Widely used among the various single imputation methods is k-nearest neighbors (KNN) imputation due to its robustness even when a parametric model such as multivariate normality is not satisfied. We propose a weighted adaptive nearest neighbors imputation method that combines the adaptive nearest neighbors imputation method that accounts for the local features of the data in the KNN imputation method and weighted k-nearest neighbors method that are less sensitive to extreme value or outlier among k-nearest neighbors. We conducted a Monte Carlo simulation study to compare the performance of the proposed imputation method with previous imputation methods.
We proposed the research on an analysis and prediction model that allows the identification of outliers or abnormality in the data followed by effective and rapid imputation of missing values was conducted. This model is expected to analyze efficiently the problems in the data based on the calibrated raw data. As a result, a system that can adequately utilize the data was constructed by using the introduced KNN + MLE algorithm. With this algorithm, the problems in some of the existing KNN-based missing data imputation algorithms such as ignoring the missing values in some data sections or discarding normal observations were effectively addressed. A comparative evaluation was performed between the existing imputation approaches such as K-means, KNN, MEI, and MI as well as the data missing mechanisms including MCAR, MAR, and NI to check the effectiveness/efficiency of the proposed algorithm, and its superiority in all aspects was confirmed.
A conventional missing value problem in the statistical analysis k-Nearest Neighbor(KNN) method are used for a simple imputation method. When one of the k-nearest neighbors is an extreme value or outlier, the KNN method can create a bias. In this paper, we propose a Weighted k-Nearest Neighbors(WKNN) imputation method that can supplement KNN's faults. A Monte-Carlo simulation study is also adapted to compare the WKNN method and KNN method using real data set.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.29
no.4
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pp.39-46
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2024
Many researchers make efforts to evaluate water quality using various models. Such models require a dataset without missing values, but in real world, most datasets include missing values for various reasons. Simple deletion of samples having missing value(s) could distort distribution of the underlying data and pose a significant risk of biasing the model's inference when the missing mechanism is not MCAR. In this study, to explore the most appropriate technique for handing missing values in water quality data, several imputation techniques were experimented based on existing KNN and MICE imputation with/without the generative neural network model, Autoencoder(AE) and Denoising Autoencoder(DAE). The results shows that KNN and MICE combined imputation without generative networks provides the closest estimated values to the true values. When evaluating binary classification models based on support vector machine and ensemble algorithms after applying the combined imputation technique to the observed water quality dataset with missing values, it shows better performance in terms of Accuracy, F1 score, RoC-AuC score and MCC compared to those evaluated after deleting samples having missing values.
In this paper, we propose a novel approach to fault prediction for real-time business process monitoring method using extended KNN imputation based LOF prediction. Existing rule-based approaches to process monitoring has some limitations like late alarm for fault occurrence or no indicators about real-time progress, since there exist unobserved attributes according to the monitoring phase during process executions. To improve these limitations, we propose an algorithm for LOF prediction by adopting the imputation method to assume unobserved attributes. LOF of ongoing instance is calculated by assuming next probable progresses after the monitoring phase, which is conducted during entire monitoring phases so that we can predict the abnormal termination of the ongoing instance. By visualizing the real-time progress in terms of the probability on abnormal termination, we can provide more proactive operations to opportunities or risks during the real-time monitoring.
Communications for Statistical Applications and Methods
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v.30
no.3
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pp.331-341
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2023
Handling missing values in data analysis is essential in constructing a good prediction model. The easiest way to handle missing values is to use complete case data, but this can lead to information loss within the data and invalid conclusions in data analysis. Imputation is a technique that replaces missing data with alternative values obtained from information in a dataset. Conventional imputation methods include K-nearest-neighbor imputation and multiple imputations. Recent methods include missForest, missRanger, and mixgb ,all which use machine learning algorithms. This paper compares the imputation techniques for datasets with mixed datatypes in various situations, such as data size, missing ratios, and missing mechanisms. To evaluate the performance of each method in mixed datasets, we propose a new imputation performance measure (IPM) that is a unified measurement applicable to numerical and categorical variables. We believe this metric can help find the best imputation method. Finally, we summarize the comparison results with imputation performances and computational times.
When there is a missing value in the raw data, if ignore the missing values and proceed with the analysis, the accuracy decrease due to the decrease in the number of sample. The method of imputation and analyzing patterns and significant values can compensate for the problem of lower analysis quality and analysis accuracy as a result of bias rather than simply removing missing values. In this study, we proposed to study irregular data patterns and missing processing methods of data using machine learning techniques for the study of correction of missing values. we would like to propose a plan to replace the missing with data from a similar past point in time by finding the situation at the time when the missing data occurred. Unlike previous studies, data correction techniques present new algorithms using DNN and KNN-MLE techniques. As a result of the performance evaluation, the ANAE measurement value compared to the existing missing section correction algorithm confirmed a performance improvement of about 0.041 to 0.321.
In this paper, we propose a Sequential Adaptive Nearest Neighbor(SANN) imputation method that combines the Adaptive Nearest Neighbor(ANN) method and the Sequential k-Nearest Neighbor(SKNN) method. When choosing the nearest neighbors of missing observations, the proposed SANN method takes the local feature of the missing observations into account as well as reutilizes the imputed observations in a sequential manner. By using a Monte Carlo study and a real data example, we demonstrate the characteristics of the SANN method and its potential performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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