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일원 분산분석 계산기 (Welch, Kruskal–Wallis)

여러 그룹의 평균을 비교합니다. 일원 분산분석, Welch 분산분석, Kruskal–Wallis, Levene 검정과 분산분석표, 효과 크기를 보여 줍니다.

Levene의 p = 0.3412로 α = 0.05에서 퍼짐이 다르다는 근거가 없으므로 고전적 F를 봅니다. 그 p = 0.01591가 α보다 작습니다. 적어도 한 그룹의 평균이 다른 그룹과 다릅니다.

검정

검정통계량자유도p값
일원 분산분석 (F)4.84612, 270.01591
Welch 분산분석 (F)5.1812, 17.1280.01739
Kruskal–Wallis (H)7.988220.01842
Brown–Forsythe / Levene (W)1.11922, 270.3412

분산분석표

요인자유도제곱합평균제곱
그룹 간23.76631.8832
그룹 내2710.49210.3886
전체2914.2584

η² = 0.2641 · ω² = 0.2041

그룹n평균표준편차중앙값
ctrl105.0320.58315.155
trt1104.6610.79374.55
trt2105.5260.44265.435

브라우저에서 계산합니다. F 꼬리확률은 정규화 불완전 베타 함수로, Kruskal–Wallis 꼬리확률은 불완전 감마 함수로 구합니다. 데이터는 로컬 스토리지에 남습니다.

사용법

  1. 그룹마다 값을 한 줄에 붙여넣으세요. 줄 앞에 이름과 콜론을 붙여도 됩니다.
  2. 맨 위 문장을 읽으세요. Levene 검정을 먼저 확인한 뒤 데이터에 맞는 F(고전 또는 Welch)의 결과를 알려 줍니다.
  3. 표에서 네 검정을 비교하세요. 결과가 다르다면 퍼짐이나 데이터 모양이 그 이유입니다.
  4. 분산분석표와 η²나 ω²로 그룹이 변동을 얼마나 설명하는지 판단합니다.
  5. R의 PlantGrowth 예제를 불러와 문서화된 사례를 확인하고, 그룹 하나를 고쳐 검정이 어떻게 움직이는지 보세요.

자세한 설명

펼치기

그룹마다 숫자 한 줄을 붙여넣으면 네 가지 검정을 나란히 보여 줍니다. 제곱합 표를 갖춘 고전적 일원 분산분석, Welch 분산분석, 순위 기반의 Kruskal–Wallis 검정, 그리고 퍼짐이 같은지 보는 Brown–Forsythe 방식의 Levene 검정이며, η², ω², 그룹별 요약도 함께 나옵니다. 예제는 R이 aov 함수를 설명할 때 쓰는 PlantGrowth 데이터로, 여기서도 R과 똑같이 자유도 2와 27에서 F = 4.846, p = 0.01591이 나오고 Welch의 F는 분모 자유도 17.128에서 5.181, Kruskal–Wallis 통계량은 7.9882입니다. 네 가지를 모두 보여 주는 이유는 결과가 크게 갈릴 수 있기 때문입니다. 고전적 F는 모든 그룹의 분산을 합쳐 같다고 가정하는데, 그렇지 않으면, 특히 그룹 크기가 다르면 큰 차이를 놓치거나 없는 차이를 보고할 수 있습니다. 값이 촘촘한 다섯 개짜리 그룹, 흩어진 여덟 개짜리 그룹, 네 개짜리 그룹으로 해 보면 고전적 검정은 F = 0.70, p = 0.51인데 Welch는 F = 41.2, p = 0.0002이고, Levene 검정은 p = 0.003으로 퍼짐이 다르다고 알려 줍니다. 그래서 이 도구는 Levene 결과를 먼저 보고 어느 F를 기준으로 삼는지 말해 줍니다. Kruskal–Wallis는 평균이 아니라 순위를 비교하며 동순위를 흔히 쓰는 방식으로 보정합니다. 분포가 치우치거나 이상값이 있을 때 기댈 만한 검정입니다. η²는 작은 표본에서 효과를 과대평가하므로 ω²를 함께 보고합니다. 효과가 사실상 0이면 ω²가 약간 음수로 나올 수 있는데, 잘라 내지 않고 계산된 그대로 보여 줍니다. 유의한 결과는 어떤 그룹이 다르다는 것만 말해 줄 뿐이며, 어느 그룹인지는 Tukey 같은 사후 비교가 필요하고 이 도구는 그것을 하지 않습니다.

자주 묻는 질문

언제 고전적 분산분석 대신 Welch 분산분석을 봐야 하나요?

그룹의 퍼짐이 다를 수 있을 때라면 언제든지이며, 실제로는 대부분의 경우가 그렇습니다. 고전적 F는 분산이 같다고 가정하지만 Welch는 그렇지 않고, 분산이 실제로 같을 때도 손해가 거의 없습니다. 이 도구는 Brown–Forsythe 방식의 Levene 검정을 보고 α에서 퍼짐이 다르면 Welch의 F로 바꾸지만, 많은 통계학자는 아예 기본으로 Welch의 F를 봅니다.

Kruskal–Wallis는 어디에 쓰나요?

값의 순위만 써서 그룹들이 같은 분포에서 왔는지 검정하므로, 평균 비교와 달리 치우친 데이터나 몇몇 극단값에 흔들리지 않습니다. 흔히 일원 분산분석의 비모수 버전이라고 부릅니다. 동순위는 평균 순위와 표준적인 보정으로 처리합니다.

어느 그룹이 다른가요?

분산분석은 그것을 알려 주지 않습니다. 유의한 F는 적어도 한 평균이 나머지와 다르다는 뜻일 뿐입니다. 어느 것인지 알려면 모든 쌍에 걸쳐 오류율을 통제하는 사후 검정, 예컨대 Tukey HSD나 분산이 다를 때의 Games–Howell을 쓰세요. 쌍마다 t-검정을 따로 하면 거짓 양성 확률이 부풀려집니다.

η²와 ω²는 무엇이 다른가요?

η²는 전체 제곱합 가운데 그룹 간 몫의 비율입니다. 그 몫의 일부는 우연이기 때문에 위쪽으로 치우쳐 있고, 표본이 작을수록 두드러집니다. ω²는 우연으로 기대되는 부분을 빼서 모집단 효과를 더 잘 추정하며, 실제 효과가 없으면 약간 음수가 될 수 있는데 그대로 보고합니다.

t-검정과는 어떤 관계인가요?

그룹이 둘이면 일원 분산분석은 합동 분산 두 표본 t-검정과 정확히 같습니다. F는 t의 제곱이고 p값도 같습니다. 두 그룹의 Welch 분산분석도 마찬가지로 Welch t-검정입니다. 분산분석의 가치는 거짓 양성률을 부풀리지 않고 셋 이상의 그룹을 한꺼번에 비교하는 데 있습니다.

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