【えーゆーしー】

AUC(曲線下面積) とは?

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💡 ROC曲線の面積で、陽性と陰性の順位付けを測る

Area Under the Curve(曲線下面積)の略。分類ではROC-AUCを指すことが多く、しきい値を変えたROC曲線の下の面積で、陽性と陰性のスコアの順位付け性能を表す。

📌 このページのポイント
ROC-AUC:曲線の下の面積 縦:真陽性率(TPR) 横:偽陽性率(FPR) AUC = 0.75 AUC = 0.5 1 0 1 FPR TPR 1 0 1 FPR TPR ランダムの基準の例 左の曲線のデータ例(同点なし) 陽性:0.9、0.6 陰性:0.7、0.2 陽性が高いペアは4組のうち3組 3 / 4 = 0.75 実運用の適合率・再現率は別に確認
同点なしの2値分類例。0.5になる曲線が必ず対角線になるわけではありません。
ひよこ ひよこ
AUCって何の面積を測っているの?
ペンギン先生 ペンギン先生
名前自体は「曲線の下の面積」だよ。分類でよく使うROC-AUCは、偽陽性率を横軸、真陽性率を縦軸にしたROC曲線の面積なんだ。陽性に高いスコアを付けて陰性と区別できるかをまとめるよ
ひよこ ひよこ
なんで面積で評価するの?
ペンギン先生 ペンギン先生
しきい値を動かしたときの真陽性率と偽陽性率を、1つの数値にまとめられるからだよ。比較するときは同じ評価データや条件にそろえる。高いAUCでも、あるしきい値での誤検知や見逃しは別に確認するんだ
ひよこ ひよこ
どのくらいの値なら「良い」って言えるの?
ペンギン先生 ペンギン先生
「0.7なら実用的」のように一律には決められないよ。誤検知や見逃しの費用、対象データ、運用するしきい値での結果も必要だね。1.0なら評価データの陽性と陰性を完全に順位分離できるけれど、新しいデータでも同じとは限らないよ
ひよこ ひよこ
AUCが0.5ってどういう意味なの?
ペンギン先生 ペンギン先生
ランダムな順位付けと同じ基準の値だよ。ただし、その値になるROC曲線が必ず対角線とは限らない。AUCには陽性を陰性より高く順位付けする確率という見方があり、同じスコアのペアは半分として数えるんだ
ひよこ ひよこ
AUCだけ見ていれば安心なの?
ペンギン先生 ペンギン先生
順位付けの指標なので、実際に陽性と判定したもののうち何割が正しいか、どれだけ陽性を見つけられたかも確かめよう。スコアが0.8だから8割の確率で陽性だ、と信頼できるかも別の評価なんだ
ひよこ ひよこ
PR-AUCとROC-AUCはどう使い分けるの?
ペンギン先生 ペンギン先生
陽性が少ない場合などは、適合率と再現率を見せるPR曲線も役立つよ。クラス比率が釣り合っていてもROC-AUCだけで十分とは限らない。目的に合う指標を選び、PR-AUCやAPの計算方法もそろえて比較しよう
もっと詳しく知りたい人へ

ROC-AUCの同点やPR-AUCの計算方法は?

ROC-AUCは、同点の陽性・陰性ペアに半分の重みを与える順位付けとして解釈できます。PR-AUCという名前で示す数値は、補間・積分方法を確認しましょう。scikit-learnのAverage Precision(AP)は再現率の増加を重みにした平均で、台形則によるPR曲線の面積とは計算が異なります。

ペンギン
まとめ:ざっくりこれだけ覚えればOK!
「AUC」って出てきたら「曲線の下の面積。ROC-AUCなら分類スコアの順位付けの指標」と思えばだいたいOK!
📖 おまけ:英語の意味
「Area Under the Curve」 = 曲線下面積
💬 「曲線の下の面積」をそのまま略した名前で、ROC曲線と組み合わせて使うことが多いからROC-AUCとも呼ばれるよ

参考資料

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