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Seasonal-Trend Decomposition과 시계열 상관관계 분석을 통한 비정상 이벤트 탐지 시각적 분석 시스템
연한별(Hanbyul Yeon),장윤(Yun Jang) 한국정보과학회 2014 정보과학회논문지 Vol.41 No.12
본 논문에서는 시공간 정보를 포함하는 트윗 스트림에서 비정상적인 이벤트에 대한 상관관계를 사용자에게 시각적으로 분석하는 방법을 다양한 실험을 통하여 제안한다. 제안하는 방법으로는 트윗에서 토픽 모델링을 수행한 다음 계절요인과 추세요인을 반영한 시계열 분석 기법을 이용하여 비정상적인 이벤트 후보군을 추출한다. 추출된 토픽이 포함되어 있는 데이터를 대상으로 다시 한 번 토픽을 추출하여 시계열 분석을 수행한 다음 앞서 추출한 토픽과의 상관관계를 분석하여 비정상적인 이벤트를 탐지할 수 있도록 하였다. 비정상 이벤트를 탐지하는 모든 과정에 시각적 분석 방법을 이용하여 단순한 수치 정보가 아닌 시각적 패턴 형태로 나타냄으로써 사용자는 직관적으로 비정상 이벤트의 동향과 주기적인 패턴을 분석할 수 있도록 하였다. 실험은 2014년 1월 1일부터 2014년 6월 30일까지 국내에서 발생한 트윗을 대상으로 2개의 사건[경주 마우나 리조트 붕괴 사건(2014.02.17.), 진도 여객선 침몰 사건(2014.04.16.)]에 대해 시각적 분석 시스템을 적용하여 사용자는 쉽게 데이터를 분석하고 이해할 수 있음을 보였다. In this paper, we present a visual analytics system that uses serial- correlation to detect an abnormal event in spatio-temporal data. Our approach extracts the topic-model from spatio-temporal tweets and then filters the abnormal event candidates using a seasonal-trend decomposition procedure based on Loess smoothing (STL). We re-extract the topic from the candidates, and then, we apply STL to the second candidate. Finally, we analyze the serial- correlation between the first candidates and the second candidate in order to detect abnormal events. We have used a visual analytic approach to detect the abnormal events, and therefore, the users can intuitively analyze abnormal event trends and cyclical patterns. For the case study, we have verified our visual analytics system by analyzing information related to two different events: the ‘Gyeongju Mauna Resort collapse’ and the ‘Jindo-ferry sinking’.
청소년 신체 성장 예측 모델의 성능 향상을 위한 시각적 분석 방법
연한별(Hanbyul Yeon),피민규(Mingyu Pi),서성범(Seongbum Seo),하서호(Seoho Ha),오병준(Byungjun Oh),장윤(Yun Jang) 한국컴퓨터그래픽스학회 2017 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.23 No.4
예측 시각적 분석 연구는 다양한 대화식 데이터 탐색 기법을 사용하여 예측 결과의 불확실성을 줄이는데 중점을 두었다. 대화식 탐색 기법의 목적은 변수간의 관계를 이해하고 알려지지 않은 변수를 예측하기 위한 적합한 모델을 선택함으로서 의사결정권자의 수준에 따른 예측결과의 품질 차이를 줄이는 것이다. 하지만 청소년 신체 성장 데이터와 같이 전체적인 추세가 알려지지 않은 시계열 데이터를 설명할 수 있는 예측 모델을 만드는 것은 어렵다. 본 논문에서는 불확실한 추세를 가지는 시계열 데이터 단편에서 물리적 성장 값을 예측하기 위한 새로운 예측 방법을 제안한다. 새로운 예측 방법은 특정 시점에서의 데이터 분포를 추정하는 방법으로 실험결과 기존 회귀 모델보다 높은 정확도를 갖는다. 또한 우리는 예측 모델링 과정에서 발생 가능한 불확실성을 최소화 할 수 있는 시각적 분석 방법을 제안한다. Previous visual analytics researches has focused on reducing the uncertainty of predicted results using a variety of interactive visual data exploration techniques. The main purpose of the interactive search technique is to reduce the quality difference of the predicted results according to the level of the decision maker by understanding the relationship between the variables and choosing the appropriate model to predict the unknown variables. However, it is difficult to create a predictive model which forecast time series data whose overall trends is unknown such as youth physical growth data. In this paper, we pro pose a novel predictive analysis technique to forecast the physical growth value in small pieces of time series data with uncertain trends. This model estimates the distribution of data at a particular point in time. We also propose a visual analytics system that minimizes the possible uncertainties in predictive modeling process.
토픽의 조합으로 이벤트 흐름을 예측하기 위한 시각적 분석 시스템
연한별(Hanbyul Yeon),김석연(Seokyeon Kim),장윤(Yun Jang) 한국정보과학회 2015 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.21 No.12
사회적 혼란을 야기하는 이벤트는 발생 직후 어떻게 대응하느냐에 따라 소요되는 비용의 편차가 크다. 이에 따라 비정상적인 이벤트를 탐지하고 의미를 파악하는 연구가 많이 진행되고 있다. 또한 예측 분석에 관한 연구도 많이 수행되고 있다. 그러나 대부분의 연구는 이벤트의 전체적인 미래 경향에 대한 수치 결과를 예측할 뿐, 이벤트가 내포하는 의미에 대한 예측 연구는 미비하다. 이에 따라 본 논문에서는 비정상적인 이벤트가 내포하는 토픽의 조합을 통해 미래에 어떠한 일이 발생할 수 있는지에 대한 시각적 예측 분석 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 먼저 트윗에서 실시간으로 비정상 이벤트를 탐지한다. 그 다음 과거 유사한 사례를 탐색한 다음 이벤트와 관련된 토픽들을 추출한다. 마지막으로 사용자는 의미 있는 토픽의 조합을 통해 미래에 어떠한 일이 발생할 수 있을지 분석할 수 있다. 실험은 두 가지 상황에 대한 예측 분석을 수행하였으며, 실험 결과 본 논문에서 제안한 방법의 타당성을 입증하였다. Emergence events are the cause of much economic damage. In order to minimize the damage that these events cause, it must be possible to predict what will happen in the future. Accordingly, many researchers have focused on real-time monitoring, detecting events, and investigating events. In addition, there have also been many studies on predictive analysis for forecasting of future trends. However, most studies provide future tendency per event without contextual compositive analysis. In this paper, we present a predictive visual analytics system using topic composition to provide future trends per event. We first extract abnormal topics from social media data to find interesting and unexpected events. We then search for similar emergence patterns in the past. Relevant topics in the past are provided by news media data. Finally, the user combines the relevant topics and a new context is created for contextual prediction. In a case study, we demonstrate our visual analytics system with two different cases and validate our system with possible predictive story lines.