• 제목/요약/키워드: pattern discovery

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프로세스 마이닝을 활용한 온라인 교육 오픈 플랫폼 내 학습 패턴 분석 방법 개발 (Toward understanding learning patterns in an open online learning platform using process mining)

  • 김태영;김효민;조민수
    • 지능정보연구
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    • 제29권2호
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    • pp.285-301
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    • 2023
  • 비대면 교육의 중요성 및 필요에 따른 수요가 증가함에 따라 국내외 온라인 교육 오픈 플랫폼이 활성화되고 있다. 본 플랫폼은 대학 등 교육 전문기관과 달리 학습자의 자율성이 높은 특징을 가지며 이에 따라 개인화된 학습 도구를 지원하기 위한 학습 행동 데이터의 분석 연구가 중요시 되고 있다. 실제적인 학습 행동을 이해하고 패턴을 도출하기 위하여 프로세스 마이닝이 다수 활용되었지만 온라인 교육 플랫폼과 같이 자기 관리형(Self-regulated) 환경에서의 학습 로그를 기반한 사례는 부족하다. 또한, 대부분 프로세스 모델 도출 등의 모델 관점에서의 접근이며 분석 결과의 실제적인 적용을 위한 개별 패턴 및 인스턴스 관점에서의 방법 제시는 미흡하다. 본 연구에서는 온라인 교육 오픈 플랫폼 내 학습 패턴을 파악하기 위하여 프로세스 마이닝을 활용한 분석 방법을 제시한다. 학습 패턴을 다각도로 분석하기 위하여 모델, 패턴, 인스턴스 관점에서의 분석 방법을 제시하며, 프로세스 모델 발견, 적합도 검사, 군집화 기법, 예측 알고리즘 등 다양한 기법을 활용한다. 본 방법은 국내 오픈 교육 플랫폼 내 기계학습 관련 강좌의 학습 로그를 추출하여 분석하였다. 분석 결과 온라인 강의의 특성에 맞게 비구조화된 프로세스 모델을 도출할 수 있었으며 구체적으로 한 개의 표준 학습 패턴과 세 개의 이상 학습 패턴으로 세분화할 수 있었다. 또한, 인스턴스별 패턴 분류 예측 모델을 도출한 결과 전체 흐름 중 초기 30%의 흐름을 바탕으로 예측하였을 때 0.86의 분류 정확도를 보였다. 본 연구는 프로세스 마이닝을 활용하여 학습자의 패턴을 체계적으로 분석한다는 점에서 기여점을 가진다.

트리거와 점진적 갱신기법을 이용한 연관규칙 탐사의 능동적 후보항목 관리 모델 (An Active Candidate Set Management Model on Association Rule Discovery using Database Trigger and Incremental Update Technique)

  • 황정희;신예호;류근호
    • 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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    • 제29권1호
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    • pp.1-14
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    • 2002
  • 연관규칙 탐사는 지지도와 신뢰도를 바탕으로 연관성 있는 강한 항목들을 탐사한다. 탐사된 연관규칙은 장바구니 분석 등과 같이 전자 상거래 및 대형 소매점 등의 판매 패턴에 대한 분석에 유용하게 적용될 수 있다. 이와 같은 연관규칙 탐사는 대규모로 축적되어 트랜잭션 데이터를 대상으로 하는 기법으로서 대규모 데이터에 대한 반복적 스캔연산을 수반한다. 그러므로 매우 높은 연산 부하를 안고 있으며 이로 인해 동적 환경에서 실시간 제한사항을 탐사에 대한 시도를 하지 못하고 있다. 따라서 이 논문에서는 연관규칙 탐사의 비 실시간적 제한사항을 위하여 트리거와 점진적 갱신 기법을 이용한 능동적 후보항목 관리 모델을 제안하였다. 아울러 제안 모델을 구현하기 위해 점진적 갱신 기법을 이용한 능동적 후보항목 관리 모델을 제한하였다. 아울러 제안 모델을 구현하기 위해 점진적 갱신 연산의 구현 모델을 제시하고 이의 구현 및 실험을 통해 성능 특성을 분석하였다.

