• Journal of the Korea Computer Industry Society
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• v.4 no.4
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• pp.613-624
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• 2003

This paper proposes a design for efficient and accurate retrieval of similar image subsequences using the multi-dimensional time warping distance as similarity evaluation tool in image sequence database after building of two indexing structures implemented with priority queue and suffix tree respectively. Receiving query image sequence, at first step, the proposed method searches the candidate set of similar image subsequences in priory queue index structure. If it can not get satisfied results, it retrieves another candidate set in suffix tree index structure at second step. The using of the low-bound distance function can remove the dissimilar subsequence without false dismissals during similarity evaluating process between query image sequence and stored sequences in two index structures.

• Journal of KIISE:Databases
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• v.34 no.2
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• pp.119-132
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• 2007

In molecular biology, approximate subsequence search is one of the most important operations. In this paper, we propose an accurate and efficient method for approximate subsequence search in large DNA databases. The proposed method basically adopts a binary trie as its primary structure and stores all the window subsequences extracted from a DNA sequence. For approximate subsequence search, it traverses the binary trie in a breadth-first fashion and retrieves all the matched subsequences from the traversed path within the trie by a dynamic programming technique. However, the proposed method stores only window subsequences of the pre-determined length, and thus suffers from large post-processing time in case of long query sequences. To overcome this problem, we divide a query sequence into shorter pieces, perform searching for those subsequences, and then merge their results. To verify the superiority of the proposed method, we conducted performance evaluation via a series of experiments. The results reveal that the proposed method, which requires smaller storage space, achieves 4 to 17 times improvement in performance over the suffix tree based method. Even when the length of a query sequence is large, our method is more than an order of magnitude faster than the suffix tree based method and the Smith-Waterman algorithm.

• The KIPS Transactions:PartD
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• v.10D no.4
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• pp.577-590
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• 2003

The shape-based retrieval is defined as the operation that searches for the (sub) sequences whose shapes are similar to that of a query sequence regardless of their actual element values. In this paper, we propose a similarity model suitable for shape-based retrieval and present an indexing method for supporting the similarity model. The proposed similarity model enables to retrieve similar shapes accurately by providing the combination of various shape-preserving transformations such as normalization, moving average, and time warping. Our indexing method stores every distinct subsequence concisely into the disk-based suffix tree for efficient and adaptive query processing. We allow the user to dynamically choose a similarity model suitable for a given application. More specifically, we allow the user to determine the parameter p of the distance function $L_p$ when submitting a query. The result of extensive experiments revealed that our approach not only successfully finds the subsequences whose shapes are similar to a query shape but also significantly outperforms the sequence search.

• Journal of KIISE:Databases
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• v.29 no.5
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• pp.381-392
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• 2002

This paper deals with the problem of shape-based retrieval in time-series databases. The shape-based retrieval is defined as the operation that searches for the (sub)sequences whose shapes are similar to that of a given query sequence regardless of their actual element values. In this paper, we propose an effective and efficient approach for shape-based retrieval of subsequences. We first introduce a new similarity model for shape-based retrieval that supports various combinations of transformations such as shifting, scaling, moving average, and time warping. For efficient processing of the shape-based retrieval based on the similarity model, we also propose the indexing and query processing methods. To verify the superiority of our approach, we perform extensive experiments with the real-world S&P 500 stock data. The results reveal that our approach successfully finds all the subsequences that have the shapes similar to that of the query sequence, and also achieves significant speedup up to around 66 times compared with the sequential scan method.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2004.11a
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• pp.31-34
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• 2004

서브시퀀스 매칭은 시계열 데이터베이스에서 질의 시퀀스와 유사한 서브시퀀스틀 찾아내는 연산이다. 기존의 서브시퀀스 매칭 알고리즘들은 하나의 인덱스만을 사용하여 검색을 수행하기 때문에, 인덱스를 생성하기 위하여 데이터 시퀀스로부터 추출한 윈도우의 크기와 질의 시퀀스의 길이 간의 차이가 커질수록 검색 성능이 급격히 저하되는 문제점을 갖고 있다. 본 논문에서는 이러한 기존 알고리즘의 문제점을 해결하기 위하여 인덱스 보간법에 기반한 새로운 서브시퀀스 매칭 기법을 제안한다. 인덱스 보간법이란 하나 이상의 인덱스를 구축하고 주어진 질의 시퀀스의 길이에 따라 적절한 인덱스를 선택하여 검색을 수행하는 기법이다. 본 논문에서는 서브시퀀스 매칭 비용 공식을 산출하고, 이 비용 공식에 기반하여 제안된 기법의 성능을 최적화 하도록 다수의 인덱스를 구성하는 알고리즘을 제시한다. 마지막으로, 실제 데이터를 이용한 여러 가지 실험을 통하여 제안된 기법의 우수성을 정량적으로 검증한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2003.04a
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• pp.530-532
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• 2003

