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基礎知識

Empirical Cumulative Distribution Function(経験累積分布関数)とは?

Empirical Cumulative Distribution Function

経験累積分布関数(ECDF)は、観測値以下のデータが標本全体に占める割合を、値ごとに示す階段状の関数です。標本から元の分布の累積分布関数を推定します。

仕組みと使いどころ

ECDFは、各値xに対して「観測値がx以下である割合」を返します。打ち切りのない標本では、観測値ごとに基本的に1/標本数ずつ上昇し、同じ値が複数あればその件数分だけ上昇します。データの分布や順位、しきい値以下の割合を、特定の確率分布を仮定せずに確認できます。ただし、得られる形は入力した標本に依存する推定結果であり、母集団の真の分布そのものではありません。右打ち切りデータにはKaplan–Meier推定量を利用できますが、SciPyの資料では他の打ち切り形式は未対応とされています。

Empirical Cumulative Distribution Functionの活用例

たとえば、こんな場面で

生成文同士のコサイン類似度についてECDFを反復回ごとに描き、重複判定のしきい値以下にある組み合わせの割合や、類似度分布がどちらへ移動したかを比較する用途が考えられます。

使うときのポイント

曲線を比較するときは、標本数、値の算出方法、対象範囲が同じかを確認します。ECDFの変化だけから、生成物の品質や多様性全体が改善したとは断定できません。

参考資料

scipy/scipy/stats/_survival.py at main · scipy/scipy (新しいタブで開きます)Synthetic Data Generation for Financial AI Research with NVIDIA NeMo | NVIDIA Technical Blog (新しいタブで開きます)

用語の説明や活用例に関連する参考資料です。

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