Prediction of the Movement Directions of Index and Stock Prices Using Extreme Gradient Boosting

HyoungDo Kim(김형도) 한국콘텐츠학회 2018 한국콘텐츠학회논문지 Vol.18 No.9

주가 이동 방향의 정확한 예측이 주식 매매에 관한 전략적 의사결정에 중요한 역할을 할 수 있기 때문에 투자자와 연구자 모두의 관심이 높다. 주가 이동 방향에 관한 기존 연구들을 종합해보면, 주식 시장에 따라서 그리고 예측 기간에 따라서 다양한 변수가 고려되고 있음을 알 수 있다. 이 연구에서는 한국 주식 시장을 대표하는 지수와 주식들을 대상으로 이동 방향 예측 기간에 따라서 어떤 데이터마이닝 기법의 성능이 우수한 것인지를 분석하고자 하였다. 특히, 최근 공개경쟁에서 활발히 사용되며 그 우수성이 입증되고 있는 익스트림 그라디언트 부스팅 기법을 주가 이동 방향 예측 문제에 적용하고자 하였으며, SVM, 랜덤 포리스트, 인공 신경망과 같이 기존 연구에서 우수한 것으로 보고된 데이터마이닝 기법들과 비교하여 분석하였다. 12년간 데이터를 사용하여 1일 후에서 5일 후까지의 이동 방향을 예측하는 실험을 통해서, 예측 기간과 종목에 따라서 선택된 변수들에 차이가 있으며, 1-4일 후 예측에서는 익스트림 그라디언트 부스팅이 다른 기법들과 부분적으로 동등함을 가지면서도 가장 우수함을 확인하였다. Both investors and researchers are attentive to the prediction of stock price movement directions since the accurate prediction plays an important role in strategic decision making on stock trading. According to previous studies, taken together, one can see that different factors are considered depending on stock markets and prediction periods. This paper aims to analyze what data mining techniques show better performance with some representative index and stock price datasets in the Korea stock market. In particular, extreme gradient boosting technique, proving itself to be the fore-runner through recent open competitions, is applied to the prediction problem. Its performance has been analyzed in comparison with other data mining techniques reported good in the prediction of stock price movement directions such as random forests, support vector machines, and artificial neural networks. Through experiments with the index/price datasets of 12 years, it is identified that the gradient boosting technique is the best in predicting the movement directions after 1 to 4 days with a few partial equivalence to the other techniques.

Electronic Subband Structure in InAs-GaAs quantum dots-in-asymmetric-well infrared photodetector structure

Hyoungdo Nam,Won Jun Choi,Haesuk Yang,Ho-Sang Kwack,Jin Dong Song,Jung Il Lee,Yong-Hoon Cho 한국물리학회 2005 THE JOURNAL OF THE KOREAN PHYSICAL SOCIETY Vol.47 No.6

We investigated the electronic subband structure of an InAs quantum-dot infrared photodetector (QDIP) structure utilizing photoluminescence (PL) and PL excitation (PLE) spectroscopy. At 10 K, the PLE spectrum of the PL maximum (1.046 eV) shows an absorption peak associated with InAs quantum dots in an asymmetric well (DASWELL). The strongest transitions in the PLE spectrum are at 85 and 160 meV above the ground-state transition, and weaker transitions occur at 63 and 130 meV. Another peak at 30 meV is a phonon-assisted peak, and the peaks observed above 300 meV are related to quantum wells formed by InGaAs regions between island QDs. From these data, we construct the electronic subband structure of the active region in an InAs QDIP with a DASWELL structure and a AlGaAs/GaAs superlattice barrier.

CRT-Based Color Image Zero-Watermarking on the DCT Domain

HyoungDo Kim 한국콘텐츠학회 2015 International Journal of Contents Vol.11 No.3

When host images are watermarked with CRT (Chinese Remainder Theorem), the watermark images are still robust in spite of the damage of the host images by maintaining the remainders in an unchanged state within some range of the changes that are incurred by the attacks. This advantage can also be attained by “zero-watermarking,” which does not change the host images in any way. This paper proposes an improved zero-watermarking scheme for color images on the DCT (Discrete Cosine Transform) domain that is based on the CRT. In the scheme, RGB images are converted into YCbCr images, and one channel is used for the DCT transformation. A key is then computed from the DC and three low-frequency AC values of each DCT block using the CRT. The key finally becomes the watermark key after it is combined four times with a scrambled watermark image. When watermark images are extracted, each bit is determined by majority voting. This scheme shows that watermark images are robust against a number of common attacks such as sharpening, blurring, JPEG lossy compression, and cropping.

