Las caras de Chernoff , inventadas por el matemático, estadístico y físico Herman Chernoff en 1973, muestran datos multivariados en forma de un rostro humano. Las partes individuales, como los ojos, las orejas, la boca y la nariz, representan valores de las variables por su forma, tamaño, ubicación y orientación. La idea detrás del uso de caras es que los humanos reconozcan fácilmente las caras y noten pequeños cambios sin dificultad. Las caras de Chernoff manejan cada variable de manera diferente. Debido a que las características de las caras varían en importancia percibida, la forma en que las variables se asignan a las características debe elegirse cuidadosamente (por ejemplo, se ha descubierto que el tamaño de los ojos y la inclinación de las cejas tienen un peso significativo). [1]
Detalle
Los rostros de Chernoff pueden representarse gráficamente en un gráfico estándar X - Y ; los rostros pueden posicionarse X - Y en función de las dos variables más importantes, y luego los rostros mismos representan el resto de las dimensiones de cada elemento. Edward Tufte , al presentar un diagrama de este tipo, dice que este tipo de gráfico de rostros de Chernoff "se reduciría bien, manteniendo la legibilidad incluso con áreas individuales de 0,05 pulgadas cuadradas como se muestra... con rostros de dibujos animados e incluso números convirtiéndose en medidas de datos, parecería que hemos llegado al límite de la economía gráfica de presentación, imaginación y, admitámoslo, excentricidad". [2]
Extensiones
Caras asimétricas
En 1981, Bernhard Flury y Hans Riedwyl sugirieron caras de Chernoff " asimétricas "; [3] dado que una cara tiene simetría vertical (alrededor del eje y ), el lado izquierdo de la cara es idéntico al derecho y es básicamente espacio desperdiciado, un punto también señalado por Tufte. [4] Se podrían tener las 18 variables que especifican el lado izquierdo como un conjunto de datos, pero utilizar un conjunto de datos diferente para el lado derecho de la cara, lo que permitiría que una cara representara 35 medidas diferentes. Presentan resultados que muestran que tales caras asimétricas son útiles para visualizar bases de datos de gemelos idénticos , por ejemplo, y son útiles para agrupar como lo serían los pares de caras de Chernoff. [3]
Pez chernoff
Julie Rodríguez y Piotr Kaczmarek utilizan el "pez Chernoff", donde se utilizan varias partes de un pez de dibujos animados para codificar diferentes detalles financieros. [5]
En la literatura
En la novela Blindsight (2006) de Peter Watts, se ve a un personaje transhumano que utiliza una variante de los rostros de Chernoff. El personaje lo explica como un método más eficiente de representación de datos, ya que una gran parte del cerebro humano se dedica al reconocimiento facial. [6]
En el cuento de ciencia ficción de 2014 "Grados de libertad" de Karl Schroeder , los rostros de Chernoff hacen una aparición destacada como una tecnología futura, que respalda la comunicación de sentimientos y perspectivas agregados. [7]
Referencias
^ "An Experimental Analysis of the Pre-Attancing of Features in Chernoff Faces", Morris CJ, Ebert DS, Rheingans P. 1999; publicado por la conferencia "Applied Imagery Pattern Recognition: 3D Visualization for Data Exploration and Decision Making". http://www.research.ibm.com/people/c/cjmorris/publications/Chernoff_990402.pdf doi :10.1117/12.384865
^ Edward R. Tufte, La representación visual de la información cuantitativa , pág. 142.
^ ab Flury, Bernhard; Riedwyl, Hans (diciembre de 1981). "Representación gráfica de datos multivariados por medio de caras asimétricas". Revista de la Asociación Estadounidense de Estadística . 76 (376). Asociación Estadounidense de Estadística: 757–765. doi :10.2307/2287565. JSTOR 2287565.
^ Edward R. Tufte, The Visual Display of Quantitative Information , p. 97: "Las mitades pueden ser más fáciles de ordenar (haciendo coincidir la mitad derecha de una cara no ordenada con la mitad izquierda de una cara ordenada) que las caras completas. O bien, una cara completa asimétrica puede usarse para informar variables adicionales (Flury y Riedwyl 1981). La simetría bilateral duplica el espacio que consume el diseño en un gráfico, sin agregar nueva información".
