• 제목/요약/키워드: KNN Search

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DGR-Tree를 위한 KNN 검색 알고리즘 (A K-Nearest Neighbor Search Algorithm for DGR-Tree)

  • 이득우;강홍구;한기준
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2009년도 추계학술발표대회
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    • pp.799-800
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    • 2009
  • 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 LBS에서는 점차 대용량화 및 밀집화 경향을 보이는 POI에 대한 빠른 KNN 검색이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 기존의 DGR-Tree를 위해서 POI에 대한 빠른 KNN 검색을 위한 KNN 검색 알고리즘을 제시하고, 또한 성능 평가를 통해 그 우수성을 입증한다.

DGR-Tree : u-LBS에서 POI의 검색을 위한 효율적인 인덱스 구조 (DGR-Tree : An Efficient Index Structure for POI Search in Ubiquitous Location Based Services)

  • 이득우;강홍구;이기영;한기준
    • 한국공간정보시스템학회 논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.55-62
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    • 2009
  • 유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서의 LBS, 즉 u-LBS는 실세계의 수많은 객체가 위치정보와 밀접히 연관된 대용량 데이타를 대상으로 한다. 특히, 사용자의 위치 정보와 관련하여 검색하려고 하는 객체인 POI에 대한 빠른 검색이 중요하다. 따라서 u-LBS에서 POI의 효율적인 검색을 위한 인덱스 구조에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 u-LBS에서 정적 POI를 대상으로 이를 효율적으로 검색하기 위한 DGR-Tree를 제시한다. DGR-Tree는 변형된 R-Tree를 기본 인덱스로 하고 동적 레벨 그리드를 보조 인덱스로 사용하는 구조이다. DGR-Tree는 점 데이타에 적합하도록 최적화하고 있으며 리프 노드 간 겹침 문제를 해결한다. DGR-Tree에서 동적 레벨 그리드는 점 데이타의 밀집도에 따라 동적으로 구성되며, 각 셀은 DGR-Tree의 리프 노드와 연계를 위한 포인터를 저장하여 리프 노드를 직접 접근하도록 함으로써 인덱스 접근 성능을 향상시킨다. 또한, 본 논문에서는 DGR-Tree를 위한 KNN 검색 알고리즘을 제시한다. 이 알고리즘에서는 KNN 검색 시 후보 셀에 빠르게 접근하기 위하여 동적 레벨 그 리드를 활용하며, 후보를 노드별로 구분하여 저장함으로써 후보 리스트 내에서의 정렬 비용을 감소시킨다. 마지막으로 실험을 통해 DGR-Tree의 우수성을 입증하였다.

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Hyperparameter Tuning Based Machine Learning classifier for Breast Cancer Prediction

  • Md. Mijanur Rahman;Asikur Rahman Raju;Sumiea Akter Pinky;Swarnali Akter
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제24권2호
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    • pp.196-202
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    • 2024
  • Currently, the second most devastating form of cancer in people, particularly in women, is Breast Cancer (BC). In the healthcare industry, Machine Learning (ML) is commonly employed in fatal disease prediction. Due to breast cancer's favorable prognosis at an early stage, a model is created to utilize the Dataset on Wisconsin Diagnostic Breast Cancer (WDBC). Conversely, this model's overarching axiom is to compare the effectiveness of five well-known ML classifiers, including Logistic Regression (LR), Decision Tree (DT), Random Forest (RF), K-Nearest Neighbor (KNN), and Naive Bayes (NB) with the conventional method. To counterbalance the effect with conventional methods, the overarching tactic we utilized was hyperparameter tuning utilizing the grid search method, which improved accuracy, secondary precision, third recall, and finally the F1 score. In this study hyperparameter tuning model, the rate of accuracy increased from 94.15% to 98.83% whereas the accuracy of the conventional method increased from 93.56% to 97.08%. According to this investigation, KNN outperformed all other classifiers in terms of accuracy, achieving a score of 98.83%. In conclusion, our study shows that KNN works well with the hyper-tuning method. These analyses show that this study prediction approach is useful in prognosticating women with breast cancer with a viable performance and more accurate findings when compared to the conventional approach.

