EunGyeongKim

[ML] 이동평균법 (moving average) & 지수평활법 (exponential smoothing) 본문

ML & DL/시계열

[ML] 이동평균법 (moving average) & 지수평활법 (exponential smoothing)

EunGyeongKim 2023. 3. 30. 16:42

이동평균법

이동평균법 : 자신의 과거 값에서 일정한 패턴을 파악하여 자신의 미래값을 예측하는 방법

  • 과거 데이터에 동일한 가중치를 주는 방식
  • 과거 일정기간(N)의 평균을 이용하여 다음시점을 예측하는 방법
    • 기간(N)을 작게하면 이동 평균값에 최근 데이터의 경향이 많이 반영됨.
    • 기간(N)을 크게하면 과거 데이터의 경향을 많이 반영되게 됨

\( L_t = (D_t + D_{t-1} + \cdots + D_{t-N+1})/N \)

       \( = \frac{1}{N}\sum_{i=t+1-N}^{N}D_i \)

  • 이동평균법은 주가 예측에 빈번히 이용됨

 

지수평활법

지수평활법 : 현재보다 멀리 떨어진 데이터일수록 낮은 가중치를 주는 방법

  • 초기값( \( L_0 \) ) 이 있을 때 단순 지수평활법에 대한 예측 방법
    • \( L_0 \) (초기값) 계산 : \( L_0 = \frac{1}{N} \sum^{N}_{i=1}D_i \)
    • \( L_t \) 계산 : \( L_t = \alpha D_t + (1-\alpha)L_{t-1} \)
    • \( L_t \) 예측 : \( F_{t+1} = L_t, F_{t+n} = L_t \)

지수평활법에서 시간에 따른 가중치(alpha) 변화


이중지수평활법(double exponential smoothing)

  • 추세가 있는 시계열 데이터 예측에 적합
  • 단일지수평활법을 두법 적용함.
  • 최초 기울기 ( \( B_0 \) )와 절편 ( \( L_0 \) ) 은 이용가능한 데이터를 회귀분석하여 구함
    • 이때 종속변수는 관측값이고 독립변수는 시간 인덱스임
      • 최초절편을 첫번째 데이터( \( D_0 \) ) 사용하거나, 기울기를 첫번째 데이터와 두번쨰 데이터의 차이 ( \( D_1 - D_0 \) ) 을 사용하기도 함
    • 여기서 지수평활법을 이용한 예측은 예측 시점에 따라 예측값이 달라짐
      • 절편 : \( L_t = \alpha D_t + (1-\alpha)(L_{t-1} + B_{t-1}) \)
      • 기울기 : \( B_t = \beta ( L_t - L_{t-1} ) + (1-\beta)B_{t-1} \)
      • 예측값 : \( F_{t+1} = L_t + B_t \)
      •          \( F_{t+2} = L_t + 2 * B_t \)

 

code


reference

정호성, 파이썬을 이용한 경제 및 금융 데이터 분석, 자유아카데미(2023.1.31)

 

'ML & DL > 시계열' 카테고리의 다른 글

시계열 데이터셋 저장소 정리  (0) 2024.02.09
[ML] DTW (Dynamic Time Warping)  (0) 2024.02.03
[ML] 시계열분석  (0) 2023.03.30
Comments