• 제목/요약/키워드: 이진 탐색 트리

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계층형 집약 이진 트리의 검색 성능 개선 (Enhancing Retrieval Performance for Hierarchical Compact Binary Tree)

  • 김성완
    • 창의정보문화연구
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    • 제5권3호
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    • pp.345-353
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    • 2019
  • 문자열 탐색을 위한 자료구조로 널리 사용되는 이진 트라이를 선형 이진 비트열로 표현하여 저장 공간 효율성을 높이기 위한 여러 연구들이 제안되었다. 한 개의 이진 트라이를 기반으로 생성된 이진 집약 트리기법은 입력 키 집합의 크기가 커지면 이진 비트열이 매우 길어지게 되어 키 탐색 시간이 크게 증가한다. 키 탐색 범위를 축소하고자 여러 개의 작은 크기의 이진 집약 트리를 계층적으로 표현한 계층적 집약 이진트리 기법이 제안되었으나 키 탐색 시 근본적으로 이진 비트열을 순차적으로 접근하여 처리하므로 탐색 범위에 포함되는 이진 비트열의 개수와 길이에 따라 검색 시간이 비례하여 증가한다. 본 논문에서는 포화이진 트라이로 표현된 여러 개의 이진 집약 트리를 계층적으로 구성하고, 키 탐색 범위에 해당하는 이진 비트열 경로를 간단한 숫자 변환을 통해 결정할 수 있도록 하여 검색 성능을 높였다. 최악의 시·공간 복잡도 계산을 이용한 성능 평가를 통해 검색 및 키 삽입 또는 삭제에 대해 제안 방법이 가장 높은 성능을 보여 주었다. 공간 사용량은 제안 방법이 기존의 방법에 비해 약 67%~68%의 공간만을 필요로 하여 가장 우수한 공간 효율성을 보이는 것으로 분석되었다.

계층적 이분트리를 활용한 이진 이미지 탐색 기법 (Binary Image Search using Hierarchical Bintree)

  • 김성완
    • 창의정보문화연구
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    • 제6권1호
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    • pp.41-48
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    • 2020
  • 공간 데이터를 표현하고 처리하기 위해 사분트리 또는 이분트리 등의 계층형 자료 구조가 사용되고 있다. 이분 트리를 선형적으로 표현하기 위해 기존에 제안된 S-트리는 이진 영역 이미지 데이터를 선형적인 이진 비트열로 표현하여 저장 공간을 크게 압축할 수 있는 장점이 있으나, 이미지의 해상도가 높아질수록 이진 비트열의 길이가 길어져 저장 공간이 늘어나고 탐색 성능이 저하되는 문제점이 발생한다. 본 논문에서는 포화 이진 트리 구조를 갖는 여러 개의 분할 이분트리를 계층적으로 구성하고 각 분할 이분트리를 2개의 선형적 이진 비트열로 표현하여 이미지 탐색에 필요한 범위를 축소하는 한편 이진 비트열 경로를 직접 탐색하지 않고 간단한 숫자 변환을 통해 수행하도록 하여 전체적인 탐색 성능을 개선하였다. 최악의 시공간 복잡도 분석에 의한 성능 평가를 통해 제안 방법이 기존의 방법에 비해 우수한 검색 성능과 공간 효율성을 보이는 것으로 분석되었다.

캐쉬 효과를 고려한 확장된 이진 탐색 트리 알고리즘에 관한 연구 (A Study on Exteded Binary Search Tree Algorithms Considering Cache Effect)

  • 김경훈;정균락
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2000년도 가을 학술발표논문집 Vol.27 No.2 (1)
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    • pp.551-553
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    • 2000
  • VLSI 기술의 발전에 따라 프로세서의 속도는 빠르게 증가하고 있는 반면 메모리의 속도는 이를 뒷받침하지 못하여 속도의 차이를 줄이기 위해 캐쉬(cache) 메모리를 사용하고 있다. 캐쉬가 알고리즘의 실행시간에 미치는 영향이 점점 더 커지고 있으나 이제까지 개발된 대부분의 알고리즘들은 이러한 캐쉬의 중요성을 고려하지 않고 개발되었다. 본 논문에서는 캐쉬 효과를 고려한 확장된 이진 탐색 트리 알고리즘에 관해 연구하였고, 실험을 통하여 기존의 이진 탐색 트리와 제안된 알고리즘의 성능을 비교하였다.

