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平均二乗誤差

平均二乗誤差(MSE)

解説:回帰問題の「採点」の定番

平均二乗誤差(MSE: Mean Squared Error)は、売上予測や気温予測など、数値を予測する回帰タスクにおいて最も標準的に使われる誤差関数(採点基準)です。

一言で言えば、「予測のズレ(誤差)を2乗して、その平均をとった値」です。値が「0」に近いほど、予測が正確であることを意味します。

【MSEの計算式】

MSE = ½ ∑ (実測値 − 予測値)2

意味:
1. 予測と正解の「差」を計算する。
2. その差を「2乗」する。
3. 全データの平均をとる。

なぜ「2乗」するのか?(重要)

単に差を引き算するだけでなく、あえて「2乗」するのには、大きな理由が2つあります。

① プラスに揃える 単純な引き算だと、「+5のズレ」と「-5のズレ」を足した時に「0(完璧)」になってしまいます。
2乗することで、マイナスのズレもすべてプラスの値(正の誤差)として扱うことができます。
② 大失敗を許さない
(ペナルティ)
ここが最大の特徴です。2乗すると、数値が大きくなるほど値が跳ね上がります。

  • ズレが 1 のとき → 誤差は 1
  • ズレが 10 のとき → 誤差は 100(ペナルティは100倍!)

つまり、「小さなミスは許すが、大きなミス(外れ値)は厳しく罰する」という性質を持ちます。

G検定対策

出題ポイント

  • タスクの相性:「回帰問題(数値予測)」といえば「MSE」が基本の組み合わせです。
  • 計算の定義:「残差(差分)の二乗和の平均」であることを理解しておきましょう。
  • 性質:誤差を2乗するため、外れ値(極端な予測ミス)の影響を非常に強く受けます。(=外れ値に弱い、とも言えます)

ひっかけ対策

  • × 分類タスクで使われる
    (解説)分類(犬か猫か)には「交差エントロピー誤差」を使います。
  • × 2乗するのは値を小さくするため
    (解説)むしろ逆で、大きな誤差を強調してペナルティを与えるためです。(符号を消す目的もあります)
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