조건부 상호정보를 이용한 분류분석에서의 변수선택

안치경,김동욱,Ahn, Chi Kyung,Kim, Donguk 한국데이터정보과학회 2014 한국데이터정보과학회지 Vol.25 No.5

상호정보 (mutual information)를 이용한 변수 선택법은 반응변수와 설명변수간의 선형적인 연관성뿐만 아니라 비선형적인 연관성을 감지하며, 설명변수 사이의 연관성도 고려하는 좋은 변수선택 방법이다. 하지만 고차원 자료에서 상호정보를 추정하기가 쉽지 않아 이에 대한 연구가 필요하다. Cai 등 (2009)은 조건부 상호정보를 이용한 전진선택법과 가지치기법을 이용하여 이러한 문제를 해결하였으며, 마이크로어레이 자료와 같은 고차원 자료에서 조건부 상호정보를 이용한 변수 선택법으로 선택된 변수들로 구성된 SVM의 분류 성능이 SVM-RFE 및 기존의 필터링 방법으로 선택된 변수들로 구성된 SVM의 분류 성능보다 뛰어남을 보였다. 하지만 조건부 상호정보를 추정할 때 사용된 Parzen window 방법은 변수의 수가 많아질수록 변수 선택 시간이 길어지는 단점으로 인해 이에 대한 보완이 필요하다. 본 논문에서는 조건부 상호정보 계산 시 필요한 설명변수의 분포를 다변량 정규분포로 가정함으로써 변수선택을 위한 계산시간을 단축시키며 동시에 변수선택의 성능을 향상시키고자 한다. 반면, 설명변수의 분포를 다변량 정규분포로 가정한다는 것은 강한 제약이 될 수 있으므로 이를 완화시킨 Edgeworth 근사를 이용한 조건부 상호정보 기반의 변수 선택법을 제안한다. 실증분석을 통해 본 논문에서 제안한 방법의 효율성을 살펴보았으며, 기존의 조건부 상호정보 기반 변수 선택법에 비해 계산 속도나 분류 성능 면에서 우수함을 보였다. In this paper, we study efficient gene selection methods by using conditional mutual information. We suggest gene selection methods using conditional mutual information based on semiparametric methods utilizing multivariate normal distribution and Edgeworth approximation. We compare our suggested methods with other methods such as mutual information filter, SVM-RFE, Cai et al. (2009)'s gene selection (MIGS-original) in SVM classification. By these experiments, we show that gene selection methods using conditional mutual information based on semiparametric methods have better performance than mutual information filter. Furthermore, we show that they take far less computing time than Cai et al. (2009)'s gene selection but have similar performance.

서울, 논산, 부산에서 확인된 맹꽁이의 생체량(무게와 체장)과 기후의 차이에 따른 연구

안치경 한국양서·파충류학회 2018 한국양서·파충류학회 학술대회 Vol.2018 No.07

기후의 변화에 민감하게 영향을 받는 양서류들을 기후에 대한 지표 생물이라고 볼 수 있으며, 대표적인 종이 맹꽁이이다. 본 연구는 채집된 맹꽁이의 체장과 무게 그리고 채집된 지역, 지역별 기후와의 상관관계를 분석하는 것이다. 2014년 6월부터 2016년 10월까지 서울, 논산, 부산지역을 대상으로 조사하였고 맹꽁이는 기후적으로 따뜻한 지역(국내에 제주도와 부산 등지)에 서식하는 개체군이 타 지역보다 생체량이 더 무겁고 길이가 긴 것으로 확인되어 생태적인 측면에서 유리한 것으로 판단된다. 다만 일시적인 기온이나 강수량의 차이로 개체량의 크기나 무게는 확인이 힘들 것이 며, 장기적인 관점에서 데이터축척이 필요할 것으로 판단되고, 추후에 이러한 데이터의 축척으로 본 종인 맹꽁이의 기후여건과 생태환경에 기초자료가 되고자 한다.