채널 비교를 통한 DCT 영역 컬러 이미지 제로-워터마킹

김형도(HyoungDo Kim) 한국콘텐츠학회 2015 한국콘텐츠학회논문지 Vol.15 No.9

디지털 워터마킹은 복제되어 배포된 디지털 미디어의 저작권을 확인할 수 있는 전자적인 수단을 제공한다. 이미지에 관한 디지털 워터마킹 연구 분야에서는 그레이스케일 이미지에 대한 많은 연구 성과를 바탕으로 최근에는 실생활에서 광범위하게 사용되고 있는 컬러 이미지에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 컬러 이미지는 그레이스케일 이미지에 비하여 각각이 그레이스케일 이미지에 대응될 수 있는 다수의 채널을 가지고 있다. 단순하게 그레이스케일 이미지에 적용되던 기법을 컬러 이미지의 한 채널에 적용하는 연구들도 많은데, 이 채널들 간에는 상관관계가 존재한다는 특성이 고려되지 못하고 있다. 이 논문에서는 DCT 도메인 상에서 컬러 이미지의 두 채널을 비교하여 생성한 특징(이미지 의존 워터마크)을 스크램블링 처리된 저작권 워터마크와 결합하여 워터마크 키를 생성하는 기법을 제시한다. 이 방법은 이미지에 어떤 변경도 하지 않는 제로-워터마킹의 일종으로서, 생성된 키는 워터마크를 호스트 이미지에 삽입하는 워터마킹 기법과 달리 이미지 왜곡이 없다는 장점이 있으며, 샤프닝, 블러링, JPEG 손실 압축, 축소/확대, 잘라내기 등을 이용한 공격에도 강인함을 보여준다. Digital watermarking provides electronic means for proving the copyrights of distributed digital media copies. Research on digital watermarking for images is recently directed toward that for color images extensively used in real life, based on the substantial results in digital watermarking for gray-scale images. Color images have multiple channels, each of which corresponds to a gray-scale image. While there are some watermarking techniques for color images that just apply those for gray-scale images to one channel of the color images, the correlation characteristics between the channels are not considered in them. This paper proposes a zero-watermarking technique that makes keys via combining an image dependent watermark, created through comparing two channels of the color image and copyright watermark scrambled. Due to zero-watermarking, it does not change anything of cover(host) images. Watermark images are robust against some common attacks such as sharpening, blurring, JPEG lossy compression, scaling, and cropping.

무질서한 SMVQ 기반의 제로-워터마킹

김형도(HyoungDo Kim),박찬권(Chankwon Park) 한국콘텐츠학회 2009 한국콘텐츠학회논문지 Vol.9 No.7

디지털 워터마킹은 디지털 콘텐츠에 워터마크를 삽입함으로써 불법적인 복제를 방지하고, 지적재산권 및 저작권을 보호하며, 소유권을 주장할 수 있는 근거를 제시하는 기술이다. 일반적으로 워터마킹 기법에서는 워터마크를 삽입함으로써 데이터 왜곡과 품질 저하가 불가피하다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위하여 원래 데이터를 변경하지 않는 제로-워터마킹 기법들이 최근 제시되고 있다. 이 논문에서는 VQ(Vector Quantization) 방식의 블록 효과를 줄이고, 압축 비율과 품질을 향상시킨 SMVQ(Side Match Vector Quantization) 방식에 대한 제로-워터마킹 체계인 CSMVQ(Chaotic SMVQ)를 제안한다. SMVQ 이미지 압축에서는 동일하게 두 이웃 블록의 접면 정보를 이용하기 위하여 좌측 상단에서 우측하단으로 진행되므로, 임의의 순서로 블록을 선택하여 워터마크를 삽입할 수 없다. CSMVQ에서는 이전에 부호화된 (1개에서 4개까지의) 이웃 블록들의 접면 정보를 동적으로 고려하여 부호화를 진행하므로, 무질서한 방식으로 워터마크가 삽입되도록 지원할 수 있다. 이 기법을 적용한 이미지의 품질이 SMVQ보다 우수하며, 샤프닝, 메디안 필터링 등을 이용한 공격에도 워터마크가 강인함을 보여준다. Digital watermarking is a technology for preventing illegal copying, for protecting intellectual property rights and copyrights, and for suggesting grounds of the ownership by inserting watermarks into digital contents. Generally speaking, watermarking techniques cannot escape from data distortion and quality degradation due to the watermark insertion. In order to overcome the shortcoming, zero-watermarking techniques which do not change the original data have been proposed recently. This paper proposes CSMVQ(Chaotic SMVQ), a zero-watermarking system for SMVQ(Side Match Vector Quantization) which shows better compression ratio and quality and less blocking effect than VQ(Vector Quantization). In SMVQ, compression progresses from left top to right bottom in order to use the information of the two neighbor blocks, so it is impossible to insert watermarks chaotically. In the process of encoding, CSMVQ dynamically considers the information of the (1 to 4) neighbor blocks already encoded. Therefore, watermark can be inserted into digital contents in chaotic way. Experimental results show that the image quality compressed by CSMVQ is better than that of SMVQ and the inserted watermark is robust against some common attacks.

