カテゴリカルデータとは? 初心者がつまずかないデータの基礎をやさしく解説共起語・同意語・対義語も併せて解説!

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カテゴリカルデータとは? 初心者がつまずかないデータの基礎をやさしく解説共起語・同意語・対義語も併せて解説!
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岡田 康介

名前:岡田 康介(おかだ こうすけ) ニックネーム:コウ、または「こうちゃん」 年齢:28歳 性別:男性 職業:ブロガー(SEOやライフスタイル系を中心に活動) 居住地:東京都(都心のワンルームマンション) 出身地:千葉県船橋市 身長:175cm 血液型:O型 誕生日:1997年4月3日 趣味:カフェ巡り、写真撮影、ランニング、読書(自己啓発やエッセイ)、映画鑑賞、ガジェット収集 性格:ポジティブでフランク、人見知りはしないタイプ。好奇心旺盛で新しいものにすぐ飛びつく性格。計画性がある一方で、思いついたらすぐ行動するフットワークの軽さもある。 1日(平日)のタイムスケジュール 7:00 起床:軽くストレッチして朝のニュースをチェック。ブラックコーヒーで目を覚ます。 7:30 朝ラン:近所の公園を30分ほどランニング。頭をリセットして新しいアイデアを考える時間。 8:30 朝食&SNSチェック:トーストやヨーグルトを食べながら、TwitterやInstagramでトレンドを確認。 9:30 ブログ執筆スタート:カフェに移動してノートPCで記事を書いたり、リサーチを進める。 12:30 昼食:お気に入りのカフェや定食屋でランチ。食事をしながら読書やネタ探し。 14:00 取材・撮影・リサーチ:街歩きをしながら写真を撮ったり、新しいお店を開拓してネタにする。 16:00 執筆&編集作業:帰宅して集中モードで記事を仕上げ、SEOチェックやアイキャッチ作成も行う。 19:00 夕食:自炊か外食。たまに友人と飲みに行って情報交換。 21:00 ブログのアクセス解析・改善点チェック:Googleアナリティクスやサーチコンソールを見て数字を分析。 22:00 映画鑑賞や趣味の時間:Amazonプライムで映画やドラマを楽しむ。 24:00 就寝:明日のアイデアをメモしてから眠りにつく。


カテゴリカルデータとは?

カテゴリカルデータは、現象を「いくつかのカテゴリー」に分けて表すデータのことです。数字としての大きさは意味をもちません。例としては性別や血液型、出身地、趣味の種類などが挙げられます。カテゴリカルデータは統計の中で頻繁に登場しますが、まず押さえるべきポイントは「カテゴリ同士に大小関係がない」ということと「各データはラベルのような文字列で表されることが多い」という点です。

名義尺度と順序尺度

カテゴリカルデータには主に二つのタイプがあります。名義尺度はカテゴリ間に順序がないタイプです。例を挙げると性別(男性・女性・その他)、血液型(A型・B型・AB型・O型)、出身県などが該当します。これらのカテゴリは「どちらが上」などの序列を持ちません。

一方、順序尺度はカテゴリ間に順序があるタイプです。例としては満足度の評価(とても良い・良い・普通・悪い)、学力レベルの区分(低・中・高)、水準レベルの評価などが該当します。このタイプでは数字に近い意味があり、大小比較が意味を持ちますが、数値としての間隔が等間隔であるとは限らない点に注意が必要です。

データの取り扱い方の基本

データを分析する際には、まず各データがどのカテゴリに属するのかを決め、次に「どのくらいの頻度で現れるのか」を数えます。これを度数分布と呼び、各カテゴリの出現回数を集計します。

度数分布から得られる基本的な指標には、相対度数(各カテゴリの割合)や、最頻値(最も多く現れるカテゴリ)があります。相対度数は総データ数で各カテゴリの出現回数を割ることで求められ、全体の中でそのカテゴリがどれくらいの割合を占めるかを直感的に理解できます。

表で見るカテゴリカルデータの使い方

操作
度数分布各カテゴリの出現数を数える
相対度数各カテゴリの割合を計算する
最頻値最も多いカテゴリを見つける
視覚化の基本棒グラフや円グラフで表示する

日常生活の中にもカテゴリカルデータはたくさんあります。例えば、クラスの生徒の趣味を調べるアンケート、人気のある味のアイスクリームのランキング、イベントの参加地域別の割合などです。データを正しく分類し、正確に数えることで、現状を分かりやすく伝えることができます。

