• 제목/요약/키워드: 확률밀도함수의 추정

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추계학적 강우발생모형과 Copula 함수를 이용한 가뭄위험분석 (Drought Risk Analysis Using Stochastic Rainfall Generation Model and Copula Functions)

  • 유지영;신지예;김동균;김태웅
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제46권4호
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    • pp.425-437
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    • 2013
  • 본 연구에서는 가뭄빈도해석을 위해 이변량 확률분포함수를 적용하였으며, 가뭄 특성(가뭄 지속기간과 심도)의 상호관계를 고려하여 지역적 가뭄특성을 종합적으로 판단하였다. 또한 단변량 가뭄해석의 한계점을 극복하기 위한 방안으로 이변량 가뭄해석을 수행하였으며, 이를 위해 코플라 함수를 적용하였다. 가뭄 발생의 확률 및 경향성을 종합적으로 나타내어 줄 수 있는 결합 확률밀도함수를 추정한 후, 지점별 가뭄빈도해석 및 과거 최대가뭄사상에 대한 단변량 및 이변량 재현기간을 산정하여 비교 분석하였다. 또한, 우리나라의 과거 최대가뭄사상에 대한 가뭄위험도분석을 위해, 연속되는 50년과 100년동안 최소 한번 발생하는 확률(과거 최대가뭄사상 크기의 가뭄)을 강우관측지점별로 계산하여 가뭄위험지역을 예상하였다. 그러나 우리나라와 같이 강수자료의 기록연한이 짧은 경우에는 이변량 가뭄빈도해석을 수행하는 데 큰 불확실성을 야기할 가능성이 있다. 그러므로 가뭄해석 결과의 불확실성을 정량화시키기 위한 방안으로 강수모의기법을 활용하였으며, 그 결과 관측된 가뭄사상으로 추정된 이변량 가뭄빈도곡선에 대한 5%, 25%, 50%, 75%, 그리고 95%의 신뢰구간을 제시할 수 있었다. 또한 가뭄 지속기간과 심도의 95% 신뢰수준에 대한 이변량 가뭄재현기간의 경계값(상한값 및 하한값)을 추정하였다. 그 결과 불확실성의 원인은 가뭄빈도해석 시 고려되었던 두 변량에 대한 낮은 상관성으로 인해, 확률적인 방법으로 결합분포모형을 추정하는 데 있어 발생한 불확실성인 것으로 확인되었다.

한반도 연안 비조석 성분자료의 통계적 특성 (Statistical Characteristics of the Non-tidal Components Data in Korean Coasts)

  • 조홍연;정신택;윤종태;김창일
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.112-123
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    • 2006
  • 우리나라 연안 비조석 성분자료의 확률밀도함수 형태로 쌍봉형 정규분포 함수 형태를 제안하였다. 비조석 성분 자료는 국립해양조사원에서 제공하는 인천, 군산, 목포, 제주, 여수, 마산, 가덕도, 부산, 포항, 속초 검조소의 1시간 간격 조위자료에서 64개 분조성분을 이용하여 합성된 성분을 제외한 잔차성분이다. 제안된 분포함수와 비조석 성분자료 분포함수의 RMS 오차 및 결정계수(R2) 값을 비교·분석한 결과, 비조석 성분자료의 확률밀 도함수로 본 연구에서 제안한 쌍봉형 함수가 기존에 사용하던 정규분포형 함수보다 더 적합한 함수로 파악되었다. 본 연구에서 제안된 확률밀도함수의 매개변수는 Newton 방법을 수정한 Levenberg-Marquardt 방법으로 추정 하였으며, 비조석 성분 자료의 표준편차 및 왜곡도 계수는 목포, 제주, 속초 지점을 제외하고는 분석지점 검조소 자료의 비조화 상수와 밀접한 관계가 있는 것으로 파악되었다.

다해상도 영상정합을 위한 상호정보 최적화 (Optimization of Mutual Information for Multiresolution Image Registration)

  • 홍헬렌;김명희
    • 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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    • 제7권1호
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    • pp.37-49
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    • 2001
  • 본 논문에서는 다중 모달리티 영상으로부터 상호보완적인 정보를 추출하여 통합된 형태로 표현하기 위하여 다해상도 영상정합을 위한 상호정보 최적화 방법을 제안한다. 본 방법은 두 영상이 기하학적으로 정렬되면 명암도 유사성 측정을 위한 평가함수인 상호정보가 최대화된다는 가정 하에 두 영상에서 대응되는 화소 명암도간 통계적 의존관계나 정보중복성을 계산하여 영상간 변환관계를 추정하여 정합한다. 실험결과로는 뇌 자기공명영상과 뇌 전산화단층 촬영영상을 사용하여 육안평가를 통한 정확성 측면과 초기조건 변화와 잡음 첨가를 통한 견고성 측면으로 검증한다. 본 방법은 표면이나 특징 부위 추출에 의한 정합이 아닌 영상 자체 정보를 사용함으로써 사용자와의 빈번한 상호작용을 줄이며 비모수화 밀도추정으로 기존 평가함수보다 견고하게 밀도추정이 가능하다. 또한 다해상도 기법을 적용한 확률적 최적화로 견고한 수렴을 유도한다.

