웨이브렛 변환 (Wavelet Transform) 1. 개요 웨이브렛 변환(Wavelet Transform)은 주어진 신호를 서로 다른 크기(Scale)와 위치(Shift)를 가진 작은 파동 형태의 함수인 '웨이브렛'을 이용하여 분석하는 수학적 변환 기법이다. 전통적인 푸리에 변환(Fourier Transform)은 신호를 정현파(Sine wave)의 합으…
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히트맵 개요 히트맵(Heatmap)은 데이터 시각화 기법 중 하나로, 행렬 형태의 데이터를 색상의 밀도나 강도를 이용해 시각적으로 표현하는 그래프 유형입니다. 일반적으로 두 변수 간의 관계 또는 다차원 데이터의 분포를 한눈에 파악할 수 있도록 도와주며, 색상이 진할수록(또는 밝을수록) 특정 값이 높음을 나타냅니다. 히트맵은 데이터 과학, 통계 분석, 생물정…
Z-score 표준화 Z-score 표준화(Z-score Standardization)란 데이터의 평균을 0, 표준편차를 1이 되도록 변환하는 데이터 전처리 과정입니다. 서로 다른 척도(Scale)를 가진 변수들을 동일한 기준으로 비교하거나, 특정 값이 전체 데이터 분포에서 어느 정도 위치에 있는지 파악하는 것을 목적으로 합니다. 수식 및 원리 Z-scor…
유한 차분법 (Finite Difference Method, FDM) 1. 개요 유한 차분법(Finite Difference Method, FDM)은 미분 방정식의 도함수를 격자점에서의 함수 값들의 차이(Difference)로 근사하여, 연속적인 미분 방정식을 이산적인 대수 방정식(Algebraic Equation) 체계로 변환함으로써 수치적인 해를 구하는…
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 …
실루엣 분석 (Silhouette Analysis) 1. 개요 실루엣 분석(Silhouette Analysis)은 군집 분석(Clustering) 결과가 얼마나 적절하게 이루어졌는지를 정량적으로 평가하는 내부 평가 지표(Internal Evaluation Metric)입니다. 군집 분석은 정답 레이블이 없는 비지도 학습(Unsupervised Learnin…
위상 진전 보상기 (Phase Lead Compensator) 1. 개요 위상 진전 보상기(Phase Lead Compensator)는 제어 시스템의 위상을 특정 주파수 대역에서 앞당겨(Lead), 시스템의 응답 속도를 빠르게 하고 상대적 안정도를 향상시키기 위해 사용되는 보상 장치이다. 주로 시스템의 과도 응답 특성을 개선하여 상승 시간(Rise time…
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…
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…
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…