統計の世界では、カテゴリカルデータを扱うときに「データの性質に合わせた分析方法を選ぶ」ことが肝心です。名義尺度なら比率の意味はなく、順序尺度なら序列を意識して比較します。データを集めるときには、データのカテゴリをしっかり定義しておくことが後の分析を楽にします。

データ収集の際の注意点として、カテゴリの定義をあいまいにしないこと、同じ現象は同じカテゴリに分類すること、データの欠損をどう扱うかを決めておくことなどがあります。欠損データが多いと、度数分布が偏ってしまうことがあるため、欠損の扱いも考える必要があります。例えば性別を問うアンケートで回答が「回答なし」の場合、それをどう扱うかを前もって決めておくと分析が安定します。

実践練習としては、クラスの回答を仮に9名分揃え、名義尺度のデータとして性別を集計し、性別の数と割合を計算してみると良い経験になります。次に順序尺度の例として「好きな科目」を集計してみましょう。科目は複数のカテゴリになりますが、最も人気の科目を特定することができます。

現代のAIやデータ分析では、カテゴリカルデータを機械学習に活かす場面も多いです。文字データを数値に変換する方法として「ワンホットエンコーディング」や「ラベルエンコーディング」などが使われます。これらの技法を理解することも中学生には難しさがありますが、基礎を固めておくと将来の学習に大いに役立ちます。


カテゴリカルデータの同意語

カテゴリデータ
カテゴリカルデータの別称。データがカテゴリーに分かれ、数値の大小比較は基本的には意味を持ちません。
質的データ
量的データではなく属性・カテゴリを表すデータ。例: 色、性別、血液型など。
名義データ
カテゴリー名だけを表すデータ。順序は意味を持たず、大小比較はできません。
名義尺度データ
名義データを測定する尺度。カテゴリーを区別するだけで、順序や等間隔の差は意味を持ちません。
カテゴリ変数
データをカテゴリに分ける変数のこと。分析前にダミー変数化などを行うことが多いです。
カテゴリ型データ
カテゴリとして扱われるデータの別の表現。
カテゴリカル変数
カテゴリカル(カテゴリ型)データを表す変数。取り得る値はカテゴリに限定されます。
序数データ
順序を持つカテゴリデータ。小さいから大きいへという順序関係は意味を持つが、数値間隔は等間隔ではありません。
順序データ
順序情報を含むカテゴリデータの一種。

カテゴリカルデータの対義語・反対語

数値データ
カテゴリカルデータの対となるデータタイプ。値が数値として表現され、平均・分散などの算術的操作が可能。例: 年齢、身長、収入(単位付きの実数値)。
定量データ
量として測定でき、数値で比較・統計処理できるデータ。カテゴリカルデータの対義語として使われる。
連続データ
ある範囲内の任意の値をとれるデータ。例: 身長、体重、小数点を含む値。
離散データ
整数値など、離散的な値しかとらないデータ。例: 人の人数、カードの枚数。
実数データ
実数全体の値をとるデータ。理論的には連続データの一種。
量的データ
量としての大きさを表すデータ。カテゴリカルデータの対義語として使われる表現。
連続量データ
連続的な量を表すデータ。連続データの強調表現。