K-Nearest Neighbor Associative Memory with Reconfigurable Word-Parallel Architecture

  • An, Fengwei;Mihara, Keisuke;Yamasaki, Shogo;Chen, Lei;Mattausch, Hans Jurgen
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제16권4호
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    • pp.405-414
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    • 2016
  • IC-implementations provide high performance for solving the high computational cost of pattern matching but have relative low flexibility for satisfying different applications. In this paper, we report an associative memory architecture for k nearest neighbor (KNN) search, which is one of the most basic algorithms in pattern matching. The designed architecture features reconfigurable vector-component parallelism enabled by programmable switching circuits between vector components, and a dedicated majority vote circuit. In addition, the main time-consuming part of KNN is solved by a clock mapping concept based weighted frequency dividers that drastically reduce the in principle exponential increase of the worst-case search-clock number with the bit width of vector components to only a linear increase. A test chip in 180 nm CMOS technology, which has 32 rows, 8 parallel 8-bit vector-components in each row, consumes altogether in peak 61.4 mW and only 11.9 mW for nearest squared Euclidean distance search (at 45.58 MHz and 1.8 V).

A Density-Based K-Nearest Neighbors Search Method

  • Jang I. S.;Min K.W.;Choi W.S
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2004년도 Proceedings of ISRS 2004
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    • pp.260-262
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    • 2004
  • Spatial database system provides many query types and most of them are required frequent disk I/O and much CPU time. k-NN search is to find k-th closest object from the query point and up to now, several k-NN search methods have been proposed. Among these, MINMAX distance method has an aim not to visit unnecessary node by applying pruning technique. But this method access more disk than necessary while pruning unnecessary node. In this paper, we propose new k-NN search algorithm based on density of object. With this method, we predict the radius to be expected to contain k-NN object using density of data set and search those objects within this radius and then adjust radius if failed. Experimental results show that this method outperforms the previous MINMAX distance method. This algorithm visit fewer disks than MINMAX method by the factor of maximum $22\%\;and\;average\;6\%.$

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유사과제파악을 위한 검색 알고리즘의 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of Search Algorithm for Identifying the Similar and Redundant Research)

  • 박동진;최기석;이명선;이상태
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제9권11호
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    • pp.54-62
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    • 2009
  • 국가적으로 그리고 각 연구기관에서는 투자의 효율성을 기하기 위하여 연구사업 선정과정에서 데이터베이스로부터 중복과제 혹은 유사과제를 검색하는 과정을 거친다. 최근 부얼리언 기반의 키워드 매칭 검색알고리즘의 발전 및 이를 채택한 검색엔진의 개발로 인하여 검색의 정확도가 많이 향상되었지만, 사용자가 입력하는 제한된 수의 키워드들에 의한 검색은 유사과제 파악과 우선순위의 결정에 어려움이 있다. 본 연구에서는 제안된 과제의 문서를 분석하여 다수의 색인어들을 추출하고, 이들에게 가중치를 부여한 후, 기존의 문서들과 비교하여 유사과제를 찾아내는 문서단위의 검색 알고리즘을 제안한다. 구체적으로 벡터공간검색(Vector-Space Retrieval)모델의 한 종류인 TFIDF(Term Frequency Inverse document Frequency)를 기본 구조로 채택한다. 또한 개발되는 알고리즘에는 연구과제 제안문서의 구조에 적합한 속성별 가중치(feature weighting)를 반영하고 검색속도의 향상을 위하여 K-최근접 문서(KNN: K-Nearest Neighbors) 기법도 반영한 알고리즘을 제시한다. 실험을 위하여 실제 연구제안 문서와 구조가 동일한 기존의 보고서를 사용하였는데, KISTI에서 운영하는 과학기술정보포털서비스인 NDSL에서 이미 분류해 놓은 4분야의 1,000 개 연구 보고서 문서를 발췌하여 실험을 하였다.

머신러닝 기법을 이용한 약물 분류 방법 연구 (A Study on the Drug Classification Using Machine Learning Techniques)

  • Anmol Kumar Singh;Ayush Kumar;Adya Singh;Akashika Anshum;Pradeep Kumar Mallick
    • 산업과 과학
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    • 제3권2호
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    • pp.8-16
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    • 2024
  • 본 논문에서는 인구통계학적, 생리학적 특성을 기반으로 환자에게 가장 적합한 약물을 예측하는 것을 목표로 하는 약물 분류 시스템을 제시한다. 데이터 세트에는 적절한 약물을 결정하기 위한 목적으로 연령, 성별, 혈압(BP), 콜레스테롤 수치, 나트륨 대 칼륨 비율(Na_to_K)과 같은 속성들이 포함된다. 본 연구에 사용된 모델은 KNN(K-Nearest Neighbors), 로지스틱 회귀 분석 및 Random Forest이다. 하이퍼파라미터를 최적화하기 위해 5겹 교차 검증을 갖춘 GridSearchCV를 활용하였으며, 각 모델은 데이터 세트에서 훈련 및 테스트 되었다. 초매개변수 조정 유무에 관계없이 각 모델의 성능은 정확도, 혼동 행렬, 분류 보고서와 같은 지표를 사용하여 평가되었다. GridSearchCV를 적용하지 않은 모델의 정확도는 0.7, 0.875, 0.975인 반면, GridSearchCV를 적용한 모델의 정확도는 0.75, 1.0, 0.975로 나타났다. GridSearchCV는 로지스틱 회귀 분석을 세 가지 모델 중 약물 분류에 가장 효과적인 모델로 식별했으며, K-Nearest Neighbors가 그 뒤를 이었고 Na_to_K 비율은 결과를 예측하는 데 중요한 특징인 것으로 밝혀졌다.

