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책 정보
· 분류 : 국내도서 > 컴퓨터/모바일 > 인공지능
· ISBN : 9791193083307
· 쪽수 : 324쪽
· 출판일 : 2025-10-15
책 소개
메타(페이스북)의 오픈소스 시계열 예측 도구 Prophet
미래를 예언할 수는 없지만, 예측 모델을 구현해 볼 수는 있습니다. Prophet은 Python과 R 개발자가 확장 가능한 시계열 예측을 구축할 수 있는 강력한 오픈 소스 도구입니다. Prophet은 파라미터 튜닝이나 최적화 과정 없이도 고품질의 결과를 내도록 설계되었습니다. 그리고 조금만 배워도 누구나 직관적으로 모델을 조정해서 분석 결과를 획기적으로 향상할 수 있습니다.
이 책에서는 예측 모델부터 Prophet의 내부 작동 방식까지 단계적으로 다루어 Prophet의 최첨단 예측 기법을 구현할 수 있습니다. 다양한 주제의 원시 데이터를 바탕으로 온전히 작동하는 모델 예시를 제공하여 짧은 코드로 더 높은 정확도의 미래 데이터를 모델링하는 데 필요한 지식을 갖추도록 도와줍니다. 이 단계를 잘 따라 온다면 메타의 고도로 숙련된 엔지니어들만큼 Prophet을 잘 활용할 수 있을 것입니다.
이 책은 컴퓨터에 Prophet을 설치하고 설정하는 방법, 그리고 단 몇 줄의 코드만으로 초기 모델을 구축하는 과정을 안내합니다. 이어서 예측 결과를 시각화하고, 휴일·계절성·추세 변곡점을 추가하며, 이상값을 처리하는 등 더 고급 기능을 살펴보게 됩니다. 아울러 각 기본 매개변수를 왜, 어떻게 수정해야 하는지도 배우게 됩니다. 또한 푸리에 급수를 이해하고 그것이 계절성을 어떻게 모델링하는지도 익히며, 계절성을 어떻게 적용할지도 배웁니다. 더 나아가 하이퍼파라미터 튜닝과 추가 회귀자를 모델에 포함해 더 복잡한 모델을 최적화하는 방법을 배우게 됩니다. 모델 성능을 평가하기 위한 진단을 실행하고, Prophet을 실제 운영 환경에서 활용할 때 유용한 기능도 익힙니다. 그리하여 원시 시계열 데이터셋을 활용해 간결하고 이해하기 쉬우며 재현 가능한 코드로 정교하고 정확한 예측 모델을 개발할 수 있게 될 것입니다.
★이 책에서 다루는 주요 분야★
1장 시계열 예측 발전사: 시계열 데이터를 이해하려는 초기 시도부터 오늘날까지의 주요 알고리즘 발전사
2장 Prophet 시작: Prophet이 동작하는 기본 프로세스와 첫 번째 모델 구축 방법
3장 Prophet 작동 방식: 메타가 Prophet을 개발한 이유와 analyst-in-the-loop, 예측 알고리즘 수식
4장 일별 기준이 아닌 데이터 처리: 일별 데이터가 아닌 다양한 주기 데이터를 처리하는 방법과 활용
5장 계절성 처리: Prophet 모델의 핵심 요소인 계절성 개념과 제어 방법
6장 공휴일 효과 예측: 기본·지역별·커스텀 공휴일 설정과 공휴일 효과 반영 기법
7장 성장 모드 조절: 선형, 로지스틱, 플랫 등 세 가지 추세 모드와 적용 상황
8장 추세 변경점 조절: 추세선의 경직성과 유연성을 조절해 상황별 최적 모델 구축
9장 설명 변수 추가: 설명 변수를 이용해 다변량 입력 데이터를 추가하는 방법
10장 이상값과 특별 이벤트: 이상값 문제와 자동 탐지 및 Prophet 기반 처리 기법
11장 불확실성 구간 처리: 모델의 불확실성 정량화와 시각화 기법
12장 교차 검증 실행: 시계열 데이터 특성에 맞는 교차 검증 방법과 Prophet 구현
13장 성능 지표 평가: 성능 지표와 교차 검증을 활용한 모델 최적화 및 정확도 향상
14장 Prophet 제품화: 모델 저장·업데이트 방법과 Plotly를 활용한 대시보드 공유 기법
★이 책의 대상 독자★
* 파이썬이나 R을 활용해 시계열 예측을 배우고자 하는 비즈니스 관리자 및 데이터 분석 담당자
* 시계열 데이터의 특성과 다른 데이터 유형과의 차이를 이해하고 싶은 데이터 과학자 및 분석가
* 머신러닝과 예측 모델링을 실제 프로젝트에 적용하려는 머신러닝 엔지니어
* 소프트웨어 개발 과정에서 시계열 데이터를 다루며 예측 기법을 활용하고자 하는 소프트웨어 엔지니어
목차
PART 01 Prophet으로 시작하기