カテゴリカルデータの共起語

名義データ
カテゴリに順序がなく、ただカテゴリーを区別するデータのこと。例: 性別、血液型。
順序データ
カテゴリに明確な順序があるデータのこと。例: 評価スケール、満足度の段階。特定の間隔が等間隔とは限らない点に注意。
カテゴリカル変数
データセット内の変数で、取りうる値が限定されたカテゴリの集合として表される特徴量のこと。
カテゴリカルデータの前処理
欠損値の処理、エンコーディング、不要カテゴリの整理など、機械学習に投入する前の準備作業。
定性的データ
質的データとも呼ばれ、数値の大小を意味せずカテゴリで表すデータ。
定量データ
数値として扱われ、連続値や離散値をとるデータ。カテゴリカルデータと対比して使われる。
ワンホットエンコーディング
各カテゴリを独立した二値の新しい特徴量として表現する方法。スパースなデータになることが多い。
ダミー変数
カテゴリを0/1の二値変数に変換する方法。ワンホットエンコーディングの一形態として使われることもある。
ラベルエンコーディング
カテゴリを整数のコードに置換する方法。順序情報を持たせず扱うと誤解されやすい点に注意。
エンコーディング
カテゴリカルデータを数値データへ変換する手法の総称。用途に応じて選択される。
欠損
データが欠けている状態。カテゴリカルデータにも欠損が生じ得る。
欠損値の扱い
欠損をどう処理するかの方針。削除、推定、最頻値補完、予測モデルでの扱いなど。
データ型
データの型指定。カテゴリカルデータは別の扱いを要することが多い。
特徴量エンジニアリング
カテゴリの結合・分割・新しいカテゴリの作成など、モデルの性能を高める加工。
頻度/度数
各カテゴリの出現頻度や度数。データ分布を把握する指標。
クロス集計
2つ以上のカテゴリカル変数の組み合わせの度数表。関係性を視覚化・検定する際に使う。
χ²検定
カテゴリ間の独立性を検定する統計手法。2変数以上でよく用いられる。
独立性検定
カテゴリ間の関連性を検定する手法の総称(例:χ²検定)。
カテゴリカルデータの分布
カテゴリ別の件数・割合を示す分布。データ理解の基礎。
カテゴリ変数
カテゴリカルデータを表す変数そのもの。別称としても使われる。
スパースデータ
ワンホットエンコーディング等で大量の0が現れるデータ表現。
CatBoost
カテゴリカルデータをネイティブに扱える機械学習ライブラリ。
LightGBM
カテゴリ特徴を効率的に扱える勾配ブースティング系ライブラリ。
XGBoost
高性能な勾配ブースティングライブラリ。カテゴリは事前に数値化が必要な場合が多い。
ラベルエンコーディングとワンホットエンコーディングの比較
モデルの性能と解釈性を左右するエンコーディング手法の比較。用途に応じて選択する。
カテゴリの縮約
カテゴリ数が多い場合の簡略化・合併などの手法。
カテゴリの階層化
階層的なカテゴリ(部門→カテゴリなど)を扱う設計思想。

カテゴリカルデータの関連用語

カテゴリカルデータ
データの値がカテゴリとして分かれる性質を持つデータ。例: 性別、血液型など。名義・順序の区別がある。
名義尺度
カテゴリ間に自然な順序がなく、大小関係が意味を持たないデータの尺度。
順序尺度
カテゴリ間に自然な順序があるが、カテゴリ間の距離は等しくないデータの尺度。
名義データ
名義尺度で表現されるデータのこと。カテゴリの並びに意味はない。
順序データ
順序尺度で表現されるデータのこと。小さい/大きいなどの順序がある。
二値データ
2つのカテゴリのみを持つカテゴリカルデータ。例: はい/いいえ。
多値データ
3つ以上のカテゴリを持つカテゴリカルデータ。例: 血液型A/B/O/AB。
ワンホットエンコーディング
カテゴリを0/1のビット列として表現するエンコーディング方式。全カテゴリ分の特徴量を作る。
ダミー変数化
ワンホットエンコーディングの別表現。目的変数を回避するため一部のカテゴリを省くことがある。
ラベルエンコーディング
カテゴリを整数で置換するエンコーディング。モデルによっては順序を仮定してしまう点に注意。
ターゲットエンコーディング
カテゴリをターゲット変数の統計量(平均など)で置換するエンコーディング。高基数データに有効。
ハッシュエンコーディング
カテゴリをハッシュ関数で次元削減して表す方法。衝突のリスクがある。
カテゴリカルデータの前処理
欠損値処理やエンコーディング、カテゴリの統合など、データをモデルに適用しやすくする作業。
欠損値の扱い
カテゴリカルデータの欠損をどう取り扱うか。追加カテゴリにする、最頻値で補完するなど。
高基数カテゴリ
カテゴリの種類が非常に多い場合の問題。エンコーディングの工夫が必要。
頻度表
各カテゴリの出現頻度を集計して表にしたもの。
クロス集計
二つ以上のカテゴリ変数の組み合わせの度数・割合を表にする分析手法。
モード(最頻値)
データの中で最も頻繁に現れるカテゴリ。
ロジスティック回帰
二値分類を行う基本的な統計モデル。カテゴリカル特徴を使った予測にも用いられる。
多項ロジスティック回帰
3つ以上のクラスを扱えるロジスティック回帰の拡張版。
決定
特徴量の分割で予測を作る木構造のモデル。カテゴリカルデータをそのまま扱いやすい。
ランダムフォレスト
複数の決定木を組み合わせて予測を安定化させるモデル。
勾配ブースティング
弱い予測器を順次改善して強化するアンサンブル学習。XGBoost/LightGBMなど。
CatBoost
カテゴリカルデータを効果的に扱える高性能な勾配ブースティング系アルゴリズム。

カテゴリカルデータのおすすめ参考サイト


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