혼합정규분포를 가정한 조건부 상호정보의 준모수적 추정량을 이용한 고차원 자료에서의 변수선택

안치경(Chikyung Ahn),김동욱(Donguk Kim) 한국데이터정보과학회 2018 한국데이터정보과학회지 Vol.29 No.6

변수간의 비선형적인 연관성을 감지할 수 있는 상호정보 (mutual information)는 변수선택의 좋은 기준이 되지만 고차원 자료에서는 적용하기 쉽지 않아 많은 연구가 진행되어 왔다. Cai 등 (2009)은 일반적인 상호정보가 아닌 최대 2차원까지만 고려하여 추정하는 조건부 상호정보를 이용하여 추정의 어려움을 해결하였으며, 고차원자료에 SVM을 적용하기 위한 변수선택에서 기존의 필터링 방법과 SVM-RFE로 선택된 변수들보다 더 분류 성능이 뛰어난 변수들을 선택하는 것을 보였다. Ahn과 Kim (2014)은 조건부 상호정보의 추정에 대한 계산효율을 높이기 위해 설명변수간에는 모수적으로 분포가정을 하는 준모수적 조건부 상호정보 추정량을 제안하였다. 하지만 설명변수간에 정규분포라는 가정이 심하게 위배되면 분류성능이 매우 저하될 수 있는 단점이 있다. 본 연구에서는 설명변수의 분포를 혼합정규분포로 가정하여 조건부 상호정보를 가중치를 활용하여 준모수적인 방법으로 추정하는 방법을 제시하였다. 반응변수와 설명변수 간에는 모수적 분포를 가정하지 않으므로 비모수적 연관성을 측정하는 상호정보의 특징을 보존하며 설명변수간에는 모수적 분포가정을 하여 추정의 효율을 향상시킬 수 있다. 모의실험결과 혼합정규분포를 가정한 조건부 상호정보의 준모수적 추정법이 유의변수 선택능력에서 매우 우수하였다. We propose a method of estimating conditional mutual information by semiparametric method using mixed normal distribution assumption between explanatory variables. In order to maintain the advantage of mutual information that keeps the nonparametric relationship between the explanatory variable and the response variable, the mutual information between the explanatory variable and the response variable is estimated in a nonparametric manner. Furthermore, to improve the efficiency of mutual information estimation, the mutual information between the explanatory variables is to be estimated parametrically. Since the estimated density function is used as a weight for conditional mutual information estimation, the outliers with relatively small density estimate have little effect on the semi-parametric estimator of conditional mutual information. Experimental results show that the semi-parametric estimation method of conditional mutual information assuming mixed normal distribution have shown excellent performance in terms of significant variable selection.

남한의 세지역(서울·논산·부산)에서 기후변화 민감종인 맹꽁이(Kaloula borealis, 멸종위기 야생동물 II급)의 체장길이 및 몸무게 차이 비교 연구

안치경(Chi-Kyung An),홍성구(Sung-Gu Hong),나수미(Sumi Na),도지선(Jiseon Doh),오기철(Ki Cheol Oh),이훈복(Hoonbok Yi) 한국습지학회 2020 한국습지학회지 Vol.22 No.1

본 연구는 기후변화 민감종의 하나인 멸종위기야생동물Ⅱ급, 맹꽁이(Kaloula borealis)의 생체량이 위도가 다른 세 지역(서울, 논산, 부산)에서 어떠한 차이를 보이는 지를 알아보기 위해 수행되었다. 맹꽁이 포획을 위해서 함정트랩(pitfall traps)과유도트랩(inducement traps)을 이용하였으며, 각 서식지별 환경조건(온도, 강수량, 습도)을 파악하여 지역별로 비교하였다. 조사결과, 맹꽁이 수컷의 경우, 부산지역 개체의 크기가 41.6±0.39㎜, 생체량이 11.3±0.17g으로 가장 크고 무거운 것으로확인되었으며, 서울과 논산의 경우 크기가 각각 36.6±2.03㎜, 36.6±1.76㎜, 생체량은 각각 8.1±0.55g, 8.2±0.91g으로 통계적으로 큰 차이를 보이지 않았다. 맹꽁이 암컷의 경우, 부산 개체의 크기는 44.7±0.35㎜, 생체량이 13.1±0.18g으로 긴것으로 조사되었으나, 중량은 지역별 차이가 크지 않았다. 결과적으로 부산에 서식하는 맹꽁이의 암·수 모두 다른 지역의개체들의 크기와 생체량이 더 큰 것으로 나타났다. 본 논문은 현재 기후상태의 기준이 되어 종복원에 대한 연구 수행 시중요한 자료로 이용 될 수 있을 것으로 보이며, 장기적으로 조사가 진행된다면, 기후변화에 따른 양서류 무미목의 생체량변화를 파악할 수 있는 기반이 될 수 있을 것으로 기대된다. This study was carried out to compare the Snout-vent length (SVL) and the biomass for the endangered species II, narrow-mouthed toad (Kaloula borealis), at the three different latitude sites (Seoul, Nonsan, Busan) in Korea. For the narrow-mouthed toad study, pitfall traps and inducement traps were used to catch the species, and environmental factors (temperature, precipitation, humidity) were compared by region. As a result of this study, each of the male narrow-mouthed toads’ SVL and biomass in Busan was 41.6±0.39㎜, and 11.3±0.17g, which showed that it was the biggest and heaviest among the three regions. For Seoul and Nonsan, each of the SVL of the female narrow-mouthed toad was 36.6±2.03㎜, 36.6±1.76㎜, and the biomass was 8.1±0.55g, 8.2±0.91g, which showed that there was no significant difference between Seoul and Nonsan. Each of the female narrow-mouthed frogs’ SVL and biomass in Busan was 44.7±0.35㎜, 13.1±0.18g, which was also biggest but showed no significant difference in biomass by region. Concluding, this showed that the female narrow-mouthed toad in Busan is larger and heavier than those of other regions. We hope this study will be a standard for the future amphibian research with comparing the SVL and biomass for the endangered species II, narrow-mouthed toad . It is expected that if this kind of study keeps for long, it will be a basis for understanding changes in biomass of amphibian species due to climate change.

