機械学習の重回帰分析について

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重回帰分析は、複数の要因が「どれくらい目的の結果に影響しているのか」を同時に分析できる手法です。

予測したい結果(売上・コンバージョン数・アクセス数など)に対して、「広告費」「広告素材の質」「検索順位」「サイト速度」「季節要因」など、複数の要素をまとめて扱います。

機械学習の世界では、この重回帰分析を“予測モデル”としてより強力に扱い、改善・最適化の判断にも使います。

目次

統計学としての重回帰と、機械学習としての重回帰

重回帰分析は統計学でも古くから使われてきましたが、機械学習として使う場合は“目的”が少し違います。

統計学的な目的

  • 要因同士の関係性を理解する
  • 効果がどの程度“有意”か確認する
  • データの背景にある構造を解明する

機械学習的な目的

  • 未来のデータをより正確に予測する
  • モデルの安定性と精度を最大化する
  • 過学習を防ぐために調整(正則化)を行う

つまり、統計学は「関係を知りたい」、機械学習は「精度を上げたい」のが特徴です。

実務で使うときの分析ステップ

重回帰分析のクオリティは、計算そのものよりも「準備」と「検証」で決まります。

以下はマーケ現場での自然な流れです。

データの前処理

マーケデータはそのままだと使いにくいことが多いので、

  • 欠損値の補完
  • 外れ値の確認
  • カテゴリの数値化
  • スケール(値の大きさ)の調整

などが必要になります。

前処理を丁寧にやるほど、モデルの安定性や精度が大きく向上します。

特徴量(説明変数)の相関を確認する

広告費とインプレッション数のように、強く相関している変数同士があると「どっちの影響なのか判別しにくい」状態になります。

これを「多重共線性」と呼び、分析の信頼性を下げる要因です。

そのため、事前に相関関係をチェックし、必要に応じて変数を整理することが重要です。

モデルの学習

機械学習ツールやPythonのライブラリ(scikit-learnなど)を使って、データからパターンを学習します。

モデルは「どの要因がどれだけ目的に影響するか」を自動的に算出し、予測を行えるようになります。

モデル精度の評価

  • 予測誤差の指標
  • 決定係数(どれくらい説明できたか)
  • クロスバリデーション(分割検証)

などの手法で性能を評価します。

特に機械学習では、「未知のデータに対してどれくらい正確に予測できるか」が最重要ポイントです。

結果の解釈

モデルが割り出した係数(要因の寄与度)を見ることで、

  • どの施策が成果に効いているのか
  • どの変数がネガティブに働いているのか
  • 何を改善すべきか
  • どの施策を強化すると結果が伸びるか

などを読み取ることができます。

マーケターにとってはここが最も価値の大きい部分です。

機械学習ならではの工夫:正則化(Lasso / Ridge)

多くの説明変数を扱うと、モデルが「複雑すぎて不安定」になったり、「特定の変数に過度に依存」したりします。

これを防ぐのが正則化です。

Ridge(リッジ回帰)

  • すべての係数を“適度に小さく抑える”
  • 多重共線性がある時にモデルが暴れないようにする

→ 安定性を高めたい時に向いています。

Lasso(ラッソ回帰)

  • 重要でない変数の係数を「完全にゼロ」にできる
  • 自動的に特徴量を選択する効果がある

→ 変数が多いマーケデータでは非常に有効。

正則化のポイント

  • どちらも「モデルを安定させるための調整」
  • 特にマーケティングのように説明変数が多い領域ではほぼ必須
  • 変数のスケール(桁の違い)を揃えることが前提

これらを行うことで、重回帰モデルは「解釈しやすく、精度も高い」状態になります。

重回帰分析が苦手とするポイントとその理由

非線形な関係を素のままでは表現しづらい

重回帰分析は「変数をそのまま扱うと、複雑な曲線的な関係を表現しにくい」という性質があります。

ただし、以下のように工夫すれば非線形も扱えてしまいます。

  • 変数を二乗、三乗にする
  • 対数変換を行う
  • 変数同士の掛け合わせ(交互作用)を作る

このように特徴量を工夫することで、線形モデルでも驚くほど柔軟な表現が可能になります。

多重共線性の影響

説明変数が互いに強く関連していると、

  • 係数が不安定
  • 要因の寄与度が解釈しづらい
  • モデルがブレやすい

などの問題が生じやすいという特徴があります。

ただし、予測専用モデルとして使う場合は、「係数は不安定でも予測は安定」というケースも多くあります。

重回帰分析のメリットと限界

メリット

  • 結果が「解釈しやすい」
  • どの要因が効いているかが明確
  • データ量がそこまで多くなくても使える
  • マーケ判断にそのまま活かしやすい

限界

  • 変数間の相関に弱い
  • 外れ値の影響を受けやすい
  • 非線形構造を自動では表現しにくい
  • 因果関係と相関の区別には注意が必要

ただし、特徴量変換や正則化を活用すれば弱点の多くは克服できます。

まとめ

数式を避け、マーケティング視点で理解しやすいように整理すると、重回帰分析は次のようなものです。

  • 複数の要因が結果にどう効いているかを同時に把握できる
  • 機械学習では「予測力」と「安定性」を高める工夫(正則化)が重要
  • データ前処理と特徴量設計が成否を大きく左右する
  • マーケ施策の優先順位づけに非常に役立つ

以上、機械学習の重回帰分析についてでした。

最後までお読みいただき、ありがとうございました。

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