukey, Scheffé, Bonferroni, Games-Howell 등)에 따라 결과가 조금씩 달라질 수 있으므로, 표본 크기나 집단별 분산의 동질성 여부를 고려해 적절한 방법을 선택했는지 논문에 명시해야 합니다.

헷갈리기 쉬운 용어

다중비교와 관련된 용어가 자주 섞입니다.

용어무엇인가시점
분산분석집단 평균이 모두 같은지 전체 검정먼저
사후검정어느 쌍이 다른지 확인분산분석 뒤(탐색적)
계획비교(대비)사전에 정한 비교를 검정분석 전에 결정
다중비교 보정비교 횟수에 맞춰 유의수준·p값을 조정하는 원리사후검정의 일부로 쓰임

참고 문헌

  1. Tukey, J. W. (1953). The problem of multiple comparisons. Unpublished manuscript, Princeton University.
  2. Scheffé, H. (1953). A method for judging all contrasts in the analysis of variance. Biometrika, 40(1–2), 87–104.
  3. Dunn, O. J. (1961). Multiple comparisons among means. Journal of the American Statistical Association, 56(293), 52–64.
  4. Games, P. A., & Howell, J. F. (1976). Pairwise multiple comparison procedures with unequal n's and/or variances: A Monte Carlo study. Journal of Educational Statistics, 1(2), 113–125.
  5. Hsu, J. C. (1996). Multiple Comparisons: Theory and Methods. Chapman & Hall.

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

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