• The KIPS Transactions:PartD
• /
• v.11D no.7 s.96
• /
• pp.1385-1398
• /
• 2004

This paper discusses an effective processing of subsequence matching under time warping in time-series databases. Time warping is a trans-formation that enables finding of sequences with similar patterns even when they are of different lengths. Through a preliminary experiment, we first point out that the performance bottleneck of Naive-Scan, a basic method for processing of subsequence matching under time warping, is on the CPU processing step. Then, we propose a novel method that optimizes the CPU processing step of Naive-Scan. The proposed method maximizes the CPU performance by eliminating all the redundant calculations occurring in computing the time warping distance between the query sequence and data subsequences. We formally prove the proposed method does not incur false dismissals and also is the optimal one for processing Naive-Scan. Also, we discuss the we discuss to apply the proposed method to the post-processing step of LB-Scan and ST-Filter, the previous methods for processing of subsequence matching under time warping. Then, we quantitatively verify the performance improvement ef-fects obtained by the proposed method via extensive experiments. The result shows that the performance of all the three previous methods im-proves by employing the proposed method. Especially, Naive-Scan, which is known to show the worst performance, performs much better than LB-Scan as well as ST-Filter in all cases when it employs the proposed method for CPU processing. This result is so meaningful in that the performance inversion among Nive- Scan, LB-Scan, and ST-Filter has occurred by optimizing the CPU processing step, which is their perform-ance bottleneck.

• The KIPS Transactions:PartD
• /
• v.9D no.2
• /
• pp.173-184
• /
• 2002

This paper discuss an index-based subsequence matching that supports time warping in large sequence databases. Time warping enables finding sequences with similar patterns even when they are of different lengths. In earlier work, Kim et al. suggested an efficient method for whole matching under time warping. This method constructs a multidimensional index on a set of feature vectors, which are invariant to time warping, from data sequences. For filtering at feature space, it also applies a lower-bound function, which consistently underestimates the time warping distance as well as satisfies the triangular inequality. In this paper, we incorporate the prefix-querying approach based on sliding windows into the earlier approach. For indexing, we extract a feature vector from every subsequence inside a sliding window and construct a multidimensional index using a feature vector as indexing attributes. For query processing, we perform a series of index searches using the feature vectors of qualifying query prefixes. Our approach provides effective and scalable subsequence matching even with a large volume of a database. We also prove that our approach does not incur false dismissal. To verify the superiority of our approach, we perform extensive experiments. The results reveal that our approach achieves significant speedup with real-world S&P 500 stock data and with very large synthetic data.

• Journal of KIISE:Databases
• /
• v.28 no.3
• /
• pp.357-372
• /
• 2001

In this paper, we present the concept of generalization in constructing windows for subsequence matching and propose a new subsequence matching method. GeneralMatch, based on the generalization. The earlier work of Faloutsos et al.(FRM in short) causes a lot of false alarms due to lack of the point-filtering effect. DualMatch, which has been proposed by the authors, improves performance significantly over FRM by exploiting the point filtering effect, but it has the problem of having a smaller maximum window size (half that FRM) given the minimum query length. GeneralMatch, an improvement of DualMatch, offers advantages of both methods: it can use large windows like FRM and, at the same time, can exploit the point-filtering effect like DualMatch. GeneralMatch divides data sequences into J-sliding windows (generalized sliding windows) and the query sequence into J-disjoint windows (generalized disjoint windows). We formally prove that our GeneralMatch is correct, i.e., it incurs no false dismissal. We also prove that, given the minimum query length, there is a maximum bound of the window size to guarantee correctness of GeneralMatch. We then propose a method of determining the value of J that minimizes the number of page accesses, Experimental results for real stock data show that, for low selectivities ($10^{-6}~10^{-4}$), GeneralMatch improves performance by 114% over DualMatch and by 998% iver FRM on the average; for high selectivities ($10^{-6}~10^{-4}$), by 46% over DualMatch and by 65% over FRM on the average.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
• /
• 2003.11a
• /
• pp.371-374
• /
• 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
• /
• 2001.10a
• /
• pp.178-180
• /
• 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.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
• /
• 2012.04a
• /
• pp.1068-1069
• /
• 2012

