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요인분석과 판별분석

빅데이터분석기사 · 고급 분석기법 · 약 11분

쉽게 말하면

설문 문항이 20개인데 '친절해요, 설명을 잘해요, 웃으며 맞아요'는 사실 '서비스 태도'라는 한 가지를 재고 있을 수 있어요. 이렇게 겉으로 드러난 변수 뒤에 숨은 공통 원인(요인)을 찾는 것이 요인분석이에요. 반대로 판별분석은 이미 집단이 나뉜 데이터를 보고 새 사람이 어느 집단인지 가르는 식을 만들어요.

시험용 정의

다변량 분석은 여러 변수를 한꺼번에 다루는 분석이다. 요인분석은 서로 상관이 높은 관측 변수들 뒤에 공통으로 작용하는 잠재 요인이 있다고 보고, 그 요인을 찾아 변수를 묶는다. 각 변수가 요인과 얼마나 관련되는지는 요인 적재값으로 보고, 해석하기 쉽게 축을 돌리는 요인 회전을 한다. 판별분석은 정답 범주(집단)가 있는 데이터로, 설명변수의 선형 결합인 판별 함수를 만들어 새 관측값의 집단을 예측하는 지도학습이다. 정준상관분석은 두 변수 묶음(예: 학업 지표 묶음과 생활 습관 묶음) 사이의 관계를 가장 크게 드러내는 선형 결합을 찾는다.

비유로 이해하기

학생들의 국어·영어·사회 점수가 함께 오르내리고, 수학·과학 점수가 함께 오르내린다면 그 뒤에 '언어 능력'과 '수리 능력'이라는 숨은 요인이 있다고 볼 수 있다. 요인분석이다. 이미 문과·이과로 나뉜 학생들의 점수로, 새 학생이 어느 쪽에 가까운지 가르는 식을 만드는 것은 판별분석이다.

자세히

주성분분석과 요인분석

주성분분석요인분석
목적정보(분산)를 최대한 남기며 차원 축소변수 사이 상관을 설명하는 잠재 요인 찾기
방향관측 변수 → 새 변수(주성분)잠재 요인 → 관측 변수를 만든다고 가정
결과주성분은 서로 독립, 1주성분이 가장 중요요인 사이 순서·중요도가 정해져 있지 않음
이름 붙이기보통 하지 않음적재값을 보고 '서비스 태도'처럼 이름을 붙임

요인분석에서 쓰는 말

말뜻
요인 적재값변수와 요인의 상관. 절댓값이 클수록 그 요인에 속함
공통성한 변수의 분산 중 공통 요인들이 설명하는 비율
고유값요인이 설명하는 분산. 보통 1 이상인 요인만 남김 (카이저 기준), 스크리 그림도 참고
직교 회전요인끼리 상관 없게 유지 (배리맥스)
사교 회전요인끼리 상관을 허용 (오블리민, 프로맥스)

판별분석

  • 지도학습: 집단(범주)이 정해진 데이터로 학습
  • 선형판별분석은 집단 간 차이(분산)는 크게, 집단 안 흩어짐은 작게 하는 축을 찾는다
  • 가정: 설명변수가 집단마다 다변량 정규분포, 집단의 공분산 행렬이 같음 (다르면 이차판별분석)
  • 로지스틱 회귀와 같은 분류 문제를 풀지만, 분포 가정을 더 강하게 둔다

정준상관분석

변수 묶음 X(예: 공부 시간·출석·과제 점수)와 묶음 Y(예: 중간·기말 점수)가 있을 때, X 의 선형 결합과 Y 의 선형 결합 사이 상관이 가장 커지도록 가중치를 찾는다. 두 묶음 전체의 관계를 한 번에 본다.

시험에 이렇게 나와요

출제기준 3과목 '다변량 분석'

확인 문제

Q1. 만족도 설문 15문항을 '가격', '품질', '서비스' 같은 몇 개의 숨은 요인으로 묶고 싶다. 알맞은 분석은?

  1. 요인분석
  2. 판별분석
  3. 연관분석
  4. 시계열 분석
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1번 요인분석

여러 관측 변수를 공통 원인(잠재 요인)으로 묶는 것이 요인분석이다.

Q2. 요인 사이에 상관이 없도록 축을 돌리는 대표적인 직교 회전 방법은?

  1. 오블리민
  2. 와드
  3. 프로맥스
  4. 배리맥스
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4번 배리맥스

배리맥스가 직교 회전이고, 오블리민·프로맥스는 사교 회전이다.

Q3. 판별분석에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 변수 사이 숨은 요인을 찾는다
  2. 정답 범주 없이 집단을 찾는다
  3. 시간 순서 데이터를 예측한다
  4. 정답 범주가 있는 데이터로 집단을 가르는 함수를 만든다
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4번 정답 범주가 있는 데이터로 집단을 가르는 함수를 만든다

판별분석은 지도학습 분류 방법이다.

Q4. 요인분석에서 몇 개의 요인을 남길지 정할 때 흔히 쓰는 기준은?

  1. 고유값 1 이상
  2. 지지도 0.1 이상
  3. 결정계수 0.5 이상
  4. p값 0.05 미만
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1번 고유값 1 이상

고유값 1 이상(카이저 기준)과 스크리 그림을 함께 본다.

Q5. 학업 지표 묶음과 생활 습관 지표 묶음 사이의 관계를 한 번에 보려 할 때 알맞은 분석은?

  1. 정준상관분석
  2. k-평균 군집
  3. 연관분석
  4. 단순 회귀분석
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1번 정준상관분석

두 변수 묶음 사이 상관을 최대로 하는 정준상관분석이다.

헷갈리기 쉬운 O·X

주성분분석과 요인분석은 목적과 가정이 완전히 같다.

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X 주성분분석은 분산을 최대로 남기는 차원 축소, 요인분석은 상관을 만드는 잠재 요인을 가정한다.

선형판별분석은 집단 간 분산을 크게, 집단 내 분산을 작게 하는 축을 찾는다.

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O

판별분석은 정답 범주가 없는 비지도학습이다.

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X 집단이 정해진 데이터로 배우는 지도학습이다.

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