^ Visualización de datos financieros. John Wiley & Sons. 2 de mayo de 2016. ISBN9781118907856.
^ Peter Watts. "Blindsight" (Visión ciega) . Consultado el 19 de abril de 2021 .
^ Karl Schröder. «Notas finales de «Grados de libertad» de Karl Schröder». Archivado desde el original el 24 de marzo de 2018. Consultado el 23 de marzo de 2018 .
Otras fuentes
Herman Chernoff (1973). "El uso de caras para representar puntos en un espacio de dimensión K gráficamente" (PDF) . Revista de la Asociación Estadounidense de Estadística . 68 (342). Asociación Estadounidense de Estadística: 361–368. doi :10.2307/2284077. JSTOR 2284077. Archivado desde el original (PDF) el 15 de abril de 2012.
Lectura adicional
"Representación facial de datos multivariados", David L. Huff, Vijay Mahajan y William C. Black. Journal of Marketing , vol. 45, n.º 4 (otoño de 1981), págs. 53-59. Publicado por: American Marketing Association
"FACES: un programa FORTRAN para generar caras tipo Chernoff en una impresora de líneas", Danny W. Turner y F. Eugene Tidmore. The American Statistician , vol. 34, n.º 3 (agosto de 1980), pág. 187 Publicado por: American Statistical Association
Gonick, L. y Smith, W. The Cartoon Guide to Statistics . Nueva York: Harper Perennial, pág. 212, 1993.
Moriarity, S. (1979). "Comunicación de información financiera mediante gráficos multidimensionales". Journal of Accounting Research 17, 205-224.
Stock, D. y Watson, C. (1984). "Exactitud del juicio humano, gráficos multidimensionales y humanos versus modelos". Journal of Accounting Research 22, 192-206.
Visualización de información: percepción para el diseño (2004), Ware C.
"El algoritmo de visualización empática: los rostros de Chernoff revisitados" (218)[1]
"Una evaluación empírica de los rostros de Chernoff, los glifos de estrellas y las visualizaciones espaciales para datos binarios", Michael D. Lee, Rachel E. Reilly, Marcus E. Butavicius. Serie de actas de conferencias internacionales de la ACM; vol. 142, Actas del simposio de Asia y el Pacífico sobre visualización de la información - Volumen 24
"Representación gráfica de datos multivariados utilizando caras de Chernoff", Raciborski 2009, The Stata Journal 9, número 3, págs. 374–387
Jan Fazlagić, Windham Loopesko, Leszek Matuszak, Rigby Johnson. Perspectivas y buenas prácticas en la visualización del conocimiento sobre entidades públicas // Técnicas de visualización de información en las ciencias sociales y las humanidades / Grzegorz Osinski, Veslava Osińska. — IGI Global, 2018. — P. 199−214. — ISBN 9781522549918 .
Enlaces externos
"El profesor le pone rostro al desempeño de los mánagers de béisbol" -( The New York Times ; Chernoff crea rostros a partir de datos sobre el desempeño de los mánagers)
"Una crítica de los rostros de Chernoff" Archivado el 21 de diciembre de 2011 en Wayback Machine - Robert Kosara, publicado el 25 de febrero de 2007
Visualización en Java
Ejemplo de condiciones de vida urbana en Los Ángeles
Código de ejemplo para MATLAB utilizando Statistics and Machine Learning Toolbox.
"Mapeo de la calidad de vida con caras de Chernoff", Joseph G. Spinelli y Yu Zhou
"SUGI 26: Escapando de Flatland: Los rostros de Chernoff revisitados" - (modificando FACES para un resultado más estético)
"Faces 2.0" Archivado el 27 de septiembre de 2008 en Wayback Machine - (un protector de pantalla para Mac OS X que genera caras aleatorias de Chernoff)
NovoSpark Visualizer: una herramienta de visualización avanzada que permite el análisis cualitativo de datos multidimensionales a través de la exploración de una imagen gráfica.
"Cómo visualizar datos con caras de dibujos animados al estilo de Chernoff" (Flowing Data)
Caras de béisbol - en el Instituto de Ciencias Sociales Cuantitativas de la Universidad de Harvard