진동 분석 (Vibration Analysis) 1. 개요 진동 분석이란 기계 시스템에서 발생하는 반복적인 왕복 운동인 진동 신호를 측정하고 해석하여, 시스템의 동적 특성을 파악하고 기계적 결함을 진단하는 공학적 기법이다. 기계 시스템에서 진동은 회전체의 불평형, 미스얼라이먼트(Misalignment, 정렬 불량), 베어링 마모 등 내부 결함이나 외부의 강…
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확률 질량 함수 (Probability Mass Function, PMF) 확률 질량 함수(Probability Mass Function, 이하 PMF)는 [[이산 확률 변수]]가 특정 값을 가질 확률을 직접적으로 나타내는 함수이다. 1. 정의 및 개념 확률 질량 함수(PMF)는 [[이산 확률 변수]](Discrete Random Variable)의 확률 …
데이터 증강 (Data Augmentation) 1. 개요 데이터 증강(Data Augmentation)이란 기존의 학습 데이터를 인위적으로 변형하거나 생성하여 데이터셋의 양을 늘리고 다양성을 확보하는 데이터 전처리 기법이다. 머신러닝과 딥러닝 모델, 특히 파라미터 수가 많은 심층 신경망은 학습 데이터가 부족할 경우 훈련 데이터에만 지나치게 최적화되어 새로…
PDF 개요 PDF(Probability Density Function, 확률 밀도 함수)는 확론과 통계학 연속 확률 변수의 확률 분포를 설명하는 핵심 개념이다. 이 함수는 특정 값에서 확률 변수가 나타날 상대적 가능도를 나타내며, 확률 변수가 특정 구간에 속할 확률을 그 구간에서의 PDF의 적분을 통해 계산할 수 있다. PDF는 이산 확률 변수의 경우 사…
표현 (함수의 표현 방법) 1. 개요 표현(Representation of Functions)이란 두 집합 사이의 대응 관계인 함수를 수학적, 시각적, 또는 언어적 수단으로 정의하고 나타내는 모든 방법을 의미한다. 함수의 표현은 복잡한 수학적 관계를 정형화하여 분석 가능하게 만들고, 데이터의 패턴을 시각화하여 직관적인 이해를 돕는 것을 목적으로 한다. 함수…
열전도 방정식 수치해법 (Numerical Methods for Heat Equation) 1. 개요 열전도 방정식 수치해법은 시간에 따른 온도 분포의 변화를 기술하는 편미분 방정식(Partial Differential Equation, PDE)을 컴퓨터가 계산 가능한 이산적인 형태로 변환하여 근사해를 구하는 수치해석적 방법론이다. 본 문서에서는 가장 대표…
정상성 (Stationarity) 1. 개요 정상성(Stationarity)이란 시계열 데이터의 통계적 특성(평균, 분산 등)이 시간이 경과해도 변하지 않고 일정하게 유지되는 성질을 의미한다. 시계열 분석의 핵심 목적은 과거의 패턴을 통해 미래를 예측하는 것인데, 데이터의 통계적 특성이 시간에 따라 계속 변한다면 과거의 데이터로 학습한 모델을 미래에 적용하…
SIR 모델 (SIR Model) 1. 개요 SIR 모델은 전염병의 확산 과정을 수학적으로 모델링하기 위해 인구를 세 가지 상태(Susceptible, Infectious, Recovered)로 구분하여 시간에 따른 변화를 분석하는 구획 모델(Compartmental Model)의 가장 기본적인 형태이다. 이 모델은 특정 인구 집단 내에서 감염병이 어떻게 …
정규분포 (Normal Distribution) 정규분포는 평균 와 분산 에 의해 완전히 결정되는 연속 확률 분포의 일종으로, 평균을 중심으로 좌우 대칭인 종 모양(Bell-curve)의 형태를 띠는 확률 분포이다. 1. 개요 정규분포는 통계학 및 자연과학에서 가장 중요하게 다뤄지는 확률 분포이다. 수많은 독립적인 무작위 변수들이 합쳐졌을 때 나타나는 보편…
푸리에 변환 (Fourier Transform) 1. 개요 푸리에 변환은 시간 영역(Time Domain)에서 정의된 신호를 주파수 영역(Frequency Domain)으로 변환하여, 해당 신호가 어떤 주파수 성분들로 구성되어 있는지를 분석하는 수학적 기법이다. 우리가 듣는 음악이나 통신 신호는 여러 개의 서로 다른 주파수를 가진 사인파(Sine wave)…