신호시스템에서의 링크통행시간 추정 방법에 관한 연구

안치경(Ahn Chikyung),오세창(Oh Sei-Chang),최기주(Choi Keechoo) 대한토목학회 2002 대한토목학회논문집 D Vol.22 No.3D

경쟁위험 하에서의 누적발생함수 추정량 성능 비교

김동욱,안치경,Kim, Dong-Uk,Ahn, Chi-Kyung 한국통계학회 2007 응용통계연구 Vol.20 No.2

경쟁위험(competing risk) 하에서의 누적 발생함수(cumulative incidence function)는 일반적으로 비모수적 방법으로 추정된다. 그러나 관심 있는 원인에 의한 사건이 다른 원인에 의한 사건보다 상대적으로 적게 발생하는 경우에 비모수적 방법으로 추정된 누적발생함수는 이산성으로 인해 다소 정확하지 않게 된다. 이와 같은 경우에 Bryant와 Diagnam(2004)는 관심 있는 원인에 대한 원인특정적 위험함수(cause-specific hazard function)를 모수적으로 모형화하고 다른 원인에 의한 사건은 비모수적으로 추정하는 준모수적 방법을 제안했다. 본 연구에서는 준모수적 누적발생함수 추정량을 재표현하고 와이블분포모형과 대수 정규분포모형으로 확장하였다. 또한 대수 정규분포 원인특정적 위험모형일 경우 누적 발생함수에 대한 비모수적 추정량, 와이블분포 준모수적 추정량과 대수 정규분포 준모수적 추정량의 효율성을 비교하며 준모수적 추정량의 성능과 모형 오설정이 미치는 영향을 살펴보았다. For the time-to-failure data with competing risks, cumulative incidence functions (CIFs) are commonly estimated using nonparametric methods. If the cases of events due to the cause of primary interest are infrequent relative to other cause of failure, nonparametric methods may result in rather imprecise estimates for CIF. In such cases, Bryant et al. (2004) suggested to model the cause-specific hazard of primary interest parametrically, while accounting for the other modes of failure using nonparametric estimator. We represented the semiparametric cumulative incidence estimator and extended to the model of Weibull and log-normal distribution. We also conducted simulations to access the performance of the semiparametric cumulative incidence estimators and to investigate the impact of model misspecification in log-normal cause-specific hazard model.

