ITパスポート過去問 令和5年度（2023年）問76
品質管理担当者が行っている検査を自動化することを考えた。10,000枚の製品画像と，それに対する品質管理担当者による不良品かどうかの判定結果を学習データとして与えることによって，製品が不良品かどうかを判定する機械学習モデルを構築した。100枚の製品画像に対してテストを行った結果は表のとおりである。品質管理担当者が不良品と判定した製品画像数に占める，機械学習モデルの判定が不良品と判定した製品画像数の割合を再現率としたとき，このテストにおける再現率は幾らか。
選択肢
- ア：0.05
- イ：0.25
- ウ：0.50
- エ：0.80
- ア
- イ
- ウ
- エ
正解と解き方・学習ポイント（AI解説）
再現率は「品質管理担当者が不良品と判定したもの（実際の不良品）のうち、機械学習モデルも不良品と判定できた割合」です。表では、実際に不良品は10枚（5+5）で、そのうちモデルも不良品と判定したのは5枚なので、再現率は 5/(5+5)=0.50 です。
Point
この問題は、表（混同行列）からTP（真陽性）とFN（偽陰性）を読み取り、再現率（Recall）を定義式 TP/(TP+FN) で計算できるかを確認することが目的です。
解くために必要な知識
この問題を解くには、混同行列の読み取りと、再現率（Recall）の定義の理解が必要です。
用語の整理
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| 混同行列 | 実際の判定とモデルの判定結果を、件数で整理した表です。 |
| 再現率（Recall） | 実際に陽性（ここでは不良品）のうち、モデルが陽性と判定できた割合です。 |
| 真陽性（TP） | 実際に不良品で、モデルも不良品と判定した枚数です。 |
| 偽陰性（FN） | 実際は不良品だが、モデルが良品と判定した枚数です。 |
再現率の公式
- 再現率（Recall）= TP / (TP + FN)
この表での対応関係
| 実際（品質管理担当者）\予測（モデル） | 不良品 | 良品 |
|---|---|---|
| 不良品 | TP=5 | FN=5 |
| 良品 | FP=15 | TN=75 |
計算
-
TP + FN = 5 + 5 = 10（実際の不良品数）
-
再現率 = 5 / 10 = 0.50
問題の解法手順
この問題では、「品質管理担当者が不良品と判定した製品画像数」が分母、「その中で機械学習モデルも不良品と判定した数」が分子になります。
解く手順
手順1：表（混同行列）から必要な数を読み取る
| モデル：不良品 | モデル：良品 | 合計 | |
|---|---|---|---|
| 担当者：不良品 | 5 | 5 | 10 |
| 担当者：良品 | 15 | 75 | 90 |
-
担当者が不良品と判定した枚数（合計）は 10 枚です。
-
そのうち、モデルも不良品と判定した枚数は 5 枚です。
手順2：再現率の式に当てはめる
- 再現率 =（担当者が不良品と判定したもののうち、モデルも不良品と判定した数）÷（担当者が不良品と判定した数）
計算すると、
- 再現率 = 5 ÷ 10 = 0.50
したがって、再現率は 0.50 です。
選択肢ごとの解説
- ア：不正解
モデルも不良品と判定した5枚を全体100枚で割った計算（5÷100）に相当します。再現率の分母は全体枚数ではないため誤りです。
- イ：不正解
モデルが不良品と判定した合計20枚（5+15）のうち、実際に不良品だった5枚の割合（5÷20）に相当します。これは再現率ではなく適合率（Precision）の計算の考え方なので誤りです。
- ウ：正解
品質管理担当者が不良品と判定した10枚（5枚＋5枚）のうち、モデルが不良品と判定できた5枚の割合（5÷10＝0.50）なので、再現率として正しいです。
- エ：不正解
正しく判定できた枚数は80枚（不良品を不良品：5枚、良品を良品：75枚）で、全体100枚に対する割合（80÷100＝0.80）なので正解率であり、再現率ではありません。
まとめ
再現率は「品質管理担当者が不良品と判定したもの（実際の不良品）のうち、機械学習モデルも不良品と判定できた割合」です。表では、実際に不良品は10枚（5+5）で、そのうちモデルも不良品と判定したのは5枚なので、再現率は 5/(5+5)=0.50 です。
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モデルも不良品と判定した5枚を全体100枚で割った計算（5÷100）に相当します。再現率の分母は全体枚数ではないため誤りです。
モデルが不良品と判定した合計20枚（5+15）のうち、実際に不良品だった5枚の割合（5÷20）に相当します。これは再現率ではなく適合率（Precision）の計算の考え方なので誤りです。
品質管理担当者が不良品と判定した10枚（5枚＋5枚）のうち、モデルが不良品と判定できた5枚の割合（5÷10＝0.50）なので、再現率として正しいです。
正しく判定できた枚数は80枚（不良品を不良品：5枚、良品を良品：75枚）で、全体100枚に対する割合（80÷100＝0.80）なので正解率であり、再現率ではありません。