ANOVA 검정

Python으로 배우는 가설 검정

James Chapman

Curriculum Manager, DataCamp

직업 만족도: 5개 범주

stack_overflow['job_sat'].value_counts()

Very satisfied           879
Slightly satisfied       680
Slightly dissatisfied    342
Neither                  201
Very dissatisfied        159
Name: job_sat, dtype: int64

여러 분포 시각화

직업 만족도 수준에 따라 평균 연간 보상이 다를까요?

import seaborn as sns
import matplotlib.pyplot as plt
sns.boxplot(x="converted_comp", 
            y="job_sat", 
            data=stack_overflow)
plt.show()

5개 범주별 보상 분포를 나타낸 박스 플롯. "매우 만족" 범주가 다른 범주보다 약간 높아 보이지만 명확히 판단하기 어렵습니다.

분산 분석 (ANOVA)

그룹 _간_ 차이를 검정하는 방법

alpha = 0.2


pingouin.anova(data=stack_overflow,
               dv="converted_comp",
               between="job_sat")

    Source  ddof1  ddof2         F     p-unc       np2
0  job_sat      4   2256  4.480485  0.001315  0.007882

0.001315 $< \alpha$
적어도 두 범주는 유의하게 다른 보상을 보입니다

쌍별 검정

$\mu_{\text{very dissatisfied}} \neq \mu_{\text{slightly dissatisfied}}$
$\mu_{\text{very dissatisfied}} \neq \mu_{\text{neither}}$
$\mu_{\text{very dissatisfied}} \neq \mu_{\text{slightly satisfied}}$
$\mu_{\text{very dissatisfied}} \neq \mu_{\text{very satisfied}}$
$\mu_{\text{slightly dissatisfied}} \neq \mu_{\text{neither}}$

$\mu_{\text{slightly dissatisfied}} \neq \mu_{\text{slightly satisfied}}$
$\mu_{\text{slightly dissatisfied}} \neq \mu_{\text{very satisfied}}$
$\mu_{\text{neither}} \neq \mu_{\text{slightly satisfied}}$
$\mu_{\text{neither}} \neq \mu_{\text{very satisfied}}$
$\mu_{\text{slightly satisfied}} \neq \mu_{\text{very satisfied}}$

유의 수준을 $\alpha = 0.2$로 설정합니다.

pairwise_tests()

pingouin.pairwise_tests(data=stack_overflow, 
                        dv="converted_comp", 
                        between="job_sat", 
                        padjust="none")

  Contrast                   A                      B  Paired  Parametric  ...          dof  alternative     p-unc     BF10    hedges
0  job_sat  Slightly satisfied         Very satisfied   False        True  ...  1478.622799    two-sided  0.000064  158.564 -0.192931
1  job_sat  Slightly satisfied                Neither   False        True  ...   258.204546    two-sided  0.484088    0.114 -0.068513
2  job_sat  Slightly satisfied      Very dissatisfied   False        True  ...   187.153329    two-sided  0.215179    0.208 -0.145624
3  job_sat  Slightly satisfied  Slightly dissatisfied   False        True  ...   569.926329    two-sided  0.969491    0.074 -0.002719
4  job_sat      Very satisfied                Neither   False        True  ...   328.326639    two-sided  0.097286    0.337  0.120115
5  job_sat      Very satisfied      Very dissatisfied   False        True  ...   221.666205    two-sided  0.455627    0.126  0.063479
6  job_sat      Very satisfied  Slightly dissatisfied   False        True  ...   821.303063    two-sided  0.002166     7.43  0.173247
7  job_sat             Neither      Very dissatisfied   False        True  ...   321.165726    two-sided  0.585481    0.135 -0.058537
8  job_sat             Neither  Slightly dissatisfied   False        True  ...   367.730081    two-sided  0.547406    0.118  0.055707
9  job_sat   Very dissatisfied  Slightly dissatisfied   False        True  ...   247.570187    two-sided  0.259590    0.197  0.119131

[10 rows x 11 columns]

그룹 수가 증가하면...

그룹 수 대비 쌍의 수를 나타낸 산점도. 그룹 수가 증가할수록 쌍의 수가 이차적으로 증가합니다.

그룹 수 대비 유의한 결과가 1개 이상 발생할 확률을 나타낸 산점도. 그룹 수가 증가할수록 유의한 결과가 1개 이상 발생할 확률도 증가합니다.

본페로니 보정

pingouin.pairwise_tests(data=stack_overflow, 
                        dv="converted_comp", 
                        between="job_sat", 
                        padjust="bonf")

  Contrast                   A                      B   ...     p-unc    p-corr p-adjust     BF10    hedges
0  job_sat  Slightly satisfied         Very satisfied   ...  0.000064  0.000638     bonf  158.564 -0.192931
1  job_sat  Slightly satisfied                Neither   ...  0.484088  1.000000     bonf    0.114 -0.068513
2  job_sat  Slightly satisfied      Very dissatisfied   ...  0.215179  1.000000     bonf    0.208 -0.145624
3  job_sat  Slightly satisfied  Slightly dissatisfied   ...  0.969491  1.000000     bonf    0.074 -0.002719
4  job_sat      Very satisfied                Neither   ...  0.097286  0.972864     bonf    0.337  0.120115
5  job_sat      Very satisfied      Very dissatisfied   ...  0.455627  1.000000     bonf    0.126  0.063479
6  job_sat      Very satisfied  Slightly dissatisfied   ...  0.002166  0.021659     bonf     7.43  0.173247
7  job_sat             Neither      Very dissatisfied   ...  0.585481  1.000000     bonf    0.135 -0.058537
8  job_sat             Neither  Slightly dissatisfied   ...  0.547406  1.000000     bonf    0.118  0.055707
9  job_sat   Very dissatisfied  Slightly dissatisfied   ...  0.259590  1.000000     bonf    0.197  0.119131

[10 rows x 11 columns]

추가 방법

padjust : string

p값 검정 및 보정에 사용되는 방법.

'none': 보정 없음 [기본값]
'bonf': 단일 단계 본페로니 보정
'sidak': 단일 단계 시닥 보정
'holm': 본페로니 조정을 사용한 단계적 하향 방법
'fdr_bh': Benjamini/Hochberg FDR 보정
'fdr_by': Benjamini/Yekutieli FDR 보정

연습해 봅시다!

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