A New Method for Robust and Secure Image Hash Improved FJLT

  • ;김형중
    • 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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    • pp.143-146
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    • 2009
  • There are some image hash methods, in the paper four image hash methods have been compared: FJLT (Fast Johnson- Lindenstrauss Transform), SVD (Singular Value Decomposition), NMF (Non-Negative Matrix Factorization), FP (Feature Point). From the compared result, FJLT method can't be used in the online. the search time is very slow because of the KNN algorithm. So FJLT method has been improved in the paper.

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운동학적 접근 방법을 사용한 복잡한 인간 동작 질의 시스템 (A Kinematic Approach to Answering Similarity Queries on Complex Human Motion Data)

  • 한혁;김신규;정형수;염헌영
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제10권4호
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    • pp.1-11
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    • 2009
  • 대규모 인간 동작 데이터베이스에서 고차원의 데이터를 처리하는 것이 큰 비용을 요구하기에, 최근 데이터베이스 및 그래픽스 학계는 인간 동작 데이터 질의 및 접근에 큰 관심을 가지게 되었다. 특히, 인간 동작 데이터를 위한 효과적인 유사도(거리) 측정 방법이나 질의 처리는 여전히 많은 연구진들이 도전하고 있는 문제이다. 이에, 본 연구진은 SMoFinder 라고 명명한 동작 질의 처리 시스템을 제안한다. SMoFinder는 새롭게 고안된 운동학적 거리 측정 그리고 적응적 프레임 세그멘테이션에 기반하는 효율적인 인덱싱을 사용하여 동작 질의를 처리한다. 이를 위해, SMoFinder에서는 인간 동작을 다연결 물리 운동으로 간주하고 새로운 가중치 Minkowski 함수를 정의했다. 또한, 효율적인 인덱싱을 위해 모든 프레임을 저장하지 않고 유사한 프레임들 중에서 대표 프레임을 뽑아서 저장하는 적응적 세그멘테이션을 고안했다. 그리고, 효율적인 검색을 위해 이들 대표 프레임들만 가지고 k-근접 이웃 질의를 수행하는 새로운 방법을 제안한다. 마지막으로, SMoFinder가 데이터베이스 용량이 크게 줄지만(1/25배), 검색 능력은 다른 시스템과 동일하거나 우월하다는 것을 실험을 통해 보여주고자 한다.

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Form-finding of lifting self-forming GFRP elastic gridshells based on machine learning interpretability methods

  • Soheila, Kookalani;Sandy, Nyunn;Sheng, Xiang
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제84권5호
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    • pp.605-618
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    • 2022
  • Glass fiber reinforced polymer (GFRP) elastic gridshells consist of long continuous GFRP tubes that form elastic deformations. In this paper, a method for the form-finding of gridshell structures is presented based on the interpretable machine learning (ML) approaches. A comparative study is conducted on several ML algorithms, including support vector regression (SVR), K-nearest neighbors (KNN), decision tree (DT), random forest (RF), AdaBoost, XGBoost, category boosting (CatBoost), and light gradient boosting machine (LightGBM). A numerical example is presented using a standard double-hump gridshell considering two characteristics of deformation as objective functions. The combination of the grid search approach and k-fold cross-validation (CV) is implemented for fine-tuning the parameters of ML models. The results of the comparative study indicate that the LightGBM model presents the highest prediction accuracy. Finally, interpretable ML approaches, including Shapely additive explanations (SHAP), partial dependence plot (PDP), and accumulated local effects (ALE), are applied to explain the predictions of the ML model since it is essential to understand the effect of various values of input parameters on objective functions. As a result of interpretability approaches, an optimum gridshell structure is obtained and new opportunities are verified for form-finding investigation of GFRP elastic gridshells during lifting construction.