핵심 컴포넌트 방법론 기반의 XBRL 문서 표준화 및 재활용 방안 연구

김형도(HyoungDo Kim),박찬권(Chankwon Park) 한국전자거래학회 2006 한국전자거래학회지 Vol.11 No.4

기업의 투명성과 사회적 책임이 강조되면서, 비즈니스 보고(Business Reporting)에 특화된 XML 언어인 XBRL(eXtensible Business Reporting Language)의 활용도가 크게 증가하고 있다. XBRL은 기업 보고 문서의 구성요소들(개념들과 이들의 구조체들)을 XSD(XML Schema Definition)로 정의한다는 점에서 기업간 전자문서 표준화와기본적으로 동일하다. 그러나, 개념들의 유형이 특정하게 한정되어 있고 이들 개념들을 연결하고 부가 정보를 제공하기 위한 다양한 관계 유형을 정의한다는 점에서 근본적인 차이가 있다. XBRL 응용이 활성화되면서 국가적인 수준에서의 표준화와 함께 체계적으로 구성요소들을 재활용해야 할 필요성이 증대되고 있으나, 이러한 근본적 차이로 인해서 표준화와 재활용에 어려움을 겪고 있다. 이 논문에서는 UN/CEFACT의 핵심 컴포넌트 방법론을 적용하여 XBRL 문서의 표준화 및 재활용이 가능하도록 하기 위하여, 문제점을 분석하고 대안을 제시한다. In parallel with emphasizing more transparency and social responsibility of businesses, usage rate of XBRL, a XML-based language specific to business reporting, is rapidly increasing. XBRL takes the same approach with the standardization of B2B electronic documents in that it defines components (concepts and their structures) of business reporting documents using XSD(XML Schema Definition). However, it is fundamentally different from the standardization of B2B electronic documents because it restricts concepts to specific types and it defines diverse relationship types for connecting the concepts to themselves and other additional information. As XBRL applications are getting activated, one hot issue is the necessity for standardization of XBRL documents in the national level and reusing the components systematically. This paper proposes an alternative based on the problem analysis in order to make it possible to standardize and reuse XBRL documents systematically by applying the UN/CEFACT Core Component methodology.

개인형 커뮤니티에 대한 기술수용 모델 적용에 관한 연구

문형도(HyoungDo Moon),김준우(JunWoo Kim),김연수(Yon Soo Kim) 한국산업경영시스템학회 2008 한국산업경영시스템학회지 Vol.31 No.1

  The purpose of this study is to identify the factors determining users" acceptance of individualized virtual community. While there has been considerable research on the Technology Acceptance Model (TAM) that has predicted whether individuals will accept and voluntarily use information systems, limitations of the TAM include the omission of an important characteristics of individual construct in the context of individualized community. Based on literature relating to the theory of reasoned action (TRA), the theory of planned behavior (TPB) and the TAM, this study extends the applicability of the TAM in a individualized community context, by adding characteristics of individual-based construct ("subjective norm", "self-efficacy", "self-presentation" and "sharing information to exchange various information") to the model. Analysis was conducted on using the structural equation modeling approach. The result supports the extended TAM in predicting users" intentions to using personalized community. Several implications for IT/IS acceptance research and individualized community service management practices are discussed.

