Tukey HSD計算機 - ANOVA事後検定
ANOVAの後にTukeyの正直有意差検定を実行し、どの群平均に有意差があるかを特定します。
各群のデータをカンマ区切りで入力し、群数と有意水準を選択してから計算をクリックすると、ANOVA表とすべての組み合わせ比較が表示されます。
Tukey HSD計算機 - ANOVA事後検定
ANOVAの後にTukeyの正直有意差検定を実行し、どの群平均に有意差があるかを特定します。
Tukey HSD検定について
Tukeyの正直有意差(HSD)検定は、単方向ANOVAで有意なF統計量が得られた後に行う、広く使われている事後手続きです。ANOVAで少なくとも1つの群平均が他と異なることが分かったとき、Tukey HSDはどの平均の組み合わせがその差を生んでいるのかを特定しつつ、全比較にわたる家族内誤差率を所定のα水準で制御します。
この検定は1949年に統計学者John Tukeyによって提案され、すべての組み合わせ比較が重要な場合の標準となっています。Bonferroni補正は保守的になりがちですが、Tukey法は標本サイズが等しい場合に実験全体の誤差率を厳密に制御でき、等しくない場合でも近似的に制御できます。この統計的検出力と誤差制御のバランスにより、農業、心理学、臨床試験、製造業などで3群以上を比較する際の第一選択になっています。
計算はまず単方向ANOVAから始まります。全観測値から総平均を求め、その平方和を群間変動(群平均が総平均からどれだけ離れているか)と群内変動(各値が群平均の周りでどれだけ散らばっているか)に分割します。各平方和を対応する自由度で割ると平均平方が得られます。F統計量は群間平均平方を群内平均平方で割った比で、値が大きいほど群平均が本当に異なることを示します。
HSDの段階では、群数kと群内自由度を使ってstudentized range分布表から臨界値qを参照します。HSD閾値は q × √(MS_within / n_harmonic) として求められ、n_harmonicは各群の標本サイズの調和平均です。2つの平均の絶対差がこの閾値を超えると、有意に異なると判定されます。
この計算機は2〜6群まで、かつ標本サイズが不均等な場合にも対応し、有効標本サイズとして調和平均を使用します。結果には完全なANOVA表と完全な組み合わせ比較表が含まれます。標準的な95%信頼水準にはα=0.05、より厳しい99%水準にはα=0.01を使用します。
Tukey HSDの例
検定が有意な群差を検出する場合としない場合を示す代表的なデータセットです。
| 群データ | 判定 | 備考 |
|---|---|---|
| G1: 23,25,28,30 | G2: 22,24,26,28 | G3: 35,38,40,42 | G1 vs G3: 有意; G2 vs G3: 有意 | 第3群の平均(約38.75)は第1群と第2群(約26.5と約25)よりかなり高いです。G3を含む組み合わせはHSD閾値を超えます。 |
| G1: 10,11,12 | G2: 10,12,11 | G3: 11,13,12 | 有意差なし | 平均は11、11、12です。群内変動に比べると差が小さいため、すべての組み合わせがHSD閾値を下回ります。 |
| G1: 5,6,7,8 | G2: 12,14,13,15 | G3: 20,21,22,23 | G4: 30,31,29,32 | すべての組み合わせが有意 | 4つの等間隔の群で、群内のばらつきは小さいです。alpha=0.05では、すべての平均差がHSD閾値を超えます。 |
Tukey HSD計算機の使い方
- 計算機上部の群選択ボタンで群数(2〜6)を選びます。
- 各群のデータ値を対応する入力欄にカンマ区切りで入力します。
- 有意水準を選びます。alpha=0.05は一般的な5%基準、alpha=0.01はより厳しい1%基準です。
- 計算をクリックしてANOVA表(SS、df、MS、F)と完全な組み合わせ比較表を表示します。
- 組み合わせ比較表の結果列を確認します。Significantと表示された組み合わせはHSD閾値を超えています。
Tukey HSD FAQ
Tukey HSD検定はいつ使うべきですか?
有意な単方向ANOVAの結果が得られ、具体的にどの群平均が異なるかを知りたいときに使います。すべての組み合わせ比較が予定されており、実験全体の誤差率を厳密に管理したい場合に最適です。
HSD閾値とは何ですか?
HSD閾値は、選択したalpha水準で統計的に有意と見なされる2群平均の最小の絶対差です。この値を超える平均差を持つ組み合わせは、有意差ありと判定されます。
Tukey HSDはt検定とどう違いますか?
組み合わせごとのt検定は多重比較の補正を行わないため、複数のt検定を行うと偽陽性の確率が高くなります。Tukey HSDは全比較に対する家族内誤差率を同時に制御するため、3群以上を検定する場合により適しています。
Tukey HSDには等しい標本サイズが必要ですか?
標本サイズが等しい場合、家族内誤差率を厳密に得られます。標本サイズが不等な場合、この計算機は各群サイズの調和平均を使い、Tukey-Kramer法として知られる良い近似を行います。
studentized range統計量qとは何ですか?
q統計量は、群平均の範囲を標準誤差で割った比です。臨界値はstudentized range分布から求められ、群数kと誤差自由度を考慮します。
ANOVAが有意でない場合はどうすればよいですか?
全体のANOVAのF検定が有意でない場合、平均に差があるという統計的証拠がないため、通常はTukey HSDのような事後検定は行いません。有意でないFを報告してそこで終了するのが標準です。