• 제목/요약/키워드: Model-based imputation

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Imputation Methods for the Population and Housing Census 2000 in Korea

  • Kim, Young-Won;Ryu, Jeabok;Park, Jinwoo;Lee, Jaewon
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제10권2호
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    • pp.575-583
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    • 2003
  • We proposed imputation strategies for the Population and Housing Census 2000 in Korea. The total area of floor space and marital status which have relatively high non-response rates in the Census are considered to develope the effective missing value imputation procedures. The Classification and Regression Tree(CART) is employed to construct the imputation cells for hot-deck imputation, as well as to predict missing value by model-based approach. We compare three imputation methods which include CART model-based imputation, hot-deck imputation based on CART and logical hot-deck imputation proposed by The Korea National Statistical Office. The results suggest that the proposed hot-deck imputation based on CART is very efficient and strongly recommendable.

CART를 활용한 결측값 대체방법 : 인구주택총조사 혼인상태 항목을 중심으로 (Missing Value Imputation Method Using CART : For Marital Status in the Population and Housing Census)

  • 김영원;이주원
    • 한국조사연구학회지:조사연구
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    • 제4권2호
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    • pp.1-21
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    • 2003
  • 본 연구예서는 일반적인 사회조사에서 사용될 수 있는 효과적인 결측값 대체방법을 검토하기 위해 인구주택총조사 조사항목 중 혼인상태의 결측값을 대체할 수 있는 두 가지 방법을 제안하고 있다. 첫 번째 방법은 CART(Classification and Regression Tree)모형에서 얻어진 최대 예측확률을 기준으로 결측값을 대체하는 일종의 모형기반 접근법이고, 두 번째 방법은 CART 모형에서 얻어진 결과를 근거로 대체층을 구성하여 핫덱(hot-deck) 방법을 적용하는 대체방법이다. 효율성 비교를 위해 2000년 인구주택총조사를 위한 시험조사에서 얻어진 제조사 결과를 이용하여 오분류율을 검토해 본 결과 두 방법 중 CART 모형을 기반으로 핫덱 방법을 적용하는 것이 효율적이라는 결론을 얻을 수 있었다. 아울러 전국에 대해 동일한 모형을 설정한 경우와 거주지 특성에 따라 광역시$.$도의 동지역, 도의 읍$.$면지역으로 구분하여 대체방법을 적용하는 경우를 비교해 본 결과 지역 구분을 통한 효율성 향상 효과는 미흡한 것으로 파악되었다.

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패널자료에서의 항목무응답 대체 방법 비교 (Comparison of imputation methods for item nonresponses in a panel study)

  • 이혜정;송주원
    • 응용통계연구
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    • 제30권3호
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    • pp.377-390
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    • 2017
  • 설문조사를 실시할 때 응답자가 설문조사의 일부 문항에 대하여 응답하지 않는 경우 항목무응답이 발생한다. 무응답이 발생한 자료를 제외하고 완전하게 응답된 자료 만에 근거한 분석은 분석 결과에 편의가 발생할 수 있으므로, 이를 채워 넣어 완전한 형태의 자료로 분석하기 위해서 무응답 대체가 흔히 사용되고 있으며 여러 가지 무응답 대체 기법들을 비교하는 연구들도 많이 존재한다. 패널조사 연구는 연구 대상 패널에 대하여 정해진 시간에 따라 반복적으로 동일한 설문 문항에 대하여 응답을 조사하여 시간에 따른 변화를 살펴보는 조사 방법을 나타낸다. 패널조사 자료의 항목 무응답을 대체할 때 이전 시점의 응답 자료가 존재한다면 이를 포함하여 대체를 실시하는 것이 바람직한 것으로 여겨져 왔으나 이에 관한 직접적인 연구는 찾기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 패널자료에서 이전 시점의 정보를 고려하지 않고 대체를 실시하는 방법과 이전 시점의 정보를 활용하여 대체하는 방법들 중에서 어느 대체 방법이 보다 적절한 대체를 제공하는지 살펴보았다. 특히 이전 시점의 응답 정보를 이용하는 방법인 비대체, 선형혼합모형을 이용한 대체와 선형혼합모형에 근거한 베이지안 대체 방법을 고려하였고, 이를 이전 시점의 정보를 고려하지 않는 대체 방법들 중 흔히 사용되는 평균대체, 핫덱대체 방법과 비교하였다. 모의실험 결과 선형혼합모형에 근거한 베이지 안 대체 방법이 다른 대체 방법에 비해 무응답 비율이 높아지더라도 편의도 작으며 평균에 관한 95% 신뢰구간의 포함률도 높게 나타나서 가장 좋은 대체 방법으로 확인되었다.