XBRL 서비스 품질 향상을 위한 의미제약 표현 방법 분석

김형도(HyoungDo Kim) 한국콘텐츠학회 2008 한국콘텐츠학회논문지 Vol.8 No.8

XBRL은 재무 보고를 비롯한 다양한 비즈니스 보고에서 활용되고 있는 XML 기반 언어로서, 응용 분야의 개념들과 이들간의 관계를 정의하여 유연하게 활용할 수 있다. 이러한 비즈니스 보고 프로세스에서, 보고 내용의 일치성과 완전성을 문법적이고 의미적인 수준에서 검증하는 것은 XBRL 문서를 제출하는 측이나, 제출받아 이용하는 측 모두에게 매우 중요하다. 이와 같은 의미제약을 응용 프로그램 코드로 직접 표현하고 검증하는 것이 기본적인 방법이지만, 이것은 의미제약의 표현과 변경, 그리고 공유를 어렵게 한다. XML 문서의 의미제약을 일반적으로 표현할 수 있는 XSLT, Schematron 등의 언어는 XML을 이용한 의미제약의 명시적인 표현과 공유가 가능하나, XBRL 의미제약을 효율적이고 효과적으로 표현하기 어렵다. 이 논문에서는 현재 활발히 논의가 진행되고 있는 XBRL Formula의 의미제약 표현 방법에 대하여 검토하고, 사례 분석을 통해서 표현 능력과 문제점을 토의하고자 한다. 구체적인 분석 사례로서는 재무보고 분야의 재무제표를 이용한다. XBRL is an XML-based language, actively used for diverse business reporting applications including financial reporting. It can be flexibly applied to each application by defining concepts and their relationships existing within the application. In these business reporting processes, it is very important for senders and receivers to validate the consistency and completeness of reporting contents in the syntatic and semantic levels. The basic method is to directly represent and validate the semantic constraints using application program codes. However, the method makes it difficult to represent, change, share semantic constraints. While XML constraint languages for XML documents such as XSLT and Schemantron support explicit representation and sharing of semantic constraints, they are limited in the efficiency and effectiveness of representing XBRL semantic constraints. This paper reviews XBRL formula, actively being discussed recently for standardization, and discusses the representation capability and limitations through a case analysis, which applies XBRL formula to business documents in the area of financial reporting.

Development and Evaluation of Standard Electronic Documents Based on Conceptual-level Information Models

Kim HyoungDo 한국전자거래학회 2004 한국전자거래학회 학술대회 발표집 Vol.2004 No.-

AHP 기반의 비즈니스 실행 편의성 평가요소의 가중치 결정과 경제단위별 종합 순위 분석

김형도(HyoungDo Kim) 한국콘텐츠학회 2017 한국콘텐츠학회논문지 Vol.17 No.1

세계은행에서 매년 배포되는 비즈니스 실행편의성 보고서는 경제단위별로 중소기업의 비즈니스 활동을 향상시키고 제약하는 규제들을 비즈니스 수명주기의 10개 분야(평가요소)별로 측정하고, 이를 바탕으로 분야별 및 종합 점수와 순위를 산출한다. 이 종합 점수는 10개 분야별 점수를 모두 더한 것으로, 모든 분야별 점수가 동일한 비중을 가지고 있는 것을 의미한다. 사용하는 평가요소와 가중치에 따라서 평가 결과가 크게 달라질 수 있기 때문에 세계은행의 보고서가 우리나라 기업들이 중요시하는 평가요소들을 제대로 반영하지 못한 것일 수 있고, 그 결과를 직접 활용하기 어려운 측면이 있다. 이 논문에서는 대한민국 중소기업의 관점에서 이들 10개 평가요소의 가중치를 산정하여 경제단위의 비즈니스 실행 편의성을 비교하고자 한다. 국내 경영학부 교수 및 중소기업 CEO를 대상으로 AHP 기반의 설문을 실시하여 평가요소별 가중치를 산정하고, 이를 2016년 세계은행 보고서 자료에 적용하여 종합 점수와 순위를 산출하였다. 상위권과 하위권에서는 변화가 상대적으로 적었던 반면에, 중위권에서는 큰 변화가 나타나는 경우들도 확인되었다. Annual reports on the ease of doing business, published from the World Bank, measure the regulations of economies that enhance business activity and those that constrain it by the 10 areas of business life-cycle. It then calculates the scores and ranks in each of the areas and in aggregate. The aggregate scores are the summation of the scores in the areas. This means that all the areas have the same weight. As evaluation results can vary greatly by the areas used and their weights, it is possible that the areas emphasized by small and medium-sized enterprises(SMEs) of Korea are not appropriately reflected in the evaluation results. From the viewpoint of small and medium-sized Korean enterprises, this paper tries to compare the ease of doing business of economies via determining the weights of the 10 areas. Through an AHP-based survey on Korean professors of a business school and SME CEOs, the weights are determined and then applied to the calculation of the aggregate scores and the ranks of the economies. While the changes in the top and bottom ranks are relatively small, some cases of big changes are found in the middle ranks.