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동적 연산을 위한 집약 이진(CB) 트리 (Compact Binary Tree for Dynamic Operations)

  • 김성완
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2014년도 추계 종합학술대회 논문집
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    • pp.293-294
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    • 2014
  • 정보 검색 분야에서 키 탐색을 빠르게 하기 위한 인덱스 구조로 이진 트라이가 대표적으로 사용된다. CB 트리는 이진 트라이 구조를 구현할 경우 발생하는 저장 공간의 부담을 축소하기 위해 이진 시퀀스를 사용하여 저장한다. 이는 저장 공간 측면에서 상당한 우수성을 보여주나 키의 잦은 삽입 및 삭제 요구가 있을 경우 이진 비트열에 대한 시프트 연산이 요구되는 부담이 있다. 본 논문에서는 완전 이진 트라이 구조를 사용하여 CB 트리를 표현하는 방법을 제시하였다. 저장 공간의 크기가 증가되기는 하지만 키가 삽입되거나 삭제되어도 이진 비트열에 대한 시프트 연산이 필요하지 않은 장점이 있다.

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Edge Computing 환경에서 트리 구조를 이용한 인덱스 관리 (Index Management Using Tree Structure in Edge Computing Environment)

  • 유승언;김세준;이병준;김경태;윤희용
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2018년도 제58차 하계학술대회논문집 26권2호
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    • pp.143-144
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    • 2018
  • Edge Computing은 분담을 통해 네트워크의 부담을 줄일 수 있는 IoT 네트워크에 적합한 방법으로, 데이터를 전송하고 받는 과정에서 네트워크의 대역폭을 사용하는 대신 서로 연결된 노드들이 협력해서 데이터를 처리하고, 네트워크 말단에서의 데이터 처리가 허용되어 데이터 센터의 부담을 줄일 수 있다. 트리구조는 데이터 구조의 하나로, 데이터 항목의 한 묶음인 세그먼트를 나뭇가지처럼 연결한 것을 의미하여 분산된 데이터를 군집할 수 있다. 본 논문에서는 Edge Computing 환경에서 트리 구조를 이용하여 인덱스를 관리하는 모델을 알아보기 위해 이진 탐색 트리 중 AVL tree와 Paged Binary tree에 대해 서술하였다.

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허프만 코드의 효율적인 복호화에 관한 연구 (A Study on Efficient Decoding of Huffman Codes)

  • 박상호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.850-853
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    • 2018
  • 본 논문에서는 허프만 코드의 효율적인 복호화를 위하여 균형이진 트리와 정규 허프만 트리를 이용한 복호화 방법을 제안하였다. 균형이진 트리 방식은 트리의 높이를 낮추고 이진탐색이 가능하도록 하여 검색횟수를 줄일 수 있었지만 심벌의 발생확률이 아니라 코드의 크기에 트리를 만드는 것이 단점이다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 트리의 레벨 마다 심벌의 발생확률에 따른 균형이진 트리를 구성하고 이진탐색을 레벨 별로 수행하였다. 최상위 레벨부터 순차적으로 검색을 하지 않고 코드가 있는 레벨을 찾아 검색하기 위하여 정규 허프만 트리를 사용하여 검색횟수를 최소화하였다.

이진 탐색 트리를 이용한 개인화된 머리 전달 함수의 탐색 (Selection of Personalized Head Related Transfer Function Using a Binary Search tree)

  • 이기승;이석필
    • 한국음향학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.409-415
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    • 2009
  • 가상 음원의 공간화에 중요한 역할을 담당하는 머리전달 함수는 개인 별로 각기 다른 특성을 갖는다. 개인화된 머리 전달 함수를 얻기 위해서는 많은 시간과 특정한 장치를 필요로하며, 이에 따라 타인으로부터 얻어진 머리 전달 함수를 청취자의 특성에 맞도록 개인화 시키는 방법이 주로 사용된다. 본 논문에서는 머리 전달 함수의 개인화 방법으로 여러 개의 미리 측정된 머리 전달 함수 중에서 사용자에 가장 적합한 머리 전달 함수를 찾는 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 청취자에게 적합한 머리 전달 함수를 빠르고 정확하게 찾기 위해 이진 탐색 트리를 이용한 분할 기법을 사용하였다. 분할 시 왜곡 척도는 사람이 귀에 방향감의 차이를 가장 잘 인지하는 왜곡 척도를 실험적으로 결정하였다. 캘리포니아 데이비스 대학에서 제공하는 CIPIC 머리 전달 함수 데이터 베이스를 이용하여 본 기법의 유용성을 평가하였다. 10명의 실험자가 참여한 청취 테스트에서 제안된 기법을 통해 탐색된 머리 전달 함수는 청취자 본래의 머리 전달 함수와 비교하여 가상 음원의 방향감에 있어서 매우 근접한 결과를 나타내었으며, 기존의 해부학적인 파라메터를 이용한 머리 전달 함수의 탐색 기법과 비교하여 우수한 성능을 나타내었다.