디지털 데이터에서 데이터 전처리를 위한 자동화된 결측 구간 대치 방법에 관한 연구 (A Study on Automatic Missing Value Imputation Replacement Method for Data Processing in Digital Data)

  • 김종찬;심춘보;정세훈
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.245-254
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    • 2021
  • 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.

Missing Value Imputation Technique for Water Quality Dataset

  • Jin-Young Jun;Youn-A Min
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제29권4호
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    • pp.39-46
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    • 2024
  • 많은 연구자들이 다양한 모델을 이용하여 물의 수질을 평가하기 위해 노력하고 있다. 평가 모델에는 결측값이 없는 데이터셋이 필요하지만, 관측 데이터셋에는 결측값이 다수 포함되는 것이 현실이다. 단순히 결측값을 삭제하는 방법은 경우에 따라 기저 데이터의 분포를 왜곡시키고 모델의 예측성능에도 편의(bias)를 불러올 위험성이 있다. 본 연구에서는 수질 데이터의 결측값 처리에 적합한 기법을 탐색하기 위해, 기존의 KNN과 MICE Imputation, 그리고 생성형 신경망 모델인 Autoencoder와 Denoising Autoencoder를 기반으로 몇 가지 대치 기법을 실험하였다. 실험 결과, KNN과 MICE Imputation의 결과를 평균한 Combined Imputation이 실측치에 가장 가깝게 값을 추정하였으며, 이 기법을 적용하여 결측값을 처리한 관측 데이터셋을 support vector machine과 ensemble 기반의 분류 모델로 평가한 결과, 결측값을 삭제했을 때에 비해 Accuracy, F1 score, ROC-AUC score, 그리고 MCC(Mathews Correlation Coefficient) 지표가 향상되었다.

결측치가 존재하는 유전형 자료에서의 연관불균형과 일배체형을 사용한 결측치 대치 방법 (A New Method for Imputation of Missing Genotype using Linkage Disequilibrium and Haplotype Information)

  • 박윤주;김영진;박정선;김규찬;고인송;정호열
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제32권2호
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    • pp.99-107
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    • 2005
  • 본 논문에서는 단일염기변이(SNP: Single Nucleotide Polymorphism)와 같은 유전형(Rcnotype)자료에서 결측치가 발생하였을 경우 유전형 자료의 특이성을 고려해 자료 원래의 정보손실을 최소화하는 대치법인 연관불균형 기반의 대치법(linkage disequilibrium- based imputation)과 일배체형 기반의 대치법(haplotype-based imputation)을 제시한다. 이러한 결측치 대치는 실험상에서 발생하는 결측치에 의한 중요한 정보의 손실을 최소화 한다는 점에서 필요한 방법이다. 일반적으로 그동안 생물학 자료의 결측치 대치는 대부분 주형질 대치법(major allele imputation)이 활용되어왔는데 유전형 자료에서의 이 방법의 사용은 사료의 특이성으로 인하여 결측치에 대한 높은 오차율(error rate)을 보임으로서 자료의 신뢰성을 떨어뜨릴 수 있다. 본 논문에서는 유전형 자료인 단일염기변이 자료의 시뮬레이션을 통하여 기존의 주형질 대치법과 논문에서 제안된 연관불균형 기반의 대치법과 일배체형 기반의 대치법을 비교하고 그 결과를 보여 준다.

비선형 모델을 이용한 결측 대체 방법 비교 (A comparison of imputation methods using nonlinear models)

  • 김혜인;송주원
    • 응용통계연구
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    • 제32권4호
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    • pp.543-559
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    • 2019
  • 자료에는 다양한 원인에 의해 결측이 발생한다. 만약 결측치를 제외하고 완전히 관찰된 자료만으로 분석을 실시한다면 결측자료 메커니즘이 완전임의결측이 아닌 경우 결과에 편향이 발생하거나 제외된 개체로 인한 정보의 손실로 추정의 정밀도가 약화된다. 결측이 하나의 변수에서만 일어나지 않기 때문에, 자료에 변수가 많을 수록 이 문제는 심화된다. 문제를 개선하기 위해 결측치를 대체하는 여러가지 방법들이 제안되었다. 하지만 모수적인 모형을 이용한 대체 방법들은 가정에 위배되는 현실 데이터에는 적합하지 않다. 따라서 본 연구에서는 자료의 분포 가정에 덜 영향을 받는 커널, 리샘플링, 스플라인 방법을 활용한 비선형 대체 방법들을 리뷰하고 필요한 경우 기존의 비선형 대체 방법에 대체클래스를 사용하여 대체값의 정확도를 높이거나 랜덤성을 가지는 오차를 더해주어 추정치의 분산이 적게 추정되는 문제를 개선하는 확장된 결측 대체 방법을 제안한다. 본 연구에서 고려한 여러 가지 대체 방법들은 다양한 모의자료 설계 하에서 성능을 비교하였다. 모의실험 결과, 비선형 대체 방법들은 각 설계 하에 다른 성능을 보이며 전반적으로 커널 회귀나 스플라인을 활용한 대체 방법들이 좋은 성능을 보였다. 더불어, 확장된 대체 방법은 기존의 대체 방법이 가지는 문제점을 개선함을 확인할 수 있었다.

