길이가 n인 알파벳 $\Sigma$상의 텍스트 T에서 패턴 P를 효율적으로 검색하기 위해 접미사 트리와 접미사 배열이 널리 쓰이고 있다. 접미사 배열이 접미사 트리보다 더 적은 공간을 사용하기 때문에 텍스트의 길이가 긴 경우에는 접미사 배열이 더 선호되고 있다. 최근에는 접미사 배열을 이용한 O(${\mid}P{\mid}{\codt}{\mid}{\Sigma}{\mid}) 시간과 O(${\mid}P{\mid}{\codt}log{\mid}{\Sigma}{\mid}$) 시간 검색 알고리즘들이 개발되었다. 본 논문에서는 접미사 배열을 이용한 시간과 공간 효율적인 알고리즘들을 제시한다. 하나의 알고리즘은 O(${\mid}P{\mid}{\codt}{\mid}{\Sigma}{\mid}$) 비트 공간을 사용하여 O(${\mid}P{\mid}$) 시간에 수행되고, 다른 하나는 O($n{\cdot}log{\mid}{\Sigma}{\mid}+{\mid}{\Sigma}{\mid}{\cdot}$nlog log n/logn)비트 공간을 사용하여 O(${\mid}P{\mid}{\codt}log{\mid}{\Sigma}{\mid}$) 시간에 수행되는데, 두 번째 알고리즘은 보다 효율적인 공간을 사용하면서 여전히 빠른 알고리즘이다. 본 논문이 제시하는 알고리즘들이 시간과 공간에 있어 기존의 알고리즘들보다 더 효율적인 알고리즘들임을 실험을 통해 보여주고 있다.
지금까지 문자열 데이타에 대한 선택도 추정은 문자열들의 등장 회수에 대한 정보를 저장하고 있는 '카운트 서픽스 트리'를 생성한 뒤, 이 트리를 이용하여 부분 문자열들의 선택도를 추정하는 방법으로 이루어졌다. 그런데, 문자열 데이타가 생물학 서열처럼 매우 길어질 경우 카운트 서픽스 트리를 생성하는 일은 거의 불가능해진다는 문제점이 발생한다. 이 논문에서는 길이가 q인 부분 문자열들만을 삽입한 '카운트 큐그램 트리'를 제안한다. 카운트 큐그램 트리는 서열 내의 길이가 q 이하인 모든 부분 문자열(큐그램) 들의 정확한 등장 회수를 저장하고 있으며, 문자열의 전체 길이 N에 상관없는 크기로, O(N) 시간에 생성 가능하다. 또한, 이 논문에서는 카운트 큐그램 트리를 이용한 'k번째 최대겹침' 추정 방법을 제시한다. 이 추정 방법은 질의 문자열을 길이 q인 부분 문자열로 나눌 때 부분 문자열들의 겹치는 정도 k를 선택할 수 있도록 한 방법으로 이전 연구에서 제시한 '최대겹침' 방법을 확장하였다. q와 k를 변화시키며 진행한 실험 올 통해 대부분의 경우에 매우 정확하게 선택도를 추정할 수 있음을 확인하였다.
와일드카드 문자를 포함하는 스트링 데이타는 텍스트에 나타나는 특정 패턴을 표현하는 데에 사용될 수 있다. 임의의 두 패턴 사이의 포함 관계는 각 패턴과 매칭이 가능한 모든 스트링의 집합 사이의 포함관계로 나타낼 수 있으며, 포함 관계를 결정하는 것은 패턴이 나타내는 스트링의 집합을 중복성없이 표현하기 위해 필요하다. 본 논문에서는 이와 같이 패턴의 중복성을 판단하기 위해 와일드카드 문자를 포함하는 스트링 데이타 사이의 포함 관계를 결정하기 위한 효율적인 알고리즘을 제안한다. 먼저 기존의 접미사 트리 알고리즘을 단순하게 확장하여 와일드카드 문자를 포함하는 스트링 데이타 사이의 포함 관계를 확인할 수 있도록 하는 방법과 이러한 접미사 트리를 스트링 데이타의 각 위치 별로 나누어 구성하여 포함 관계를 확인하는 방법을 제안한다.
DNA 스트링과 같은 대용량의 데이타에 대한 빠른 검색을 수행하기 위해서는 전체 텍스트 인덱스 자료구조를 구축하여 검색하는 방법이 효율적이다. 가장 일반적인 인덱스 자료구조는 써픽스 트리와 써픽스 배열이다. 써픽스 배열은 써픽스 트리보다 적은 공간을 사용하기 때문에 DNA 스트링과 같은 대용량의 데이타에 적합한 자료구조이다. 기존의 써픽스 배열 구축 알고리즘들은 정수 문자집합에 적합한 알고리즘들이어서 DNA 스트링에 적합하지 않았다. 본 논문에서는 DNA 스트링의 문자집합이 4로 고정되어 있는 사실을 이용하여 DNA 스트링에 대한 써픽스 배열을 마르게 구축하는 방법을 제안한다. 고정길이 문자집합에 효율적인 Kim et. al.[1]의 알고리즘의 인코딩 과정과 합병 과정 개선으로 전체 구축 시간을 향상시켰다. 실험 결과 1.3배에서 1.6배 정도 구축 속도가 향상되었으며, 기존의 다른 써픽스 배열 구축 알고리즘들과 비교한 결과에서도 대부분 가장 빠르게 써픽스 배열을 구축하였다.