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웨이블릿 영역에서 이변수 가우스 모델을 이용한 영상 잡음 제거 (Image Denoising Using Bivariate Gaussian Model In Wavelet Domain)

  • 엄일규
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제45권6호
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    • pp.57-63
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    • 2008
  • 본 논문에서는 웨이블릿 영역에서 이변수 가우스 확률밀도함수를 이용하여 잡음을 효과적으로 제거하는 방법을 제안한다. 본 논문의 방법은 웨이블릿 영역의 스케일간의 관계에 대한 통계적 모델을 이변수 가우스 확률분포로 설정하고, 이에 대한 베이즈 추정법을 통하여 잡음 제거를 수행한다. 베이즈 추정법을 위한 통계 파라메터는 $H{\ddot{o}}lder$ 부등식을 이용하여 근사적으로 추정한다. 실험 결과를 통하여 본 논문의 방법이 기존의 이변수 사전 확률모델을 이용한 잡음 제거 방법에 비하여 우수한 결과를 보여 준다는 것을 알 수 있다.

다양한 대역폭 선택법에 따른 커널밀도추정의 비교 연구 (Comparison Study of Kernel Density Estimation according to Various Bandwidth Selectors)

  • 강영진;노유정
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권3호
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    • pp.173-181
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    • 2019
  • 제한된 실험 데이터로부터 확률분포함수를 추정하기 위해서 KDE가 많이 사용되고 있다. KDE에 의한 분포함수는 대역폭 선택법에 따라서 실험 데이터에 대해 평활하거나 과대적합된 커널 추정치를 생성한다. 본 연구에서는 Silverman's rule of thumb, rule using adaptive estimate, oversmoothing rule을 사용해서 각 방법에 따른 정확성과 보수적인 성향을 비교하였다. 비교를 위해서 단봉분포와 다봉분포를 가지는 실제 모델을 가정하고 통계적 시뮬레이션을 수행한 다음 다양한 데이터의 개수에 따른 추정된 분포함수의 정확도와 보수성을 비교하였다. 또한, 간단한 신뢰성 예제를 통해 대역폭 선택법에 따른 KDE의 추정된 분포가 신뢰성 해석 결과에 어떻게 영향을 미치는지 확인하였다.

투사지향방법에 의한 판별분석의 모의실험분석 (A simulation study on projection pursuit discriminant analysis)

  • 안윤기;이성석
    • 응용통계연구
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    • 제5권1호
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    • pp.103-111
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    • 1992
  • 다변량 통계분석기법중 하나로 제기된 투사지향방법은 다변량자료를 관심있는 일차원 또는 이차원의 자료로의 선형투사를 찾아 나가는 방법이다. 이 방법은 다변량 자료가 갖는 차원의 문제를 해결해 줄 수 있는 유용한 기법으로 제시되었다. 본 연구에서는 투사지향방법을 이용하여 추정한 다변량 확률밀도함수를 사용한 새로운 비모수적인 판별분석방법을 제시하고, 이를 기존의 모수적 판별분석방법중 실제적으로 많이 사용되는 선형판별함수방법, 그리고 기존의 비모수적 판별분석방법중 계산상의 편리성이 많은 K-최인접방법과 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 비교분석하였다.

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온도와 물성의 불확실성을 고려한 고무의 복소계수 변동성 평가 (Estimation of Variability for Complex Modulus of Rubber Considering Temperature and Material Uncertainties)

  • 이두호;황인성
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.362-365
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    • 2011
  • 본 논문에서는 통계적인 방법을 이용하여 점탄성 제진재인 합성고무의 물성에 대한 변동성을 평가하는 방법을 제안하고 측정데이터를 이용하여 합성고무에 대한 평가를 수행하였다. 고무 물성의 불확실성 인자로는 외기 온도의 변화와 실험 데이터의 오차 및 점탄성 제진모델의 오차를 고려하였다. 고무는 분수차 미분 모델로 표현되었고 온도의 영향은 비선형 이동계수모델을 도입하여 복소계수로 나타내어 동강성과 감쇠를 표현하였다. 이러한 물성모델을 바탕으로 고무에 대한 물성 실험데이터와 물성계수의 확률밀도함수 사이에 정의된 우도함수를 최대화하는 통계적 보정방법을 이용하여 물성모델의 물질계수들에 대한 변동성을 추정하였다.