마코프 랜덤 필드 하에서 정규혼합모형에 의한 다중 결측값 대체기법: 색조영상 결측 화소값 대체에 응용 (Imputation of Multiple Missing Values by Normal Mixture Model under Markov Random Field: Application to Imputation of Pixel Values of Color Image)

  • 김승구
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제16권6호
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    • pp.925-936
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    • 2009
  • 자료의 독립성 가청 하에서 EM 알고리즘에 의한 경측치 대체 (imputation of missing values) 기법은 잘 알려져 있다. 그러나 공간자료를 다루는 응용문제에서는 독립성 가정이 확장된 마코프 랜덤 필드 (Markov random field; MRF) 하에서 다루어져야 할 것이다. 이에 본 논문에서는 마코프 랜덤 필드 모형 궁에서 다변량 자료 중에 다중의 결측치의 대체를 위한 EM 알고리즘을 제공한다. 이 기법은 몇 가지 현실척 가정하에서 결국 혼합모형에 의한 대체 기법 임을 보인다. 그리고 제공된 기법으로 3-변량으로 구성된 색조영상(color image)의 결측화소값 대체문제에 적용하여 그 유용성과 문제점을 밝히며, 문제정의 개선방안에 대해 논의한다.

베이지안 분계점 모형에 의한 순서 범주형 변수의 대체 (Imputation for Binary or Ordered Categorical Traits Based on the Bayesian Threshold Model)

  • 이승천
    • 응용통계연구
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    • 제18권3호
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    • pp.597-606
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    • 2005
  • 대개의 표본조사에서 무응답은 필연적으로 발생되고 있고, 직접 표본조사에 참가하지 않은 데이터의 사용자는 무응답의 원인을 알 수 없는 것이 일반적이므로 데이터 분석에 어려움을 갖는다. 또 대부분의 통계분석 방법은 무응답을 전제하지 않고 있어 무응답이 있는 항목은 데이터 분석의 걸림돌이 된다고 하겠다. 최근 무응답에 대해 대체법이 하나의 표준적인 처리 방법이 되고 있어 현재까지 대체법에 대한 많은 연구가 있었으나 대부분의 대체법은 정규성 등을 가정한 연속형 변수의 대체법에 대한 것이었다. 그러나 표본조사에서 많은 중요한 항목들이 순서 범주에 의해 측정되는 경우가 많으므로 범주형변수의 대체법에 대한 연구가 필요하며, 본 연구에서는 보조변수가 있는 경우 Bayesian 모형에 의한 순서범주형 항목의 대체법에 대해 알아본다.

적응형 k-NN 기법을 이용한 UTIS 속도정보 결측값 보정처리에 관한 연구 (A study on the imputation solution for missing speed data on UTIS by using adaptive k-NN algorithm)

  • 김은정;배광수;안계형;기용걸;안용주
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.66-77
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    • 2014
  • UTIS(Urban Traffic Information System)는 프로브차량을 활용하여 도시지역의 구간통행시간 정보를 직접 수집하는 방식으로 타 검지체계에 비해 상대적으로 정확한 링크 속도정보를 산출할 수 있다. 하지만, 현재 UTIS에서는 프로브차량(Probe Vehicle) 및 노변기지국(RSE)의 부족, 시스템 오류 등 다양한 요인에 의해 링크 속도정보의 수집이 누락되는 결측 구간이 발생되고 있다. 본 연구에서는 보다 정확한 여행시간 정보를 제공하기 위한 방안으로 k-NN 알고리즘을 기반으로 결측속도 정보를 효율적으로 보정할 수 있는 새로운 보정모형을 제안하였다. 제안 모형은 각 후보개체(이력 시계열 데이터)의 분포 특성에 따라 최근접이웃 개수를 탄력적으로 조정하는 적응형 k-NN 모형이다. 모형 평가 결과, 제안 모형이 결측정보를 효과적으로 보정 처리할 수 있는 동시에 ARIMA 등 타 모형에 비해 보정 오차를 크게 감소시킬 수 있는 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제안된 결측 보정 모형은 UTIS 중앙교통정보센터에 직접 적용하여 교통정보 서비스 품질을 향상시키데 활용될 계획이다.