ベースライン予測・とは?初心者でも分かる基礎解説と実例共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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ベースライン予測・とは?初心者でも分かる基礎解説と実例共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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高岡智則

年齢:33歳 性別:男性 職業:Webディレクター(兼ライティング・SNS運用担当) 居住地:東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地:神奈川県川崎市 身長:176cm 体系:細身〜普通(最近ちょっとお腹が気になる) 血液型:A型 誕生日:1992年11月20日 最終学歴:明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤:京王井の頭線で渋谷まで(通勤20分) 家族構成:一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情:独身。彼女は2年いない(本人は「忙しいだけ」と言い張る)


ベースライン予測・とは?

ベースライン予測はデータ分析の世界で最も基本的な予測のひとつです 将来の値を決めるための土台となる考え方 です。まずは過去のデータを使って 単純な予測値 を作り、そこからどれだけずれているかを確認します。難しいモデルを使う前にこの基礎を理解しておくと、後で出てくる複雑な手法がぐっと分かりやすくなります。

なぜベースライン予測が大切なのか

なぜ大切かというと、いきなり複雑なモデルを使うより先に 基準となる予測値 を決めることで、予測の正しさを判断しやすくなるからです。ベースラインがうまく機能していれば、それ以上の性能を出すモデルを探すべき指針にもなります。

代表的なベースラインの種類

代表的な方法には次のようなものがあります。過去のデータの平均を使う方法 未来の値を過去の平均で予測するのが基本です。別の方法として 直近の値をそのまま予測値とする方法 があります。状況に応じて使い分けます。

具体例で考える

例としてある商品の日次売上データがあるとします。過去5日間の売上が 100, 110, 105, 115, 120 だとします。このときの平均は 110 です。したがって次の日のベースライン予測は 110 になります。実際の翌日が 118 だった場合、予測との誤差は 8 です。もし過去のデータが減っていく傾向なら直近の値を使う方が良いこともあります。こうした誤差を計測する指標として 平均絶対誤差二乗平均平方根誤差 などがよく使われます。

評価指標の基本

評価指標とは予測がどれだけ正しかったかを数値で表す指標です。代表的なものには以下のようなものがあります。平均絶対誤差は予測と実測の差の絶対値の平均、RMSE は差の二乗平均平方根、MAPE は平均絶対誤差を実測値の割合で表したものです。これらを使ってベースラインの強さを定性的にも定量的にも評価します。

実務での使い方の流れ

実務では次のような流れで進めます。まずデータを整理し、過去の値を基にベースラインを作ります。次に予測値と実測値の差を計算し、誤差を指標で表します。最後に誤差が許容範囲内かを判断し、必要に応じてモデルの改善を検討します。ベースラインは比較の基準なので、他の予測モデルを評価する際の基準線としても重要です。

表で見るベースラインのまとめ

説明
定義過去データを使って次の値を予測する基準値
代表的方法平均値ベースライン 直近値ベースライン
評価指標平均絶対誤差 RMSE MAPE

注意点とよくある誤解

ベースラインが必ず最適とは限らない という点を覚えておきましょう。データが急に大きく変化する場合には古いデータに基づくベースラインはすぐに崩れます。そうしたときは 最新の情報を取り入れる工夫 が必要です。モデルを選ぶ際には 単純さと精度のバランス を意識しましょう。

まとめ

ベースライン予測は予測の世界の土台となる考え方です。まずは過去データの平均や直近値を使ってシンプルな予測を作り、その誤差を理解することから始めましょう。これを土台にしてより高度な予測モデルへとステップアップすることができます。


ベースライン予測の同意語

基準予測
分析や評価の基準として用いられる予測。新しいモデルの性能を比較する際の基準となる予測です。
基準モデルの予測
ベースラインとして使われる、事前に定義された基準モデルが出す予測。単純な比較対象として機能します。
初期予測
研究や開発の初期段階で出される予測。後の評価の基準として用いられることが多いです。
標準予測
特別な改善を加えず、標準的な方法で得られる予測です。最も基本的な予測といえます。
参照予測
他のモデルや手法と比較するための参照として用意する予測です。
デフォルト予測
設定を最小限にして出す予測。初期条件やデフォルトの値に基づく予測です。
ベースライン推定
基準値を推定することを目的とした推定。基準値を決めるためのベースラインとして使われます。
基準値予測
基準となる値を予測することを意する表現です。評価の基準として機能します。
初期値予測
データの初期条件値から算出される予測。時系列のベースラインとして用いられることがあります。
基準ライン予測
基準となるライン(基準値の線)に沿って行われる予測です。単純な比較用の表現として使われます。
参考予測
実務や研究で、比較対象として用いられる参考の予測です。
参照ライン予測
参照ラインに基づく予測。評価や比較の基準として使われます。

ベースライン予測の対義語・反対語

最先端予測モデル
ベースライン予測の対義語として、データ量や特徴量の豊富さを活かして高精度を狙う、最新の予測モデルのこと。例えば深層学習や高度な機械学習を用いるケース。
複雑な予測モデル
単純な平均や直近値などのベースラインに対して、複数の特徴量と高度なアルゴリズムを組み合わせた予測モデル。
高度な機械学習モデル
勾配ブースティング、ランダムフォレスト、ニューラルネットワークなど、ベースラインを超える性能を目指す手法。
動的・更新型予測モデル
時間とともに更新される予測。ベースラインは静的な基準のことが多いが、動的モデルは新しいデータで再評価する。
実測データ依存の予測
過去の平均などに頼らず、最新の実測データを直接使って予測するアプローチ
データ駆動型予測
ルールベースや仮説ベースではなく、データの統計的パターンを学習して予測する手法。
アンサンブル予測
複数のモデルを組み合わせて予測する方法。ベースラインの単純さを超え、安定性と精度を高めるのが狙い。