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국내 서해안 파랑 관측자료를 이용한 대표주기 산정 및 최적 확률밀도함수 추정 (Estimation of Representative Wave Period and Optimal Probability Density Function Using Wave Observed Data around Korean Western Coast)

  • 이욱재;조홍연;박진호;고동휘
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제35권6호
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    • pp.146-154
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    • 2023
  • 본 연구에서는 서해안 해상기상타워 2기에서 관측된 수면변동자료를 이용하여 해양특성을 구분하는 주요 인자인 첨두주기 Tp와 평균주기 T02와 Tm-1, 0를 산정하고 이상자료의 비율, 상관관계 분석 및 최적 확률밀도함수를 추정하였다. 산정된 대표주기 중 첨두주기의 경우, 이상 자료의 비율은 각각의 지점에서 5.73 %, 0.67 %로 나타났으며, T02는 4.35%, 0.01%, Tm-1, 0는 2.82%, 0.03%로 나타났다. 한편, T02와 Tp 사이의 관계를 분석한 결과 각 지점별로 0.53, 0.63의 관계로 산정됐으며, Tm-1, 0와 Tp의 관계는 각각 1.15, 1.32로 나타났다. T02와 Tm-1, 0는 서로 1.18, 1.22의 관계를 보이고 있었다. 산정된 대표주기의 최적 확률밀도함수를 추정한 결과, Tp는 각각의 지점에서 'Lognormal', 'Normal' 분포를 따르고 있었으며, T02는 'Gamma', 'Normal' 분포, Tm-1, 0는 각각 'Log-normal', 'Normal' 분포가 우세한 것으로 나타났다. 이러한 결과는 서해안을 대상으로 수행되는 파랑 분석에 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

핵밀도 함수를 이용한 지역빈도해석의 적용에 관한 연구 (The Study on Application of Regional Frequency Analysis using Kernel Density Function)

  • 오태석;김종석;문영일;유승연
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제39권10호
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    • pp.891-904
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    • 2006
  • 합리적인 수공구조물의 설계를 위해서 확률강우량의 산정은 필수적이며, 확률 강우량을 산정하는 기법은 크게 지점빈도해석과 지역빈도해석으로 구분 지을 수 있다 이 중에서 지역빈도해석은 지점의 부족한 강우자료를 보완하기 위해서 L-모멘트로 확률분포형의 매개변수를 추정하고, 강우 계열의 동질성이 검정된 자료를 빈도분석하여 확률 강우량을 결정하는 기법이다. 이와 같은 지역빈도해석 기법은 매개변수를 선형조합하여 확률분포형의 종류와 크기 및 형상을 결정하여 확률 강우량을 산정하게 된다. 여기서 각 지점별 강우 자료들이 동질성 검정을 통과하였다 하더라도 지점별로 최적의 분포형이 다를 수 있으나, 부족한 강우자료를 보완하기 위해서 동일한 분포형을 따르는 것으로 가정하고 빈도해석을 수행하게 된다. 그러므로 지역빈도해석기법은 확률 분포형을 가정하고 강우자료를 적용하는 과정에서 기존에 매개변수적 빈도해석의 약점을 갖게 된다 따라서 본 연구에서는 변동핵밀도 함수를 동질성이 확보된 강우자료에 적용하여 빈도해석을 수행함으로써 기존의 빈도해석이 가지는 약점을 극복하고자 하였다. 본 연구에서는 기상청에서 관리하는 16개 강우관측소의 강우자료를 수집하여 매년최대 연강우량 계열을 구성해 지점빈도해석과 지역빈도해석을 수행하였다. 지점빈도해석은 매개변수적 기법과 비매개변수적 기법을 모두 적용하였으며, 지역빈도채석은 Index Flood 기법과 L-모멘트 기법을 적용하였다. 또한 변동핵밀도함수를 지역빈도해석에 적용하였으며, 각 기법별로 산정된 확률강우량을 비교 분석하였다.

도약 FM/BFSK 시스템에서 블라인드 도약 위상 추정기 (A Blind Hopping Phase Estimator in Hopped FM/BFSK Systems)

  • 성진숙;정민아;김경호;이성로
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39C권7호
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    • pp.573-581
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    • 2014
  • 본 논문에서는 주파수 도약 대역확산 시스템에서 도약에 대한 사전 정보 없이 수신신호를 복조 할 수 있는 도약 위상 추정기를 제안하였다. 복조 과정은 첫째 샘플링 된 수신 신호를 DFT(Discrete Fourier Transform)를 한 후 도약 대역 내에 존재하는 신호 중 가장 큰 크기를 갖는 주파수 성분을 선택한다. 둘째 검출된 신호는 차곱 과정과 다운샘플링을 통하여 기저대역신호로 변환된 후 도약위상 추정기에서 도약 주파수에 의해서 발생된 도약 위상을 추정한다. 제안된 위상 추정기의 수학적 모델에 대한 성능 분석을 위해 확률밀도함수 및 분산 성능을 구하고 모의실험 결과와 비교하여 잘 일치함을 확인하였다.