• Title/Summary/Keyword: 이상치 처리

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Evaluation of applicability of Hampel Filter to outlier check for river water level data (하천수위 자료 이상치 점검에 대한 Hampel 필터의 적용성 평가)

  • Park, Heeseong;Kim, Hyoung Seop
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.352-352
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    • 2022
  • 수위자료는 기초 수문자료의 하나로서 자료 수집시 이에 대한 품질관리가 반드시 필요하다. 이 과정에서 이상치 여부를 점검하여 이상치로 확인된 경우 소거하거나 수정하는 등의 처리를 해야 한다. 수위자료의 이상치 점검에는 다양한 방법이 있지만 아직 일반화된 방법은 없다. 이에 다양한 방법에 대한 적용가능성을 평가해 볼 필요가 있다. Hampel 필터는 신호처리 시 신호의 이상치를 찾아 보완하려고 개발된 필터이다. 시계열자료에서 이상치를 감지하는 고전적인 접근 방법은 이동평균과 이동표준편차를 이용하는 것이지만 고전적인 이동평균과 이동표준편차는 이상치의 영향을 받는다. 이에 따라 이상치의 추정이 어렵게 되는 경우가 있다. 이에 반하여 Hampel 필터는 이동평균 및 이동표준편차 대신 중앙값과 중앙값 절대편차(Median Absolute Deviation; MAD)를 이용함으로써 더 나은 결과를 얻을 수 있다. Hampel 필터는 신호처리용으로 개발되었기 때문에 부드러운 Sine 곡선에 적합할 것으로 보이며, 이미 하천수위 변화보다는 부드러운 변화를 보이는 저수지수위의 이상치를 점검하기 위해 사용되고 있다. 하지만 변화가 급격하고 첨두가 발생하는 하천의 수위에 대해서도 적용할 수 있는지에 대해서는 평가가 필요하다. 이에 본 연구에서는 신호처리에 사용되는 Hampel 필터를 이용하여 수위자료의 이상치 점검에 적용하고 과거 자료에 기록된 실제 이상치 자료와 비교하여 그 성능을 평가해 보았다.

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Distributed Processing Environment for Outlier Removal to Analyze Big Data (대용량 데이터 분석을 위한 이상치 제거용 분산처리 환경)

  • Hong, Yejin;Na, Eunhee;Jung, Yonghwan;Kim, Yangwoo
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • 2016.07a
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    • pp.73-74
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    • 2016
  • IoT 데이터는 비정형 데이터로 가공되고 분석하였을 때 비로소 가치를 갖기에 전 세계적으로 빅데이터 기술에 관심이 집중되고 있다. IoT 데이터 중 많은 부분을 차치하는 센서 데이터는 수집이 용이하고 활용범위가 넓기 때문에 여러 분야에서 사용되고 있다. 하지만 센서가 정상적으로 작동하지 못한 경우에는 실제와는 다른 값인 이상치를 포함하여 왜곡된 결과가 도출되어 활용할 수 없는 경우가 생긴다. 따라서 본 논문에서는 정확한 결과를 도출하기 위하여 수집된 원자료의 데이터를 분석하기 전에 이상치 탐지 및 제거를 하고자 한다. 또한 점점 늘어나고 있는 대용량 데이터를 신속하게 처리하기 위하여 메모리 접근방식인 스파크를 사용한 분산처리환경에서 이상치 탐지 및 제거하는 것을 제안한다. 맵리듀스 기반의 이상치 탐지 및 제거는 총 4단계로 나누어 구현하였으며 제안한 기법의 성능 평가를 위해 총 3가지 환경에서 비교하여 실험하였다. 실험을 통해 데이터의 용량이 커질수록 분산처리환경에서 스파크를 사용하여 처리하는 방식이 가장 빠를 것 이라는 결과를 얻었다.