QP-DTW: Upgrading Dynamic Time Warping to Handle Quasi Periodic Time Series Alignment

  • Boulnemour, Imen;Boucheham, Bachir
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제14권4호
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    • pp.851-876
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    • 2018
  • Dynamic time warping (DTW) is the main algorithms for time series alignment. However, it is unsuitable for quasi-periodic time series. In the current situation, except the recently published the shape exchange algorithm (SEA) method and its derivatives, no other technique is able to handle alignment of this type of very complex time series. In this work, we propose a novel algorithm that combines the advantages of the SEA and the DTW methods. Our main contribution consists in the elevation of the DTW power of alignment from the lowest level (Class A, non-periodic time series) to the highest level (Class C, multiple-periods time series containing different number of periods each), according to the recent classification of time series alignment methods proposed by Boucheham (Int J Mach Learn Cybern, vol. 4, no. 5, pp. 537-550, 2013). The new method (quasi-periodic dynamic time warping [QP-DTW]) was compared to both SEA and DTW methods on electrocardiogram (ECG) time series, selected from the Massachusetts Institute of Technology - Beth Israel Hospital (MIT-BIH) public database and from the PTB Diagnostic ECG Database. Results show that the proposed algorithm is more effective than DTW and SEA in terms of alignment accuracy on both qualitative and quantitative levels. Therefore, QP-DTW would potentially be more suitable for many applications related to time series (e.g., data mining, pattern recognition, search/retrieval, motif discovery, classification, etc.).

실시간 연관규칙 탐사를 위한 능동적 후보항목 관리 모델 (An Active Candidate Set Management Model for Realtime Association Rule Discovery)

  • 신예호;류근호
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제9D권2호
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    • pp.215-226
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    • 2002
  • 미디어의 발달과 생활 패턴의 변화를 토대로 새롭게 나타나고 있는 다양한 판매 패턴들을 분석하는데 있어 단일한 분석 방법을 적용하는 것은 효과적이지 못하다. 특히 신선 식품이나 기념일 주변에서 집중적인 매출이 발생하는 품목들은 제한된 시간 내에 판매를 최대로 해야 하는 시간적 제약을 갖는다. 그러나 기존의 연관규칙 탐사 기법은 대규모 거래 데이터베이스로부터 반복적 스캔 연산을 통해 연관규칙 탐사를 수행하기 때문에 제한된 시간안에서 빈번히 필요로 하는 패턴을 분석하기에는 비효율적이기 때문이다. 따라서 이 논문에서는 시간 제약을 갖는 특수한 판매 패턴에 대한 실시간 연관규칙 탐사가 가능하도록 하기 위해 트리거와 저장 프로시져를 이용한 점진적 후보항목 관리 모델을 제안한다. 아울러 이 논문에서는 제안 모델의 구현 및 실험을 통해 그 성능 특성의 분석도 수행한다. 특히 이 논문에서 제안하는 방법은 이중 해쉬 기법을 이용함으로써 연산의 성능을 향상시킨다.

Efficient Mining of Interesting Patterns in Large Biological Sequences

  • Rashid, Md. Mamunur;Karim, Md. Rezaul;Jeong, Byeong-Soo;Choi, Ho-Jin
    • Genomics & Informatics
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    • 제10권1호
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    • pp.44-50
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    • 2012
  • Pattern discovery in biological sequences (e.g., DNA sequences) is one of the most challenging tasks in computational biology and bioinformatics. So far, in most approaches, the number of occurrences is a major measure of determining whether a pattern is interesting or not. In computational biology, however, a pattern that is not frequent may still be considered very informative if its actual support frequency exceeds the prior expectation by a large margin. In this paper, we propose a new interesting measure that can provide meaningful biological information. We also propose an efficient index-based method for mining such interesting patterns. Experimental results show that our approach can find interesting patterns within an acceptable computation time.

웹 페이지 방문 시간을 고려한 연관 규칙 탐색

  • 강형창;김익찬;김철수
    • 한국통계학회:학술대회논문집
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    • 한국통계학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.263-269
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    • 2005
  • 웹 사이트를 이용하는 사용자들은 정보를 편리하게 얻고자 한다. 웹 사이트 운영자들은 웹 사이트를 이용하는 사용자들에게 차별화된 서비스를 제공하기 위해 사용자에 따른 패턴 분석을 해야 한다. 연관 규칙은 패턴 발견을 위해 데이터 마이닝 기법중의 하나이다. 사용자에 따른 패턴을 찾아내면, 사용자에 따른 차별화된 서비스를 제공할 수 있다. 사용자에 따른 패턴은 연관 규칙 탐색으로 알 수 있고, 웹 페이지 방문 시간을 고려한 연관 규칙 탐색 결과는 차별화된 웹 구조 서비스 및 추천 서비스가 가능하다.