계산 생물학이나 문자열 연구 분야에 다양하게 웅용되는 패턴 탐색 문제에 접미사 트리와 접미사 배열과 같은 인덱스 자료구조가 널리 사용되어 왔다. 접미사 트리를 이용한 패턴 탐색이 접미사 배열을 이용한 탐색보다 시간 복잡도 관점에서 더 빠른 것으로 알려져 왔다. 즉, 상수 크기의 알파벳에 대해 패턴 P를 길이 n인 텍스트에서 탐색하기 위해 접미사 트리는 O(${\mid}P{\mid}$)시간이 필요한 반면 접미사 배열은 O(${\mid}P{\mid}+ logn$) 시간이 필요하다. 본 논문에서는 상수 크기 알파벳에 대해 접미사 배열을 이용한 선형시간 탐색 알고리즘을 제시한다. 본 알고리즘은 일반적인 알파벳 $\Sigma$에 대해서는 O(${\mid}P{\mid}log{\mid}{\Sigma$)시간이 필요하다.
This paper presents techniques for discovering rules with elastic patterns. Elastic patterns are useful for discovering rules from data sequences with different sampling rates. For fast discovery of rules whose heads and bodies are elastic patterns, we construct a suffix tree from succinct forms of data sequences. The suffix tree is a compact representation of rules, and is also used as an index structure for finding rules matched to a target head sequence. When matched rules cannot be found, the concept of rule relaxation is introduced. Using a cluster hierarchy and a relaxation error, we find the least relaxed rules that provide the most specific information on a target head sequence. Performance evaluation through extensive experiments reseals the effectiveness of the proposed approach.
DNA 염기 서열을 분석하는데 효율적으로 쓸 수 있는 자료구조서 서픽스 트리(Suffix Tree)가 제시되었다. 그러나 매우 큰 유전자 서열에 대한 서픽스 트리는 대용량의 메모리 공간을 필요로 한다. 따라서 메모리 공간의 절약을 위해서 단어 서픽스 트리를 이용하는 방법이 제안되었다. 단어 서픽스 트리는 이러한 장점에도 불구하고 단어에 의미를 두고 만든 트리 구조이기 때문에 완전 매칭 문제를 해결하기 위한 정보가 부족해서 제한적 완전 매칭 알고리즘이 제시되었다. 제한적 완전 매칭 알고리즘에서는 찾으려는 패턴이 어떤 단어의 부-문자열에 위치하거나, 두 단어 이상에 걸쳐 나오면 찾지 못하는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 단어 서픽스 트리의 완전 매칭 문제를 해결하기 위해 각 단어들의 서픽스에 대한 정보로 구성된 Generalized 서픽스 트리를 사용하여 확장된 단어 서픽스 트리를 제시하고, 완전 매칭 알고리즘을 제안한다.
This paper presents a new sequence alignment method using the divide approach, which solves the problem by decomposing sequence alignment into several sub-alignments with respect to exact matching subsequences. Exact matching subsequences in the proposed method are bounded on the generalized suffix tree of two sequences, such as protein domain length more than 7 and less than 7. Experiment results show that protein sequence pairs chosen in PFAM database can be aligned using this method. In addition, this method reduces the time about 15% and space of the conventional dynamic programming approach. And the sequences were classified with 94% of accuracy.
본 논문에서는 알려지지 않은 변형 웜을 탐지하기 위한 방법을 제안한다. 그 방법으로, 페이로드 영역에서 시그니쳐 생성 방안들을 패턴인식 알고리즘으로 연구되었던 Suffix Tree중에서 Longest Common Subsequence(LCSeq) 기법을 이용하여 새로운 시그니쳐를 자동적으로 생성할 수 있는 프로그램을 설계하여 구현하였다. 테스트를 통해 코드레드 웜과 님다 웜의 변종을 검출하는 과정을 보여주고 기존 snort의 시그니쳐와 LCSeq를 이용해 생성된 시그니쳐를 비교 평가하였다.
최근 인터넷 상에서 XML 문서의 사용이 급속도로 보편화, 일반화됨 따라 정보 검색을 위한 다양한 XML 질의 언어가 제안되고 있다. XML 질의의 공통 특징으로서 ‘*’ 문자 등을 사용한 정규화 경로식(regular path expression)에 의한 손쉬운 구조정보 검색 기능을 들 수 있다. 본 논문에서는 접미어 트리(suffix tree)를 이용한 새로운 경로 인덱싱 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서는 XML 문서상의 각 경로를 축약된 유일한 문자열로 인코딩하며, 인코딩 된 각 문자열의 모든 접미어 정보를 인덱스에 저장한다. 본 기법은 일반 정규화 경로식을 포함하는 구조질의를 매우 효율적으로 처리하며, 또한 경로 정보가 부정확하게 기술된 경우에도 관사 질의 처리를 효과적으로 처리할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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