시계열 데이타는 일정 시간 간격으로 측정한 값의 시퀀스를 뜻하는데, 사용자에 의해 주어진 질의 시퀀스와 유사한 데이타 시퀀스를 검색하는 방법을 유사 시퀀스 매칭이라고 한다. 본 논문에서는 유사 시퀀스 매칭 시, 질의 시퀀스로 MBR을 구성할 때 한 개의 MBR이 아닌 다수의 MBR로 구성하는 방법을 제안하였다. 다수의 MBR로 구성하여 질의 처리를 하면 질의 시퀀스의 길이가 길 경우 적은 비용으로 질의 처리를 수행할 수 있다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• v.6 no.6
• /
• pp.1546-1564
• /
• 2012

Pattern-based query processing has not attracted much attention in wireless sensor network though its counterpart has been studied extensively in data stream. The methods used for data stream usually consume large memory and much energy. This conflicts with the fact that wireless sensor networks are heavily constrained by their hardware resources. In this paper, we use piece wise representation to represent sensor nodes' collected data to save sensor nodes' memory and to reduce the energy consumption for query. After getting data stream's and patterns' approximated line segments, we record each line's slope. We do similar matching on slope sequences. We compute the dynamic time warping distance between slope sequences. If the distance is less than user defined threshold, we say that the subsequence is similar to the pattern. We do experiments on STM32W108 processor to evaluate our strategy's performance compared with naive method. The results show that our strategy's matching precision is less than that of naive method, but our method's energy consumption is much better than that of naive approach. The strategy proposed in this paper can be used in wireless sensor network to process pattern-based queries.

• Journal of Information Processing Systems
• /
• v.13 no.5
• /
• pp.1213-1228
• /
• 2017

The pitch tracking of music has been researched for several decades. Several possible improvements are available for creating a good t-distribution, using the instantaneous robust algorithm for pitch tracking framework to perfectly detect pitch. This article shows how to detect the pitch of music utilizing an improved detection method which applies a statistical method; this approach uses a pitch track, or a sequence of frequency bin numbers. This sequence is used to create an index that offers useful features for comparing similar songs. The pitch frequency spectrum is extracted using a modified instantaneous robust algorithm for pitch tracking (IRAPT) as a base combined with the statistical method. The pitch detection algorithm was implemented, and the percentage of performance matching in Thai classical music was assessed in order to test the accuracy of the algorithm. We used the longest common subsequence to compare the similarities in pitch sequence alignments in the music. The experimental results of this research show that the accuracy of retrieval of Thai classical music using the t-distribution of instantaneous robust algorithm for pitch tracking (t-IRAPT) is 99.01%, and is in the top five ranking, with the shortest query sample being five seconds long.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
• /
• 2000.04b
• /
• pp.152-154
• /
• 2000

본 논문에서는 시계열 데이터베이스에서 정규화 변환을 지원하는 서브시퀀스 매칭 알고리즘을 제안한다. 정규화 변환은 시계열 데이터간의 절대적인 유클리드 거리에 관계없이, 구성하는 값들의 상대적인 변화 추이가 유사한 패턴을 갖는 시계열 데이터를 검색하는 데에 유용하다. 제안된 알고리즘은 몇 개의 질의 시퀀스 길이에 대해서만 각각 인덱스를 생성한 후, 이를 이용하여 모든 가능한 길이의 질의 시퀀스에 대해서 탐색을 수행한다. 이때, 착오 기각이 발생하지 않음을 증명한다. 본 논문에서는 이와 같이 인덱스가 요구되는 모든 경우 중에서 적당한 간격의 일부에 대해서만 생성된 인덱스를 이용한 탐색 기법을 인덱스 보간법이라 부른다. 질의 시퀀스의 길이 256~512 중 다섯 개의 길이에 대해 인덱스를 생성하여 실험한 결과, 탐색 결과를 선택률이 10-5일 때 제안된 알고리즘의 탐색 성능이 순차 검색에 비하여 평균 14.6배 개선되었다.

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