부산시 명지지구에 서식하는 맹꽁이 개체군 생태연구

홍성구,안치경,김현정,오기철,박선영,나수미,이훈복 한국습지학회 2017 한국습지학회지 Vol.19 No.1

본 연구의 목적은 맹꽁이의 현 서식지의 생태적 특성을 분석하기 위해 맹꽁이를 포획하고, 맹꽁이 개체군을 보존하기 위한 것이다. 본 연구는 부산광역시 강서구 명지동 일원에 서식하는 맹꽁이를 2013년 8월 2일부터 2013년 11월 7일까지 포획하였고, 함정 트랩 240개(30 cm height X 20 cm width)를 주요 식생을 위주로 7가지의 맹꽁이 주요 서식지로 구분하고 설치하여 맹꽁이를 포획하였으며, 서식지별 환경 특성 요소들(토양 구성요소, 토양 습도, 대기 습도, 토양온도)을 측정하였다. 맹꽁이의 서식지는 대부분 초지와 아까시나무가 자생하는 평지 초원이었으며, 곳곳에 습지를 포함하고 있는 환경이었다. 맹꽁이는 846개체를 포획하였으며 VIE-tag을 몸에 투입시켜 다시 새로운 서식지에 방사하였다. 맹꽁이 개체 군은 물억새군락에서 가장 많은 포획율을 나타냈으며, 나지에서 가장 낮은 포획율이 나타났는데, 이는 한낮의 뜨거운 햇빛으로부터 보호받지 못하며, 또한 천적으로부터 은폐하기에 부적합한 환경이기 때문이다. 포획한 맹꽁이 중 127개체의 성별을 암컷 76개체, 수컷 51개체로 나타났고, 전장 및 무게를 측정한 결과 평균 길이는 암컷 45.2±0.32(mm), 수컷 41.8±0.26(mm)으로 측정되었다. 또한 무게를 측정한 결과, 암컷 13.2±0.17(g), 수컷 11.1±0.13(g)으로 측정되었다. 본 연구를 통하여 맹꽁이의 활동에 가장 큰 영향은 주는 기상 요건은 온도인 것으로 나타났고, 본 연구 결과 15.6℃ 이하의 온도에서는 활동성이 현저히 낮은 것으로 나타났으며, 그 보다 더 온도가 낮아질 경우 동면에 들어가는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통하여 명지지구 개발로 인하여 서식지 파괴 및 개체군의 절멸의 위험에 있던 명지지구에 일원에 서식하는 맹꽁이 개체군의 생존연속성을 지속시킬 수 있으며, 나아가 서식지 분석을 통하여 추후 명지지구 내에 생태공원 조성시 맹꽁이가 선호하는 서식환경의 기초자료로 활용 가능할 것으로 예상된다. The purpose of this study is to analyze the current original habitat and to conserve the narrow-mouthed toad populations. For this study, we used 240 pitfall traps (30 cm height X 20 cm width) to catch the narrow-mouthed toads that inhabit in Myeongji-dong, Gangseo-gu, in Busan metropolitan city from August 2, 2013 to November 7, 2013. We measured the environmental characteristics (soil composition factors, soil moisture, Humidity, soil temperature) for the seven habitat patterns of narrow-mouthed toads based on vegetation types. Main habitats of narrow mouthed toads were flat grassland where grass and false acacia grew and there was wetland all over the place. When analyzing habitats that main habitats of narrow-mouthed toads prefer after selecting representative seven vegetation, it was found that the most narrow-mouthed toads were caught in amur silver grass colony while the least narrow-mouthed toads were caught in bare land. Totally, we caught 846 narrow-mouthed toads over 68 times, and released them into the newly constructed habitat after injection VIE-tag. It seems that the reason for which the least narrow mouthed toads were caught in bare land is that bare land is not suitable for narrow mouthed toads to protect themselves from strong sunlight and to hide themselves from natural enemy. We found that temperature had the greatest influence on activities of narrow mouthed toads and at temperature of less than 15.6℃. We also found that the activities of narrow mouthed toads were remarkably low and then temperature was below 15.6℃. It meant that narrow mouthed toads seemed to go into hibernation. From this research, we could find the prefer habitat after analyzing habitats for the narrow-mouthed toads and could suggest for construction for the better habitat of narrow-mouthed toads.

Passive Sampler를 활용한 공업단지별 VOCs 농도 비교 ( The Comparison of VOCs Concentration in Several Industrial Complex Using Passive Sampler )

정의석,안치경,박민수,김선태 한국대기환경학회 1999 한국대기환경학회 학술대회논문집 Vol.- No.-

모델기반 시스템 엔지니어링 S/W를 이용한 통신 기반 열차 제어 시스템의 기능 분석에 관한 연구

최민신,박중용,안치경,박영원,이우동,Choe, Min-Sin,Park, Jung-Yong,An, Chi-Gyeong,Park, Yeong-Won,Lee, U-Dong 한국시스템엔지니어링협회 2003 시스템엔지니어링워크숍 Vol.1 No.-

