コーエンのdとは?効果量の考え方と統計的有意差の違いを解説

統計分析では、**「差があるかどうか」**を判断するために、p値や統計的有意差を使うことが一般的です。
しかし、統計的に有意だからといって、その差が実際に意味のあるものとは限りません

そこで重要になるのが「効果量(Effect Size)」という概念です。
特に、2つのグループの平均値の差を標準化して比較する指標として**コーエンのd(Cohen’s d)**が広く使われています。

本記事では、

  • コーエンのdとは何か?
  • 効果量と統計的有意差の違い
  • コーエンのdの計算方法と実用例

について、わかりやすく解説します!


コーエンのdとは?効果量の基本概念

効果量とは?

効果量(Effect Size)とは、統計的な差の大きさを定量的に表した指標です。

例えば、「A社の広告とB社の広告、どちらのクリック率が高いか?」を比較するとき、

  • p値が小さければ「統計的に有意」と判定される
  • しかし、実際の差がごくわずかなら、マーケティング上は意味がない

このように、統計的有意性だけでは「その差がどれくらい大きいのか?」がわかりません
効果量を使うことで、「実際の影響の大きさ」を数値で測定できるのです。


コーエンのdとは?

**コーエンのd(Cohen’s d)**は、2つのグループの平均値の差を標準偏差で割った値で、平均値の違いがどの程度大きいのかを示す指標です。

数式(計算式)d=M1−M2sd = \frac{{M_1 – M_2}}{s}d=sM1​−M2​​

  • M1M_1M1​ :グループ1の平均値
  • M2M_2M2​ :グループ2の平均値
  • sss :標準偏差(通常は両グループの標準偏差の平均を使う)

解釈の目安(Cohen, 1988)

コーエンのd効果の大きさ
0.2 未満ほぼ差なし(小さい効果)
0.2 ~ 0.5小さい効果(小さいが実質的に意味がある可能性)
0.5 ~ 0.8中程度の効果(明確な違いがある)
0.8 以上大きな効果(はっきりとした差がある)

例えば:

  • d = 0.2(小さい効果):2つのグループの成績差が「わずかに」ある
  • d = 0.5(中程度の効果):実験群と対照群で「明確な」違いがある
  • d = 0.8(大きな効果):治療薬AとBの効果に「はっきりした差」がある

統計的有意差(p値)と効果量の違い

統計的有意差(p値)と効果量(コーエンのd)は、よく混同されがちですが、意味が異なります。

統計的有意差(p値)とは?

p値は、「偶然の誤差として説明できない確率」を示します。
例えば、p < 0.05 なら「偶然にこの差が出る確率が5%未満だから、差は統計的に有意」と判断します。

統計的有意差の問題点

  • サンプルサイズが大きいと、小さな差でもp値は有意になりやすい
  • サンプルサイズが小さいと、差があっても有意にならないことがある
  • 「有意差がある」と言っても、実際に意味のある差とは限らない

:「Aクラスの平均点が70点、Bクラスの平均点が72点(p < 0.05)」
2点の差が統計的に有意でも、実生活では意味があるとは言えない


コーエンのdの計算例(Pythonで実装)

Pythonを使って、2つのグループの平均値の差をコーエンのdで比較する方法を紹介します。

【仮想データ】

  • グループA(n=30):平均80点、標準偏差10
  • グループB(n=30):平均85点、標準偏差12
pythonコピーする編集するimport numpy as np

# サンプルデータ(テストスコア)
group_A = np.random.normal(80, 10, 30)  # 平均80、標準偏差10
group_B = np.random.normal(85, 12, 30)  # 平均85、標準偏差12

# 平均と標準偏差を計算
mean_A, mean_B = np.mean(group_A), np.mean(group_B)
std_A, std_B = np.std(group_A, ddof=1), np.std(group_B, ddof=1)

# プール標準偏差(共通の標準偏差)
pooled_std = np.sqrt(((std_A ** 2) + (std_B ** 2)) / 2)

# コーエンのdを計算
cohen_d = (mean_A - mean_B) / pooled_std

print(f"グループAの平均: {mean_A:.2f}, グループBの平均: {mean_B:.2f}")
print(f"コーエンのd: {cohen_d:.2f}")

結果の解釈

  • d = 0.5 ~ 0.8なら「中程度の効果」
  • d > 0.8なら「大きな効果」
  • d < 0.2なら「実質的な差はほぼない」

コーエンのdの実用例

① 教育分野:学習法の比較

  • ある新しい学習方法を導入した生徒(グループA)のテストスコアと、従来の方法を使った生徒(グループB)のスコアを比較
  • d = 0.5 なら「中程度の効果がある」と判断できる

② 医療分野:薬の効果比較

  • 新薬を使用した患者(グループA)従来の薬を使用した患者(グループB) の改善度を比較
  • d = 0.8以上 なら「新薬の効果は明らかに大きい」

③ マーケティング:広告の効果

  • 広告Aと広告Bのクリック率を比較し、どちらがより効果的かを判断
  • d = 0.3 なら「わずかな効果があるが、大きな差ではない」

まとめ

統計的有意差(p値)は「偶然ではない差」だが、実際の影響の大きさはわからない
コーエンのdは「差の大きさ」を数値で示すため、より実用的な指標
Pythonを使って簡単に計算できるので、統計分析やデータサイエンスに活用可能

p値と効果量を組み合わせることで、より実用的な統計分析が可能になります!

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「コーエンのdとは?効果量の考え方と統計的有意差の違いを解説」への1件のフィードバック

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