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사용자 웹 사이트 방문 시간을 고려한 연관 규칙 (Association Rule by Considering Users Web Site Visiting Time)

  • 강형창;김철수;이동철
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.104-109
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    • 2006
  • We can offer suitable information to users analyzing the pattern of users. An association rule is one of data mining techniques which can discover the pattern. We use an association rule which considers the web page visiting time and we should the pattern analyse of users. The offered method puts the weights in Web page visiting time of the user and produces an association rule. Weight is web page visiting time unit divide to total of web page visiting time. We offer rather meaningful result the association rule by Apriori algorithm. This method that proposes in the paper offers rather meaningful result Apriori algorithm

그래프마이닝을 활용한 빈발 패턴 탐색에 관한 연구 (A Methodology for Searching Frequent Pattern Using Graph-Mining Technique)

  • 홍준석
    • Journal of Information Technology Applications and Management
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    • 제26권1호
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    • pp.65-75
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    • 2019
  • As the use of semantic web based on XML increases in the field of data management, a lot of studies to extract useful information from the data stored in ontology have been tried based on association rule mining. Ontology data is advantageous in that data can be freely expressed because it has a flexible and scalable structure unlike a conventional database having a predefined structure. On the contrary, it is difficult to find frequent patterns in a uniformized analysis method. The goal of this study is to provide a basis for extracting useful knowledge from ontology by searching for frequently occurring subgraph patterns by applying transaction-based graph mining techniques to ontology schema graph data and instance graph data constituting ontology. In order to overcome the structural limitations of the existing ontology mining, the frequent pattern search methodology in this study uses the methodology used in graph mining to apply the frequent pattern in the graph data structure to the ontology by applying iterative node chunking method. Our suggested methodology will play an important role in knowledge extraction.

웹 데이터에서의 사용자 탐색 패턴 발견 및 추천 (Discovery and Recommendation of User Search Patterns from Web Data)

  • 구흠모;양재영;홍광희;최중민
    • 한국지능정보시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국지능정보시스템학회 2002년도 추계정기학술대회
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    • pp.287-296
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    • 2002
  • 웹 사용 마이닝은 데이터마이닝을 바탕으로 사용자의 로그 파일 정보를 이용하여 웹이 이용되는 패턴을 발견한다. 이를 이용하여 웹을 개선하여 사용자들이 보다 빨리 원하는 내용을 검색할 수 있도록 할 수 있으며 시스템 관리자에게는 효율적인 웹 구조를 인한 정보를 제공할 수 있다. 웹 사용 마이닝에서 사용하는 데이터는 성형화되어 있지 않으며 웹 사용 패턴을 분석하는데 방해가 되는 잡음 데이터까지 포함하고 있다. 이것은 기존에 개발된 여러 데이터마이닝 기법을 적용하는데 어려움으로 작용한다. 이러한 어려움을 해결하기 위해 본 논문에서는 새로운 방법을 도입한 SPMiner을 .제안한다. SPMiner는 웹의 구조를 이용하여 로그 파일의 전처리 과정을 줄이며 사용자의 탐색 패턴 분석을 효율적으로 수행 할 수 있는 시스템이다. SPMiner는 WebTree 에이전트를 이용하여 웹 사이트 구조를 분석하여 WebTree를 생성하고 사용자 로그 파일을 분석하여 각 웹 페이지의 사용빈도에 대한 정보를 추출한다. WebTree와 로그 파일에서 추출된 웹 페이지에 대한 정보는 SPMiner에 의해 패턴을 분석할 퍼 이용될 수 있는 형태인 WebTree$^{+}$로 병합된다 WebTree$^{+}$는 패턴 발견을 쉽게 해주며 사용자에게 추천할 정보나 웹 페이지를 능동적으로 추천할 수 있게 만들어 준다.

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Robust inference with order constraint in microarray study

  • Kang, Joonsung
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제25권5호
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    • pp.559-568
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    • 2018
  • Gene classification can involve complex order-restricted inference. Examining gene expression pattern across groups with order-restriction makes standard statistical inference ineffective and thus, requires different methods. For this problem, Roy's union-intersection principle has some merit. The M-estimator adjusting for outlier arrays in a microarray study produces a robust test statistic with distribution-insensitive clustering of genes. The M-estimator in conjunction with a union-intersection principle provides a nonstandard robust procedure. By exact permutation distribution theory, a conditionally distribution-free test based on the proposed test statistic generates corresponding p-values in a small sample size setup. We apply a false discovery rate (FDR) as a multiple testing procedure to p-values in simulated data and real microarray data. FDR procedure for proposed test statistics controls the FDR at all levels of ${\alpha}$ and ${\pi}_0$ (the proportion of true null); however, the FDR procedure for test statistics based upon normal theory (ANOVA) fails to control FDR.