AGT 시스템은 복잡한 대규모 시스템이며 이 시스템에 도입된 무인운전의 운영 개념은 한국 철도 기술의 환경에서는 처음 시도되는 기술이다. 게다가 신호시스템을 무선 기술을 이용하여 구현해 한다는 요구사항이 추가되어 신호시스템 개발은 더욱 도전적인 문제가 되었다. 이와 같이 실천하기 어려운 요구사항이 많은 무선열차 제어시스템 개발의 위험을 줄이기 위해 시스템공학팀은 전산지원 시스템공학 도구를 사용한 재공학의 개발공정을 수행하도록 하였다. 본 연구에서는 기존의 정적인 데이터모텔에 추가하여 시나리오 기반으로 동적거동 분석을 수행하여 기능 모델을 구축하였고 기능 모델을 토대로 한 시스템 아키텍처를 구성하였다. 특히 기능 요구사항의 취약성을 보완하기 위해 CORE의 FFBD(Functional Flow Block Diagram)기능을 활용하여 열차 운행 중 발생할 수 있는 여러 가지 시나리오를 분석함으로써 기능 모델의 완전성의 기여하였다. 이는 정적인 데이터 흐름 다이아그램(DFD:Data Flow Diagram)이 가지는 한계를 모델 기반 시스템공학 도구에서 지원하는 동적인 기능 분석을 수행하여 보완함으로써 모델의 충실도를 높였음을 의미한다. 이를 통해 기능의 오류를 개념단계에서 최소화함으로써 기술 위험이 높은 제품을 개발할 수 있다는 것을 확인하였다.

부산시 명지지구내 멸종위기종 2급 맹꽁이 개체군 생태연구

홍성구,이훈복,안치경 한국양서·파충류학회 2016 한국양서·파충류학회 학술대회 Vol.2016 No.07

본 연구는 부산광역시 강서구 명지동 일원에 서식하는 맹꽁이를 2013년 8월 2일부 터 2013년 11월 7일까지 846개체를 포획하고, 기존 서식지 중 일부 지역에 서식지보 호구역을 조성하여 포획된 맹꽁이를 이주하여 개체군 보전을 위한 목적으로 수행하 였으며, 또한 맹꽁이 서식지를 분석하여 맹꽁이 대체이주지 조성시 알맞은 환경을 마련하고자 수행하였다. 맹꽁이의 주요서식지에 함정 트랩 240개를 설치하여 주 3회 이상 트랩을 확인하여 총 68회에 걸쳐 846개체를 포획하였다. 맹꽁이의 서식지는 대부분 초지와 아까시나 무가 자생하는 평지 초원이었으며. 곳곳에 습지를 포함하고 있는 환경이다. 트랩을 설치한 지역의 대표적인 식생 7개를 선정하여 맹꽁이가 선호하는 지역의 서식지를 분석하였으며, 그 결과 물억새군락에서 가장 많은 포획율을 나타냈으며, 나지에서 가 장 낮은 포획율은 나타냈는데, 이는 한낮의 뜨거운 햇빛으로부터 보호받지 못하며, 또한 천적으로부터 몸을 숨기기에 부적합한 환경이기 때문인 것으로 판단된다. 포획한 맹꽁이 중 127개체의 성별, 전장 및 무게를 측정한 결과 암컷 76개체, 수컷 51개체로 나타났고, 평균 길이는 암컷 45.2±0.32(mm), 수컷 41.8±0.26(mm)으로 측정 되었다. 또한 무게를 측정한 결과, 암컷 13.2±0.17(g), 수컷 11.1±0.13(g)으로 측정되 었다. 또한 다른 지역의 맹꽁이와 비교한 결과 제주도에서 52개체를 포획하여 길이 를 측정한 결과 암컷 47.6±2.9, 수컷 44.3±4.7로 확인되어 명지지구보다 다소 큰 것 으로 확인되었으며, 충청북도 청원군에서 30개체를 포획하여 길이를 측정한 결과 암 컷 40.7±6.74, 수컷 38.3±5.23로 확인되어 명지지구보다 다소 작은 것으로 확인되었 다. 이와 같은 결과로 미루어 봐 온도에 영향을 많이 받는 양서류의 특성상 평균온 도가 높은 지역의 맹꽁이가 먹이활동 시간이 늘어나고, 먹이섭취 후 소화율이 높아 평균 크기에서 다소 큰 것으로 유추해 볼 수 있었다. 본 연구를 통하여 맹꽁이의 활동에 가장 큰 영 향은 주는 기상 요건은 온도인 것으로 나타났고, 본 연구 결과 15. 6℃ 이하의 온도에서는 활동성이 현저히 낮은 것으로 나타났으며 그 보다 더 온도가 낮아질 경우 동면에 들어가는 것으로 확인되었다. 본 연구를 통하여 명지지구 일원에 서식하는 맹꽁이 개체군의 생존연속성을 지속 시키고, 또한 서식지 분석을 통하여 맹꽁이가 선호하는 서식환경의 기초자료로 활용 가능할 것으로 예상된다.