119 測定値がそろっているのに不正確？ accuracy と precision の違い

実験を5回繰り返したところ、ほぼ同じ値が得られました。
「測定精度が高いから、この結果は正しい」
そう判断していませんか？

実は、測定値がよくそろっていることと、正しい値が得られていることは別問題です。

英語では、この違いを accuracy と precision で表します。

accuracy は「真値にどれだけ近いか」

accuracy は、測定結果が真値にどれだけ近いかという概念です。
例えば、ある標準試料の真値が100 mg/Lだったとします。測定結果が99、100、101 mg/Lなら、平均値は100 mg/Lです。この場合、測定結果は真値に近く、高いaccuracyを示していると考えられます。

The measurement has high accuracy.
（この測定は正確さが高いです。）

ただし、厳密にはaccuracyは単純な数値指標ではなく、測定の正確さを表す定性的な概念です。

precision は「測定値がどれだけそろっているか」

一方、precision は、繰り返し測定した値のばらつきの小ささを表します。例えば、同じ標準試料を測定して、毎回110 mg/L前後の値が得られたとします。測定値はよくそろっています。しかし、真値100 mg/Lからは離れています。つまり、precisionは高いのに、accuracyは低いという状態です。

The measurements are precise but not accurate.
（測定値のばらつきは小さいものの、真値には近くありません。）

このような結果は、装置の校正不良などによる系統的なずれが存在する場合に起こり得ます。

研究室での英会話

Student: The results are almost identical. Does that mean our measurements are accurate?
（測定結果はほぼ同じです。これは測定が正確だということでしょうか？）Professor: Not necessarily. The measurements are precise, but we need to check their accuracy.
（必ずしもそうではありません。測定値のばらつきは小さいですが、真値への近さを確認する必要があります。）
Student: Should we measure a reference material?
（標準物質を測定すればよいでしょうか？）
Professor: Exactly. That will help us evaluate the accuracy.
（そのとおりです。それが正確さの評価に役立ちます。）

accuracy と precision の使い分け

確認したいこと使う単語真値に近いかaccuracy繰り返し測定で値がそろうかprecision系統的なずれが小さいかtrueness同じ条件でのばらつきが小さいかrepeatability論文では、precisionを標準偏差（SD）や相対標準偏差（RSD）などで評価することがあります。一方、accuracyを評価するには、標準物質の測定値と認証値の比較などが役立ちます。

まとめ

accuracy = 真値への近さ
precision = 測定値のばらつきの小ささ

どちらか一方が高くても、測定結果が十分に信頼できるとは限りません。

実験結果を報告するときには、「値がそろっている」と「正しい値に近い」を区別することが大切です。

最後までご一読いただきありがとうございました。
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