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  • P-ISSN1229-067X
  • E-ISSN2734-1127
  • KCI

베이즈 인자를 이용한 독립표본 t 검정: 등분산 및 이분산 가정에 따른 비교

Bayes Factors for Independent Samples t-Test Under Equal and Unequal Variance Assumptions

한국심리학회지: 일반 / Korean Journal of Psychology: General, (P)1229-067X; (E)2734-1127
2026, v.45 no.1, pp.31-54
https://doi.org/10.22257/kjp.2026.3.45.1.31
강채린(Chaereen Kang) (성균관대학교 심리학과)
장승민(Seungmin Jahng) (성균관대학교 심리학과)

초록

본 연구는 두 집단 분포의 등분산을 가정하는 JZS(Jeffreys-Zellner-Siow) 사전분포 설정과 이분산을 허용하는 BFGC(Girón-del Castillo) 사전분포 설정을 이용한 베이지안 독립표본 t 검정의 타당성을 비교하였다. 특히 표본크기 비율과 분산 비율의 조합이 베이즈 인자의 산출에 미치는 영향을 시뮬레이션 연구를 통해 확인하였다. 시뮬레이션은 분산 비율(1:1, 2:1), 표본크기 비율(1:1, 2:3, 3:2), 표준화 효과 크기(0, 0.2, 0.5, 0.8), 총 표본크기(50, 100, 200)를 교차한 조건에서 수행되었으며, 각 조건당 500회의 반복을 통해 생성된 총 30,000개의 데이터 세트가 사용되었다. 분석 결과 두 사전분포 설정이 산출한 베이즈 인자는 이분산 조건에서 분산이 큰 집단의 표본크기의 상대적 크기에 따라 상반된 양상이 확인되었다. JZS 설정은 분산이 큰 집단의 표본크기가 상대적으로 큰 경우 참인 가설에 대한 지지가 약화되는 반면, BFGC 설정은 분산이 큰 집단의 표본크기가 상대적으로 작은 경우 유사한 양상을 보였다. 이러한 결과는 베이지안 t 검정에서 등분산 가정이 표본크기 및 분산 비율과 상호작용하여 베이즈 인자의 크기에 체계적인 영향을 미친다는 점을 보여준다. 또한 이분산이 의심되는 실제 연구 상황에서 등분산 가정에 기반한 JZS 모형보다 이분산을 허용하는 BFGC 모형을 사용하는 것이 더 나은 베이지안 추론을 제공할 수 있음을 시사한다.

keywords
베이즈 인자, 베이지안 t 검정, 이분산성, 불균형 표본크기

Abstract

Heterogeneity of variance is a persistent concern in independent-samples t tests, raising questions about the robustness of Bayesian hypothesis testing when the equal-variance assumption is violated. The Jeffreys-Zellner-Siow (JZS) prior, commonly used as the default in Bayesian t tests, inherently assumes homoscedasticity. The present study examines the implications of this assumption by comparing a homoscedastic Bayesian t test based on the JZS prior with a heteroscedastic alternative that allows group-specific variances, the Girón-del Castillo (BFGC) model. An extensive simulation study was conducted to investigate how Bayes factors behave across varying combinations of variance ratios, sample size ratios, standardized effect sizes, and total sample sizes. Particular attention was given to conditions in which sample size imbalance interacted with variance heterogeneity. The results showed that the two models exhibit qualitatively different patterns of evidence accumulation under heteroscedasticity. Specifically, the JZS-based Bayes factor tended to provide weaker support for the true hypothesis when the group with the larger variance also had the larger sample size, whereas the BFGC-based Bayes factor showed the opposite pattern, yielding weaker support when the larger-variance group had the smaller sample size. These findings highlight that variance assumptions in Bayesian t tests can systematically influence the interpretation of Bayes factors, especially in the presence of sample size imbalance. When heteroscedasticity is plausible, adopting a heteroscedastic Bayesian model such as BFGC may therefore lead to more reliable Bayesian inference than reliance on the default JZS specification.

keywords
Bayes factor, Bayesian t-test, heteroscedasticity, unequal sample sizes
투고일Received
2025-12-16
게재확정일Accepted
2026-02-02
출판일Published
2026-03-25

한국심리학회지: 일반