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Development of data processing component module for the flood management in an agricultural watershed (농촌유역 홍수관리를 위한 자료처리 요소모듈 개발)

  • Lee, Do Gil;Kang, Moon Seong;Park, Jihoon;Ryu, Jeong Hoon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.289-289
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    • 2016
  • 신뢰성 높은 홍수관리는 경향성 분석, 이상치 판정 등의 전처리를 수행한 입력 자료를 구축하는 것을 필요로 한다. 경향성 분석은 방법에 따라 경향성의 유무가 다르게 나타나기 때문에 하나의 방법으로만 판단하기 어려우며, 이상치 분석은 지역 특성에 따라 기준이 변동하므로 일정한 기준을 적용하기가 어려워 주로 수동으로 이루어지며 이 작업을 완료하는 데에는 많은 시간이 소요된다. 입력 자료 전처리에 수반되는 비용과 시간을 절감하기 위해 이러한 문제점의 개선이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 농촌유역 홍수관리를 위한 자료처리 요소 모듈을 개발하는 데 있다. 홍수관리를 위한 자료처리 요소 모듈은 크게 기상자료의 경향성을 분석하는 모듈과 수위자료의 이상치를 탐지하고 판정하는 모듈로 구성하였다. 경향성 분석 모듈은 모수적 방법인 t-test와 비모수적 방법인 Hotelling-Pabst test 및 Mann-Kendall test를 분석 방법으로 제공하여 하나의 입력 자료로 세 가지 방법으로 분석한 결과를 비교할 수 있도록 개발하였다. 이상치 탐지 모듈은 IQR (interquartile range) 규칙과 규칙기반의 방법을 이용한 이상치 탐지를 제공할 수 있도록 개발하였다. 개발된 모듈은 한강 유역의 용당저수지에 적용하여 검정을 실시하였다. 본 연구에서 개발된 농촌유역 홍수관리를 위한 자료처리 요소 모듈은 추후 홍수관리 및 그에 관한 연구를 하는데 있어 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Outlier detection and treatment in industrial sampling survey (경제조사에서의 이상치 탐지와 처리방법)

  • Joo, Young Sun;Cho, Gyo-Young
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • v.27 no.1
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    • pp.131-142
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    • 2016
  • Outliers in surveys can have a large effect on estimates of totals. This is especially true in business surveys where the populations are drawn are typically skewed. In this paper, we discussed the practical development and implementation of methods to identify and deal with outliers. A detection method is based on quartile method and detected outlier is processed in various ways. The study examines two versions of winsorised estimators with three different cut-off thresholds for each one. For the simulation study, four types of weight transformation function have been considered.

Outlier Detection Based on MapReduce for Analyzing Big Data (대용량 데이터 분석을 위한 맵리듀스 기반의 이상치 탐지)

  • Hong, Yejin;Na, Eunhee;Jung, Yonghwan;Kim, Yangwoo
    • Journal of Internet Computing and Services
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    • v.18 no.1
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    • pp.27-35
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    • 2017
  • In near future, IoT data is expected to be a major portion of Big Data. Moreover, sensor data is expected to be major portion of IoT data, and its' research is actively carried out currently. However, processed results may not be trusted and used if outlier data is included in the processing of sensor data. Therefore, method for detection and deletion of those outlier data before processing is studied in this paper. Moreover, we used Spark which is memory based distributed processing environment for fast processing of big sensor data. The detection and deletion of outlier data consist of four stages, and each stage is implemented with Mapper and Reducer operation. The proposed method is compared in three different processing environments, and it is expected that the outlier detection and deletion performance is best in the distributed Spark environment as data volume is increasing.

Detection of outliers in pet sensor data through DASVDD (DASVDD 모형을 통한 반려동물 센서 데이터 이상치 탐지)

  • JeongHyeon Park;JunHyeok Go;SiUng Kim;Nammee Moon
    • Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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    • 2023.11a
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    • pp.1208-1210
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    • 2023
  • 이상치는 주로 저빈도로 발생하기 때문에, 이상치 탐지 분야에서는 정상 데이터만을 이용한 비지도 기반 학습 모델을 사용하는 방법들이 제안되었다. 따라서, 본 논문에서는 반려동물 센서 데이터를 이용해 비지도 기반 모델인 DASVDD을 활용하여 이상치를 탐지한다. 하지만 데이터셋에 이상치가 존재하지 않아 반려동물이 고빈도로 보여주는 A행동군(서다, 앉다, 엎드리다, 눕다, 걷다), 저빈도로 보여주는 B행동군(킁킁대다, 먹다)으로 분리하여 학습을 진행한다. 모델의 성능은 ROC-AUC을 기준으로 79.05%의 성능을 보여주는 것을 확인하였다.