__01. 시계열 예측 발전사__
____01-1 시계열 예측 개요
__1.1.1 종속 데이터 문제__
____01-2 이동평균과 지수평활법
____01-3 자기회귀누적이동평균(ARIMA)
____01-4 ARCH/GARCH
____01-5 신경망
____01-6 Prophet
____01-7 최근 발전 현황
__1.7.1 NeuralProphet__
__1.7.2 구글의 “견고한 대규모 시계열 예측”__
__1.7.3 링크드인의 SilverKite/GreyKite__
__1.7.4 우버의 Orbit__
__02. Prophet 시작__
____02-1 코랩 노트북 파일 다운로드
____02-2 간단한 Prophet 모델 구축
____02-3 예측 데이터프레임 해석
____02-4 구성 요소 플롯의 이해
__03. Prophet 작동 방식__
____03-1 페이스북이 Prophet을 구축한 동기
____03-2 analyst-in-the-loop 예측
____03-3 Prophet 수식
__3.4.1 선형 성장__
__3.4.2 로지스틱 성장__
__3.4.3 계절성__
__3.4.4 공휴일__
PART 02 계절성, 튜닝, 고급 기능
__04. 일별 기준이 아닌 데이터 처리__
____04-1 월별 데이터 사용
____04-2 하루보다 짧은 주기의 데이터 사용
____04-3 규칙적인 누락 구간을 가진 데이터 사용
__05. 계절성 처리__
____05-1 가산형 vs 곱셈형 계절성
____05-2 푸리에 차수로 계절성 조절
____05-3 커스텀 계절성 추가
____05-4 조건부 계절성 추가
____05-5 계절성 규제
__5.5.1 전역적 계절성 규제__
__5.5.2 국소적 계절성 규제__
__06. 공휴일 효과 예측__
____06-1 기본 국가 공휴일 추가
____06-2 기본 지자체(주/도) 공휴일 추가
____06-3 커스텀 공휴일 생성
____06-4 연휴 생성
____06-5 공휴일 규제
__6.5.1 전역적 공휴일 규제__
__6.5.2 개별 공휴일 규제__
__07. 성장 모드 조절__
____07-1 선형 성장 적용
____07-2 로지스틱 함수
____07-3 포화 예측 로지스틱 성장 적용
__7.3.1 증가하는 로지스틱 성장__
__7.3.2 변동하는 상한 cap__
__7.3.3 감소하는 로지스틱 성장__
____07-4 플랫 성장 적용
____07-5 커스텀 추세 생성
__08. 추세 변경점 조절__
____08-1 추세 변경점 자동 탐지
__8.1.1 기본(디폴트) 변경점 탐지__
____08-2 변경점 규제
____08-3 커스텀 변경점 위치 설정
__09. 설명 변수 추가__
____09-1 이진값 변수 추가
____09-2 연속형 변수 추가
____09-3 계수의 해석
__10. 이상값과 특별 이벤트__
____10-1 계절성 변동을 초래하는 이상값 수정
____10-2 넓은 불확실성 구간을 초래하는 이상값 수정
____10-3 이상값 자동 탐지
__10.3.1 윈저화__
__10.3.2 표준편차__
__10.3.3 이동평균__
__10.3.4 오차의 표준편차__
____10-4 이상값을 특별 이벤트로 모델링
____10-5 COVID-19 봉쇄 충격 모델링
__11. 불확실성 구간 처리__
____11-1 추세 불확실성 모델링
____11-2 계절성 불확실성 모델링
PART 03 진단과 평가
__12. 교차 검증 실행__
____12-1 k-폴드 교차 검증
____12-2 순방향 연쇄 교차 검증
____12-3 Prophet 교차 검증 데이터프레임 생성
____12-4 병렬 교차 검증
__13. 성능 지표 평가__
____13-1 Prophet 지표의 이해
__13.1.1 MSE__
__13.1.2 RMSE__
__13.1.3 MAE__
__13.1.4 MAPE__
__13.1.5 MdAPE__
__13.1.6 SMAPE__
__13.1.7 커버리지__
__13.1.8 최적 지표 선정__
____13-2 Prophet 성능 지표 데이터프레임 생성
____13-3 불규칙한 컷오프 처리
____13-4 그리드 서치로 하이퍼파라미터 튜닝
__14. Prophet 제품화__
____14-1 모델 저장하기
____14-2 적합 모델 업데이트
____14-3 Plotly로 인터랙티브 플롯 생성
__14.3.1 Plotly 예측 플롯__
__14.3.2 Plotly 구성 요소 플롯__
__14.3.4 Plotly 계절성 플롯__
부록. Prophet 설치
