平均二乗誤差(MSE)

Mean Squared Error

平均二乗誤差(MSE: Mean Squared Error)とは、回帰タスクで最も一般的に使用される損失関数・評価指標です。予測値と実測値の差の二乗の平均として計算され、大きな誤差ほど強くペナルティが課されます。

数式

MSE = (1/n)Σ(y_i - ŷ_i)² で計算されます(y_iは実測値、ŷ_iは予測値、nはサンプル数)。二乗するため常に非負で、0に近いほど良い予測を示します。

表:平均二乗誤差(MSE)の要点まとめ
ひとことで言うと予測と正解のズレを2乗して平均した、回帰の代表的な損失・評価指標。
どこで使う売上予測、需要予測など、数値を当てるモデルの精度評価。
注意点2乗するため外れ値の影響が非常に大きい。外れ値が多いならMAEも見る。

MSEの特性

二乗項のため外れ値の影響を強く受けます。微分可能で勾配が計算しやすく、最小二乗法では解析的な最適解が存在します。

図:MSEの計算手順
1予測値と実測値件数ぶん用意
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2差を取るズレを計算
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32乗する符号をなくし大きなズレを強調
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4平均する全件で割る
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5小さいほど良いモデル比較に使う

関連する指標

RMSE(Root MSE)はMSEの平方根で、元のデータと同じ単位で解釈できます。MAE(Mean Absolute Error)は外れ値に対してよりロバストな代替指標です。