Outlier Detection By Clustering-Based Ensemble Model Construction (클러스터링 기반 앙상블 모델 구성을 이용한 이상치 탐지)

  • Park, Cheong Hee;Kim, Taegong;Kim, Jiil;Choi, Semok;Lee, Gyeong-Hoon
    • KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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    • v.7 no.11
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    • pp.435-442
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    • 2018
  • Outlier detection means to detect data samples that deviate significantly from the distribution of normal data. Most outlier detection methods calculate an outlier score that indicates the extent to which a data sample is out of normal state and determine it to be an outlier when its outlier score is above a given threshold. However, since the range of an outlier score is different for each data and the outliers exist at a smaller ratio than the normal data, it is very difficult to determine the threshold value for an outlier score. Further, in an actual situation, it is not easy to acquire data including a sufficient amount of outliers available for learning. In this paper, we propose a clustering-based outlier detection method by constructing a model representing a normal data region using only normal data and performing binary classification of outliers and normal data for new data samples. Then, by dividing the given normal data into chunks, and constructing a clustering model for each chunk, we expand it to the ensemble method combining the decision by the models and apply it to the streaming data with dynamic changes. Experimental results using real data and artificial data show high performance of the proposed method.

The Robust Estimation Method for Analyzing the Financial Time Series Data (재무 시계열 자료 분석을 위한 로버스트 추정방법)

  • Kim, S.
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.21 no.4
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    • pp.561-569
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    • 2008
  • In this paper, we propose the double robust estimators which are the solutions of the double robust estimating equations to analyze and treat the outliers in the stock market data in Korea including the IMF period. The feasibility study shows that the proposed estimators work quitely better than the least squares estimators and the conventional robust estimators.

Performance Evaluation of Battery Remaining Time Estimation Methods According to Outlier Data Processing Policies in Mobile Devices (모바일 기기에서 이상치 데이터 처리 정책에 따른 배터리 잔여 시간 예측 기법의 평가)

  • Tak, Sungwoo
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.26 no.7
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    • pp.1078-1090
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    • 2022
  • The distribution patterns of battery usage time data per battery level are able to affect the performance of estimating battery remaining time in mobile devices. Outliers may mainly affect the estimation performance of statistical regression methods. In this paper, we propose a software framework that detects and processes outliers to improve the estimation performance of statistical regression methods. The proposed framework first detects outliers that degrade the estimation performance. The proposed framework replaces outliers with smoothed data. The difference between an outlier and its replaced data will be properly distributed into individual data. Finally, individual data are reinforced to improve the estimation performance. The numerical results obtained by experimenting the proposed framework confirmed that it yielded good performance of estimating battery remaining time.

A Robust Propagation Algorithm for Function Approximation (함수근사를 위한 로버스트 역전파 알고리즘)

  • Kim, Sang-Min;Hwang, Chang-Ha
    • The Transactions of the Korea Information Processing Society
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    • v.4 no.3
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    • pp.747-753
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    • 1997
  • Function approximation from a set of input-output parirs has numerous applications in scientiffc and engineer-ing areas.Multiayer feedforward neural networks have been proposed as a good approximator of noninear function.The back propagation (BP) algorithm allows muktiayer feedforward neural networks oro learn input-output mappongs from training samples.However, the mapping acquired through the BP algorithm nay be cor-rupt when errorneous trauning data are employed.In this paper we propose a robust BP learning algorithm that is resistant to the errormeous data and is capable of rejecting gross errors during the approximation process.

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