Semantic Similarity Search using the Signature Tree

As ontologies are used widely, interest for semantic similarity search is also increasing. In this paper, we suggest a query evaluation scheme for k-nearest neighbor query, which retrieves k most similar objects to the query object. We use the best match method to calculate the semantic similarity between objects and use the signature tree to index annotation information of objects in database. The signature tree is usually used for the set similarity search. When we use the signature tree in similarity search, we are required to predict the upper-bound of similarity for a node; the highest similarity value which can be found when we traverse into the node. So we suggest a prediction function for the best match similarity function and prove the correctness of the prediction. And we modify the original signature tree structure for same signatures not to be stored redundantly. This improved structure of signature tree not only reduces the size of signature tree but also increases the efficiency of query evaluation. We use the Gene Ontology(GO) for our experiments, which provides large ontologies and large amount of annotation data. Using GO, we show that proposed method improves query efficiency and present several experimental results varying the page size and using several node-splitting methods.

시그니처 트리를 사용한 의미적 유사성 검색 기법

온톨로지의 활용이 늘어나면서 의미적 유사성 검색에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 논문에서는 질의 객체와의 의미적 유사성이 높은 객체를 검색하는 최근접 질의 기법을 제안하였다. 의미적 유사성을 측정하는 유사성 함수로는 최적 대응값 방식의 유사도 함수를 사용하였으며 주석 정보에 대한 색인을 위해 시그니처 트리를 사용하였다. 시그니처 트리는 집합 유사성 검색에서 많이 사용되는 색인 구조로서 유사성 검색에 사용하기 위해서는 검색시 각 노드를 탐색하였을 때 발견할 수 있는 유사도의 최대값을 예측할 수 있어야 한다. 이에 본 논문에서는 최적 대응값 방식의 유사도 함수에 대한 예측 최대값 함수를 제안하고 올바른 예측 함수임을 증명하였다. 또한 시그니처 트리에 동일한 시그니처가 중복되어 저장되지 않도록 구조를 개선하였다. 이는 시그니처 트리의 크기를 감소시킬 뿐만 아니라 질의 성능 또한 향상시켜 주었다. 실험의 데이타로는 대용량 온톨로지와 주석 정보 데이타를 제공하는 Gene Ontology(GO)를 사용하였다. 실험에서는 제안한 방법의 성능 향상 외에도 페이지 크기와 노드 분할 방법이 의미적 유사성 질의 성능에 미치는 영향에 대해 알아보았다.