서브시퀀스 매칭은 주어진 질의 시퀀스와 변화의 추세가 유사한 서브시퀀스들을 시계열 데이터베이스로부터 검색하는 연산이다. 본 논문에서는 서브시퀀스 매칭 처리의 성능 병목을 파악하고, 이를 해결함으로써 전체 서브시퀀스 매칭의 성능을 크게 개선하는 방안에 관하여 논의한다. 먼저, 사전 실험을 통하여 후처리 단계가 서브시퀀스 매칭의 성능 병목이며, 후처리 단계의 최적화가 기존의 서브시퀀스 매칭 기법들이 간과한 매우 중요한 이슈임을 지적한다. 이러한 서브시퀀스 매칭의 성능 병목을 해결하기 위하여 후처리 단계를 최적으로 처리할 수 있는 간단하면서도 매우 효과적인 기법을 제안한다. 제안된 기법은 후처리 단계에서 후보 서브시퀀스들이 질의 시퀀스와 실제로 유사한가를 판단하는 순서를 조정함으로써 기존의 후처리 단계의 처리에서 발생하는 많은 디스크 액세스의 중복과 CPU 처리의 중복을 완전히 제거할 수 있다. 실제 데이터와 생성 데이터를 이용한 다양한 실험들을 통하여 제안된 기법의 성능 개선 효과를 정량적으로 검증한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2006.10c
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• pp.118-123
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• 2006

DNA 시퀀스 데이터베이스 규모의 급격한 증가 추세를 고려할 때, DNA 시퀀스 검색 연산을 보다 효과적으로 지원할 수 있는 인덱싱 및 질의 처리 기술이 요구 된다. 접미어 트리는 DNA 시퀀스 검색을 위한 좋은 인덱스 구조로 알려져 왔다. 그러나 접미어 트리는 그 구조적 특성으로 인하여 저장공간, 검색 성능, DBMS와의 통합 등의 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 이와 같은 접미어 트리의 문제점들을 해결하는 DNA 시퀀스 검색을 위한 새로운 인덱스 구조를 제안하고, 이를 기반으로 하는 효율적인 질의 처리 방식을 제안한다. 제안된 인덱스 기법은 이진 트라이를 기본 구조로 채택하며 DNA 시퀀스의 윈도우 서브 시퀀스를 인덱싱 대상으로 한다. 유사 서브 시퀀스 검색을 위한 질의 처리 알고리즘은 기본적으로 다이나믹 프로그래밍 기법에 근거하여 이진 트라이를 루트로부터 너비 우선(breadth-first) 방식으로 운행하며, 경로 상에 존재하는 모든 유사 서브 시퀀스를 검색해 낸다. 제안된 기법의 우수성을 검증하기 위하여, 기존의 접미어 트리와의 비교 실험을 통한 성능 평가를 수행하였다. 실험 결과에 의하면, 제안된 인덱스 기법은 접미어 트리에 비하여 약 30%의 작은 저장 공간을 가지고도 수배에서 수십배의 검색 성능의 개선 효과를 나타낸다.

• The KIPS Transactions:PartD
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• v.10D no.3
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• pp.501-512
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• 2003

This paper proposes an indexing technique for fast retrieval of similar image subsequences using the multi-dimensional time warping distance. The time warping distance is a more suitable similarity measure than Lp distance in many applications where sequences may be of different lengths and/or different sampling rates. Our indexing scheme employs a disk-based suffix tree as an index structure and uses a lower-bound distance function to filter out dissimilar subsequences without false dismissals. It applies the normaliration for an easier control of relative weighting of feature dimensions and the discretization to compress the index tree. Experiments on medical and synthetic image sequences verify that the proposed method significantly outperforms the naive method and scales well in a large volume of image sequence databases.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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• 2003.11a
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• pp.371-374
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• 2003

서브시퀀스 매칭은 주어진 질의 시퀀스와 변화의 추세가 유사한 서브시퀀스들을 시계열 데이터베이스로부터 검색하는 연산이다. 본 논문에서는 기존에 제안된 서브시퀀스 매칭 기법인 FRM과 Dual-Match를 대상으로 다양한 실험을 통하여 윈도우 크기 효과를 정량적으로 분석한다. 또한, 이러한 분석 결과를 기반으로 서브시퀀스 매칭 처리의 성능 개선을 위한 향후의 연구 방향을 제시한다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2001.10a
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• pp.178-180
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• 2001

모양 기반 검색은 주어진 질의 시퀸스의 요소 값에 상관없이, 모양이 유사한 시퀸스 혹은 부분시퀸스를 찾는 연산이다. 본 논문에서는 시프트, 스케일링, 타임 워핑 등 동일 모양 변환의 다양한 조합을 지원할 수 있는 새로운 모양 기반유사 검색 모델을 제안하고, 효과적인 유사 부분 시퀸스 검색을 위한 인덱싱과 질의 처리 방법을 제안한다. 또한 실세계의 증권데이터를 이용한 다양한 실험 결과에 의하여, 본 방식이 질의 시퀸스와 유사한 모양의 모든 서브시퀸스를 성공적으로 찾는 것은 물론 순차검색 방법과 비교하여 매우 빠른 검색 효율을 가짐을 보인다.