k-meansとk近傍法の違いを徹底解説!データ分析初心者がつまずきやすいポイントと使い分けのコツ

  • このエントリーをはてなブックマークに追加
k-meansとk近傍法の違いを徹底解説!データ分析初心者がつまずきやすいポイントと使い分けのコツ
この記事を書いた人

中嶋悟

名前:中嶋 悟(なかじま さとる) ニックネーム:サトルン 年齢:28歳 性別:男性 職業:会社員(IT系メーカー・マーケティング部門) 通勤場所:東京都千代田区・本社オフィス 通勤時間:片道約45分(電車+徒歩) 居住地:東京都杉並区・阿佐ヶ谷の1LDKマンション 出身地:神奈川県横浜市 身長:175cm 血液型:A型 誕生日:1997年5月12日 趣味:比較記事を書くこと、カメラ散歩、ガジェット収集、カフェ巡り、映画鑑賞(特に洋画)、料理(最近はスパイスカレー作りにハマり中) 性格:分析好き・好奇心旺盛・マイペース・几帳面だけど時々おおざっぱ・物事をとことん調べたくなるタイプ 1日(平日)のタイムスケジュール 6:30 起床。まずはコーヒーを淹れながらニュースとSNSチェック 7:00 朝食(自作のオートミールorトースト)、ブログの下書きや記事ネタ整理 8:00 出勤準備 8:30 電車で通勤(この間にポッドキャストやオーディオブックでインプット) 9:15 出社。午前は資料作成やメール返信 12:00 ランチはオフィス近くの定食屋かカフェ 13:00 午後は会議やマーケティング企画立案、データ分析 18:00 退社 19:00 帰宅途中にスーパー寄って買い物 19:30 夕食&YouTubeやNetflixでリラックスタイム 21:00 ブログ執筆や写真編集、次の記事の構成作成 23:00 読書(比較記事のネタ探しも兼ねる) 23:45 就寝準備 24:00 就寝


はじめに:k-meansとk近傍法の基本がごっちゃになりがち

データ分析の世界には、似ているけれど役割が違うアルゴリズムがたくさんあります。その中でk-meansとk近傍法(k-NN)は、名前が似ていて混同しやすいけれど、実際には使い方や目的が大きく異なります。
k-meansは未ラベルデータを自動的にグループ化するクラスタリングの代表格で、データをk個のクラスタに分け、各データ点がどのクラスタに属するかを割り振ります。ここで肝になるのは“ラベルがない状態”でデータを整理する点です。学習というよりも、データの配置を最適化する反復的な処理です。対してk-NNは、未知のデータに対してそのデータがどんなラベルになるかを予測する仕組みで、事前に作ったラベル付きデータ(訓練データ)を使います。新しいデータが来るたびに、訓練データとの距離を計算して、近いk個のデータのラベルを集計して決定します。ここで重要なのは距離計算ラベルの決定方法です。つまりk-NNは“予測の癖を持つ”アルゴリズムであり、k-meansは“データを自然に分ける”作業です。
この違いをつかむと、実務での使い分けがずっと楽になります。例えば、顧客のセグメントを見つけたいときにはk-meansが適している場面が多いです。なぜなら、ラベルを事前に決めずにデータを似た特徴でまとめられるからです。
一方で、国語の成績データのように、すでに“合格/不合格”のようなラベルがある場合は、距離を測って最近傍のラベルを多数決で決めるk-NNが合うケースが多いです。
さらに重要な点として、データのスケール(各特徴の単位や幅)にも注意が必要です。k-meansは距離の平方和を最小化することでクラスタを作るため、特徴量のスケールが揃っていないと、特定の特徴が過剰に影響してしまいます。これを避けるためには、事前に標準化や正規化を行うのが一般的です。k-NNも同様に距離計算を用いるため、スケーリングが結果を大きく左右します。こうした点を押さえておくと、アルゴリズム選択の迷いが減り、データの特性に合わせた適切な分析がしやすくなります。






ピックアップ解説

ねえ、k近傍法の話をもう少し深掘りしてみよう。近傍をどう決めるかで世界が変わるんだよ。例えば、kを小さくするとデータのノイズに敏感になってしまい、反対にkを大きくすると多数決が安定する代わりに細かな違いを見落とす。距離の定義も重要で、ユークリッド距離、マンハッタン距離、コサイン類似度など選択肢がある。データの山の形が変わると、最適な距離は変わる。私たちは友だちを選ぶとき、どれくらい近いかで意見が分かれるように、データ点の距離も同じ。k-NNを使うときは訓練データが豊富だと良い結果が出やすい反面、計算量が増えるので、事前にデータをサンプリングしたり、近似法を使う工夫も必要だ。そんな“ちょっとした選び方”が分析の命運を握ることもあるんだよ。


ITの人気記事

ズームとズームワークプレイスの違いとは?初心者でもわかる徹底解説!
864viws
青写真と青焼きの違いとは?簡単解説でわかりやすく理解しよう!
772viws
「画素(ピクセル)とは何?解説と画像の違いをやさしく理解しよう」
659viws
CADデータとDXFデータの違いを徹底解説!初心者でもわかる使い分けのポイント
440viws
HTTPとHTTPSの違いをわかりやすく解説!安全なネット利用のために知っておきたいポイント
409viws
スター結線とデルタ結線の違いを徹底解説!初心者でも分かる電気の基本
402viws
モバイルデータ通信番号と電話番号の違いを徹底解説!初心者でもわかるスマホの基礎知識
352viws
IPアドレスとデフォルトゲートウェイの違いをわかりやすく解説!ネットワークの基本を理解しよう
348viws
API仕様書とIF仕様書の違いを徹底解説!初心者でもわかるポイントとは?
325viws
SSDとUSBメモリの違いを徹底解説!初心者でもわかる保存デバイスの選び方
294viws
RGBとsRGBの違いって何?初心者でもわかる色の基本知識
293viws
USB充電器とアダプターの違いとは?初心者にもわかりやすく解説!
287viws
RGBとVGAの違いを徹底解説!初心者にもわかりやすい映像信号の基礎知識
281viws
グロメットとコンジットの違いとは?わかりやすく解説!
271viws
インターフォンとインターホンの違いって何?わかりやすく解説!
261viws
UPSと非常用電源の違いとは?初心者でもわかる電源設備の基礎知識
259viws
通信線と電力線の違いとは?意外と知らない基本ポイントを徹底解説!
247viws
【保存版】webサイト名とページタイトルの違いとは?初心者でも簡単にわかる解説
244viws
DFDとER図の違いをわかりやすく解説!初心者でも理解できる基本ポイント
242viws
5GとXi(クロッシィ)ってどう違うの?初心者にもわかりやすく解説!
241viws

新着記事

ITの関連記事