ベースライン予測の共起語

ベースラインモデル
基準として用いる単純な予測モデル。複雑なモデルの性能比較の基準になる。
予測モデル
データから未来の値を予測するためのモデル全般。
機械学習
データからパターンを学んで予測を行う方法の総称。
深層学習
ニューラルネットワークを深く重ねて学習する機械学習の一分野。
時系列予測
時間の順序があるデータを元に未来を予測する分野。
回帰
連続値を予測するタスクの代表的手法。
分類
データをカテゴリーに分ける予測タスク。
特徴量
モデルに入力するデータの項目。特徴。
特徴量エンジニアリング
より良い予測のために特徴を作り替え・新しく作る作業。
データセット
学習・評価に使うデータの集合。
トレーニングデータ
モデルを学習させるためのデータ。
検証データ
ハイパーパラメータ調整やモデル選択に使うデータ。
テストデータ
最終評価に使う、見たことのないデータ。
データ前処理
欠損値処理、正規化、異常値処理など、学習前にデータを整える作業。
クロスバリデーション
データを複数の折に分けて、モデルの安定性を検証する手法。
評価指標
予測の良さを数値で表す指標の総称。
MAE
Mean Absolute Error。予測と実測の差の絶対値の平均。
RMSE
Root Mean Squared Error。予測誤差の二乗を平均して平方根を取った値。
MAPE
Mean Absolute Percentage Error。予測誤差をパーセントで表す指標。
R2スコア
R-squared。回帰モデルの説明力を示す指標。1に近いほど良い。
平均絶対誤差
MAEの日本語表記。予測誤差の平均値を絶対値で測る指標。
予測区間
未来の予測値が取り得る範囲を、一定の確率で表す区間。
予測信頼区間
予測値の不確実性を表す区間。実際の値がこの区間に入る確率の推定。
過学習
学習データに過剰に適合してしまい、未知データへ一般化しにくくなる状態。
アンダーフィット
モデルがデータの構造を捉えきれず、予測性能が低い状態。
ハイパーパラメータ
学習前に設定するパラメータ。学習過程を制御する値。
フォーマンス
モデルの実力・予測精度の総称。
アンサンブル法
複数のモデルを組み合わせて予測性能を高める手法。
ベースラインの設定
初期の基準となるベースラインをどう決めるかの方法。
ベースライン比較
Baselineと他モデルの性能を比較すること。
ベースライン改善
基準値を改善して、より難易度の高いモデル評価を行うこと。

ベースライン予測の関連用語

ベースライン予測
最も基本的な予測で、他のモデルの性能を評価する基準となる予測。過去データの代表値を使うことが多い。
ベースラインモデル
予測の出発点となるシンプルなモデル。例: 過去の平均値、直前の値、移動平均など。
基準予測
比較のための標準的な予測。複雑なモデルの前提となる参照値。
ベンチマーク
性能の目安となる基準モデルやデータセット。比較の土台。
予測誤差
実測値と予測値の差。モデルの精度を測る核となるデータ。
真値
予測と比較する対象となる実際の観測値。
評価指標
モデルの精度を定量化する指標の総称。複数の指標を組み合わせて評価することが多い。
MAE
平均絶対誤差。予測と真値の絶対差の平均。
RMSE
平方誤差の平均の平方根。誤差の大きさを直感的に捉えやすい指標。
MAPE
平均絶対パーセント誤差。誤差をパーセント表示で表す指標。
MASE
平均絶対スケール誤差。データのスケールを基準に相対的な誤差を評価する指標。
R2/決定係数
データのばらつきを説明できる程度を示す指標。1に近いほど適合度が高い。
予測区間
予測値の周囲に存在する不確実性を示す区間。例: 95%予測区間。
信頼区間
パラメータ推定の不確実性を表す統計的区間。
データ分割
データを学習・検証・テスト用に分ける手法。
訓練データ
モデルを学習させるためのデータ。
検証データ
ハイパーパラメータ調整などに使うデータ。
テストデータ
最終的な性能評価を行うデータ。
クロスバリデーション
データを複数の折りに分け、安定した評価を得る手法。
時系列予測
時系列データの未来値を予測する分野。
ARIMA
自己回帰・差分・移動平均を組み合わせた時系列モデル。
AR
自己回帰モデル。過去の値から未来を予測する基本モデル。
SARIMA
季節性を取り入れたARIMAモデル。
Prophet
Facebookが開発した、使いやすい時系列予測モデル。直感的なパラメータ設定で予測を作成可能。
移動平均
直近のデータの平均を用いるベースライン予測手法。
平均予測
未来の値を過去の平均で予測する最も基本的な手法。
最頻値予測
カテゴリデータの最頻値で予測するベースライン。
季節別平均
季節ごとの平均を用いるベースライン。
季節性
データに現れる周期的なパターン。
トレンド
データの長期的な上昇・下降の傾向。
移動中央値
過去一定期間の中央値を用いるベースライン予測。
外れ値の影響
外れ値がベースライン予測に与える影響を評価する。
ベースラインの更新
新しいデータを得るたびにベースラインを再計算・更新する作業。
バックテスト
過去データでの予測性能を検証する手法。
データ前処理における基準
欠損値処理・スケーリング等、ベースライン作成の前提となる処理。
ベースライン比較
Baselineと他モデルの性能を比較する作業。

ベースライン予測のおすすめ参考サイト


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