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Time PLOT과 이동평균 융합 시계열 데이터 예측
Forecasting the Time-Series Data Converged on Time PLOT and Moving Average 원문보기

한국융합학회논문지 = Journal of the Korea Convergence Society, v.6 no.4, 2015년, pp.161 - 167  

이준연 (동명대학교 미디어공학과)

초록
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시계열 데이터를 예측하는 것은 매우 어려운 작업이다. 비선형적인 특성을 갖는 신호에서 얻어지는 데이터들이 불확실성을 가지고 있기 때문이다. 본 논문은 특정 시계열 데이터의 정확한 예측을 위하여 시계열 자료가 어떤 패턴에 따라 변화한다는 전제하에서 과거 자료들을 평균하여 미분으로써, 시계열 변화 패턴의 찾았다. 또한 미분 데이터의 반영 비율에 따라 특이성을 갖는 시계열데이터를 일반화하기 위하여 확률변수를 적용하였다. 순환변동과 계절변동을 소거하고, 불규칙 변동만을 추출하여 경향의 추세를 더한 예측값을 계산하게 된다. 이렇게 예측된 값은 이동평균과 단순이동평균에 의하여 가장 좋은 결과값을 갖는 알고리즘과 비교를 통하여 제안 알고리즘의 우수성을 입증하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

It is very difficult to predict time-series data. This is because data obtained from the signal having a non-linear characteristic has an uncertainty. In this paper, By differentiating time-series data is the average of the past data under the premise that change depending on what pattern, and find ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 제안된 방법에서는 데이터 발생 시스템에 대한 사전정보가 부족하거나 시변 특성을 갖는 경우에도 잘 동작할 수 있도록 원데이터로부터 차분값을 사용하였다. 그래서 데이터의 특성과 유사성이 잘 드러나게 하였고, 데이터에 대한 예측의 정확도를 향상시킬 수 있도록 하였다.
  • 이에 반해 시도표에 의한 분석은 시계열자료는 여러 변동의 결합으로 이루어지는 것이므로 시계열자료를 형성하고 있는 변동요소를 찾아내고 시계열자료를 그 요소들로 표현하여 예측하는 것이다. 본 논문에서는 스플라인 핏(spline fit)에 의한 시도표 분석을 통하여 시계열 자료의 구조를 파악하고자 한다.
  • 정확한 예측을 위하여 보다 중요한 것은 시계열 자료의 성격과 특징을 파악하고, 그 자료와 관련된 주변 환경 변수들은 어떤 것들이 있는지, 그 자료 자체를 분석할 것인지 변환 또는 조정이 필요한지 등을 고려해 보아야만 할 것이다. 본 논문에서는 시계열 자료가 어떤 패턴에 따라 변화한다는 전제하에서 과거 자료들을 평균하여 차분으로써, 시계열 변화 패턴의 부드러운 모습을 찾고자 한다. 제안된 방법에서는 데이터 발생 시스템에 대한 사전정보가 부족하거나 시변 특성을 갖는 경우에도 잘 동작할 수 있도록 원데이터로부터 차분값을 사용하였다.
  • 비선형적인 특성을 갖는 신호에서 얻어지는 데이터들이 불확실성을 가지고 있기 때문이다. 이를 해결하기 위하여 본 논문에서는 시계열 데이터의 예측에 사용될 적절한 입력값을 여러 차분 간격을 통하여 선택적으로 사용하는 예측알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 동일한 데이터에서 가장 예측오차가 적은 3차분 이동평균값(MA(3))과 비교를 통하여 제안된 알고리즘의 우수성을 입증하였다.
  • 따라서 시계열자료의 부드러운 패턴이 얻어지면 그 패턴의 연장선상에서 예측값을 찾는 방법이다. 이에 반해 시도표에 의한 분석은 시계열자료는 여러 변동의 결합으로 이루어지는 것이므로 시계열자료를 형성하고 있는 변동요소를 찾아내고 시계열자료를 그 요소들로 표현하여 예측하는 것이다. 본 논문에서는 스플라인 핏(spline fit)에 의한 시도표 분석을 통하여 시계열 자료의 구조를 파악하고자 한다.
  • 또 하나의 목적은 자료의 기술이다. 자료를 시간의 흐름에 따라 그림으로 표현하고, 자료의 특성을 파악하여 법칙성을 발견하는 것이다. 대체적으로 추세, 순환, 계절성, 특이점, 변환점 등 가지고 있는 시계열 데이터의 특징을 찾아 분석할 수 있다는 것이다[4,5].