Ubiquitous ID 시스템에서의 Enhanced bit-by-bit 이진 트리 알고리즘 (Enhanced bit-by-bit binary tree Algorithm in Ubiquitous ID System)

  • 최호승;김재현
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제41권8호
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    • pp.55-62
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    • 2004
  • 본 논문은 Ubiquitous ID 시스템의 고속 충돌 방지 알고리즘 2가지를 제안하고 분석한다. 제안한 Ubiquitous ID 시스템에서의 고속 충돌 방지 알고리즘들과 기존의 이진 탐색 알고리즘, time slot을 이용한 slotted 이진 트리 알고리즘, 그리고 Auto-ID 센터에서 제안한 bit-by-bit 이진 트리 알고리즘을 수학적으로 비교 및 분석하였다. 수학적 분석 결과는 OPNET 모의실험을 통하여 그 결과를 검증하였다. 분석 결과에 의하면 제안한 Modified bit-by-bit 이진 트리 알고리즘의 성능이 기존의 충돌 방지 알고리즘 중 가장 좋은 성능을 보이는 bit-by-bit 이진 트리 알고리즘과 비교할 때 리더의 전송요구에 응답한 태그의 개수가 20개일 경우에는 약 5%정도의 성능향상이 있었으며 리더의 전송요구에 응답한 태그의 개수가 200개일 경우에는 100%의 성능향상이 있었다. 또한, 제안한 Enhanced bit-by-bit 이진 트리 알고리즘의 성능은 Modified bit-by-bit 이진 트리 알고리즘보다 각각의 경우 약 355%와 145%의 성능향상이 있었다.

검색 성능 향상과 동적 환경을 위한 HCB 트리의 개선 (Enhancement of HCB Tree for Improving Retrieval Performance and Dynamic Environments)

  • 김성완
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권2호
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    • pp.365-371
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    • 2015
  • 이진 트라이를 이진 비트열로 압축하여 표현하는 CB 트리는 키가 늘어남에 따라 이진 비트열이 길어지게 되어 검색 시간이 증가하며 잦은 키 삽입/삭제 연산에 비효율적이다. 작은 분할 트라이들을 계층적 구조로 표현한 HCB 트리가 제안되었으나 비트열 시프트 처리를 근본적으로 해결할 수 없으며 자식 혹은 부모 트리 참조를 위해 별도의 자료 구조를 탐색해야 하는 부담이 있다. 본 논문에서는 각 분할 트리를 포화 이진 트라이 형태로 표현하고 레벨 순위에 따라 분할 트리 번호를 할당하여 검색 성능을 향상 시키는 한편 키의 삽입/삭제 시에 시프트 연산이 발생하지 않도록 하였다. 시 공간 복잡도를 사용한 성능 평가에서 검색 시에는 제안 방법과 HCB 트리 방법이 CB 트리에 비해 우수한 것으로 나타났으며, 키 삽입/삭제는 제안 방법이 가장 높은 성능을 보여주었다. 공간 사용량은 제안 방법이 CB 트리 방법에 비해 71~89%의 공간만을 요구하여 가장 좋은 성능을 보였다.

RFID 시스템에서의 태그 인식 알고리즘 성능분석 (Performance Analysis of Tag Identification Algorithm in RFID System)

  • 최호승;김재현
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제42권5호
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    • pp.47-54
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    • 2005
  • 본 논문은 RFID 시스템에서의 태그 Anti-collision 알고리즘을 제안하고 분석한다. 제안한 RFID 시스템에서의 Anti-collision 알고리즘과 기존의 이진 방식 알고리즘들(이진 탐색 알고리즘, time slot을 이용한 slotted 이진 트리 알고리즘, Auto-ID 센터에서 제안한 bit-by-bit 이진 트리 알고리즘)을 수학적으로 비교하고 분석하였다. 수학적 분석 결과는 OPNET 모의실험을 통하여 그 결과를 검증하였다. 분석 결과에 의하면 제안한 Improved bit-by-bit 이진 트리 알고리즘의 성능이 기존의 Anti-collision 알고리즘 중 가장 좋은 성능을 보이는 bit-by-bit 이진 트리 알고리즘과 비교할 때 리더의 전송요구에 응답한 태그의 개수가 20개일 경우에는 약 $304\%$정도의 성능향상이 있었으며 리더의 전송요구에 응답한 태그의 개수가 200개일 경우에는 $839\%$의 성능향상이 있었다.