JupyterLab 개요 JupyterLab은 데이터 과학, 머신러닝, 과학 계산을 위해 설계된 웹 기반의 대화형 개발 환경(IDE, Integrated Development Environment)입니다. 기존의 Jupyter Notebook을 계승하며, 더 유연하고 확장 가능한 사용자 인터페이스를 제공하는 차세대 인터페이스로 개발되었습니다. 사용자는 하나…
계절성 제거 (Seasonal Adjustment) 계절성 제거란 시계열 데이터에서 특정 주기(계절)마다 반복되는 패턴을 제거하여, 데이터의 전반적인 추세(Trend)와 불규칙 변동(Irregular)을 명확히 분석하는 기법입니다. 이를 통해 외부 요인에 의한 일시적인 변동을 배제하고 데이터의 본질적인 흐름을 파악할 수 있습니다. 계절성의 정의 시계열 분석…
중심극한정리 (Central Limit Theorem, CLT) 1. 개요 중심극한정리(Central Limit Theorem, CLT)란 모집단의 분포 모양과 상관없이, 표본의 크기가 충분히 크다면 표본 평균들의 분포가 정규분포(Normal Distribution)에 근사한다는 통계학의 핵심 정리이다. 이 정리는 통계적 추론의 근간이 되며, 우리가 모집단…
시계열 플롯 (Time Series Plot) 1. 개요 시계열 플롯(Time Series Plot)은 일정 시간 간격으로 기록된 데이터 포인트들을 시간의 흐름에 따라 시각화하여 데이터의 변화 추이, 패턴, 주기성을 분석하는 그래프입니다. 주로 시간에 따른 변수의 변화를 관찰하여 미래의 값을 예측하거나 과거의 특정 사건이 데이터에 미친 영향을 분석하는 목적…
Matplotlib Matplotlib은 파이썬 기반의 강력하고 유연한 2D 그래프 및 데이터 시각화 라이브러리로, 과학 계산, 데이터 분석, 머신러닝 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있습니다. NumPy와 잘 통합되며, MATLAB과 유사한 인터페이스를 제공하여 사용자가 익숙하게 접근할 수 있습니다. 복잡한 데이터를 직관적으로 표현할 수 있도록 다양한 …
수문학적 모델링 (Hydrological Modeling) 1. 개요 수문학적 모델링이란 소규모 유역부터 국가 단위, 나아가 지구 전체 규모에 이르기까지 지구 표면과 대기, 지하수 사이에서 일어나는 물의 순환 과정(수문 순환)을 수학적, 물리적, 또는 통계적 방법으로 단순화하여 재현함으로써 수자원의 거동을 예측하고 분석하는 기법이다. 수문학적 모델링의 핵심…
복소형 푸리에 급수 (Complex Fourier Series) 복소형 푸리에 급수는 주기 함수를 복소 지수 함수의 무한 합으로 표현하는 수학적 방법으로, 실수형 삼각함수 푸리에 급수를 오일러 공식을 통해 보다 간결한 복소수 형태로 일반화한 것이다. 1. 기초 개념 및 주기 함수 1.1 주기 함수의 정의 푸리에 급수를 정의하기 위해서는 먼저 대상이 되는 함…
SARIMAX (Seasonal AutoRegressive Integrated Moving Average with eXogenous regressors) 1. 개요 SARIMAX는 시계열 데이터의 자기상관성, 추세, 계절성뿐만 아니라 외부 요인(외생 변수)까지 동시에 고려하여 미래 값을 예측하는 통계적 시계열 분석 모델이다. 이 모델은 전통적인 ARIMA(…
합성 데이터 (Synthetic Data) 1. 개요 합성 데이터(Synthetic Data, 가상 데이터라고도 함)란 실제 세계에서 수집된 데이터가 아니라, 알고리즘이나 통계적 모델을 통해 인위적으로 생성된 데이터를 의미한다. 실제 데이터(Real-world Data)가 관찰된 사실의 기록이라면, 합성 데이터는 실제 데이터의 통계적 특성, 상관관계, 분포…
PR-AUC (Precision-Recall Area Under the Curve) 1. 개요 PR-AUC는 정밀도-재현율 곡선 아래의 면적(Area Under the Precision-Recall Curve)을 수치화한 지표로, 이진 분류 모델의 성능을 평가하는 데 사용됩니다. 이 지표는 정밀도(Precision)와 재현율(Recall)의 조화로운 성능을…