가설 설정

  • (5) 위의 과정에서 얻어진 St, Tt, Ct를 모두 제거할 때 남는 것이 불규칙변동(It)이다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
시계열 데이터의 분석은 무엇인가? 시계열 데이터의 분석이란 관측된 과거의 자료를 분석하여 일련의 법칙을 발견하고, 이를 모델링하여 추정하는 것을 뜻한다. 이러한 시계열 분석의 가장 중요한 목적은 예측이다.
시계열 생체신호를 분석하는 이유는 무엇인가? 일반적으로 얻어지는 데이터들은 일정한 시간을 주기로 하여 얻어지는 시계열 데이터가 대부분이고, 많은 분야에서 이러한 시계열 데이터의 분석과 예측을 필요로 한다. 시계열 생체신호를 분석하는 것은 그 속에 내포된 다양한 정보를 통해 그 신호를 발생시키는 기관의 상태를 정확하게 모델링하기 위함이다. 모델링은 이미지 형태이거나 수치로 제시되어 임상 현장에서의 자동진단 시스템이나 병을 진단하는데 보조 자료로 활용될 수 있다.
시계열 데이터의 분석과정의 데이터의 전처리 단계에는 무엇을 수행하는가? 시계열 데이터의 분석과정은 먼저 데이터의 전처리단계를 거쳐 선형분석과 비선형분석을 거쳐 실제 모델을 구성하고 응용에 적용하는 것이다. 데이터의 전처리단계는 체계적이고 일관된 분석을 수행하기 위해서 수집된 시계열을 살펴보면서 측정 잡음이 과도하게 들어간 부분을 제거하며, 전체가 잡음에 노출된 경우 해당 데이터를 폐기하고 다시 실험한다.
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참고문헌 (15)

  1. Alexandar D. Shin, M.D., "Effect of Attractor Construction Methods to Fractal Dimension for Heart Sound Analysis", http://blog.naver.com/mathic/120009708196. 

  2. Taesik Kim, "Speech Signal Processing for Analysis of Chaos Pattern", Voice Science Vol. 8, No. 3, pp. 149-157, 2001. 

  3. Taesik Kim, Hong Jung, "Nonlinear Data Presentation Method for Chaotic Analysis of Heart Rate", Healthcare Informatics Research, Vol. 9 No. 2, pp. 93-100, 2003. 

  4. George E. P. Box, Gwilym M. Jenkins, "Time Series Analysis : forcasting and control", Revised Ed., Prentice Hall, 1976. 

  5. G. Janacek, L. Swift, "Time Series Forecasting, Simulation, Applications", Ellis Horwood, 1993. 

  6. Seungwhan Park, "The Recognition Technique of Biological Signal", Information Processing, Vol. 6, No. 4 pp. 44-52, 1999. 

  7. Richard L. Burden, J. Douglas Faires, "Numerical Analysis", Sixth Ed., International Thomson Publishing Asia, 1997. 

  8. Li-Xin Wang, "A Course in Fuzzy Systems and Control", Prentice Hall, 1997. 

  9. IS Choi, DS Kang, JH Lee, MW Kang, "Prediction of the industrial stock price index using domestic and foreign economic indices", Journal of the Korean Data & Information Science Society, Vol 23, No. 2 pp. 271-283, 2012 

  10. KH Hwang, WP Kim, C Jeog, "Demand Forecasting of Dok-do Tourism using Comparison of Univariate Time Series", Korea Academic Society of Tourism and Leisure, Vol. 27, No. 2, pp. 59-77, 2015. 

  11. Jae-whan Son, "A probabilistic model of school violence based on the markov chain process", Studies on Korean Youth, Vol. 26, No. 2 pp. 35-57, 2015. 

  12. JC Kim, JH Lee, GJ Kim, SS Park, DS Jang, "Data Engineering" Time Series Analysis of Patent Keywords for Forecasting Emerging Technology", Journal of Information Processing, Vol 3, No. 9, pp. 355-360, 2014. 

  13. Jinhyun Kim, Changhyung Lee, Kyuseok Shim, "Time Series Prediction using Clustering Algorithm", Journal of Information Science, Vol. 20, No. 3, pp. 191-195, 2014. 

  14. Seungho Mun, Jeonghyung Lee, "A Study on the Disaggregation Method of Time series Data", Journal of Digital Ploicy, No. 12, No. 6, pp. 155-160, 2014 

  15. Sunho Min, Changho Seo, "The Study of Performance Improvement of Dejitter Algorithm applying Time Series Model for VoicePlatform Security Data", Journal of the korea institute of Information Security & Cryptology, Vol. 23, No. 5, pp. 963-968, 2013. 

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