반복적인 문자열에 대한 연구는 최근 들어 여러 분야에서 활발히 진행되어 왔다. 특히, DNA 염기서열의 분석 등 분자생물학에서 그 필용성이 대두되어 있다. 주기 커버, 시드 시퀘어 등이 반복적인 문자열의 대표적인 예들이다. 근사문자열 매칭 분야에서도 근사주기, 근사스퀘어 등 반복적인 문자열에 관 한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 근사커버의 개념을 제시한다. 길이가 각각 m, n 인 두 문자열 P. T가 주어졌을 때, P가 T의 근사커버가 되는 최소의 편집거리를 O(mn) 시간, 최소의 가중편집거리를 $O(mn^2)$시간에 찾는 알 고리즘을 제시한다. 또한 문자열 T만 주어졌을 때. T의 최소 근사커버 거리를 갖는 문자열 P를 찾는 문제가 NP-완전 결과임을 증명한다.
정수로 표현된 문자열에 대한 (${\delta}$, ${\gamma}$)-매칭은 음악서열이나 주가 연구에 응용될 수 있다. 본 논문에서는 정수문자집합에 대한 문자열의 ${\delta}$-근사주기와 ${\gamma}$-근사주기의 개념을 제시한다. 또한 최소 ${\delta}$-근사주기와 최소 ${\gamma}$-근사주기를 각각 $O(n^2)$ 시간에 찾는 알고리즘들을 제시하고 수행시간을 측정한 결과를 보인다.
주기와 같은 반복문자열에 대한 연구는 데이터압축, 컴퓨터활용 음악분석, 바이오인포매틱스 등 다양한 분야에서 진행되고 있다. 바이오인포매틱스 분야에서 주기는 유전자 서열이 반복적으로 나타나는 종렬중복과 밀접한 관련이 있으며 이는 근사문자열매칭을 이용한 근사주기 연구와 관련이 있다. 본 논문에서는 기존의 근사주기에 대한 정의를 보완하는 거리합기반 근사주기를 정의하고 이에 대한 연구 결과를 제시한다. 길이가 각각 m과 n인 문자열 p와 x가 주어졌을 때, p의 x에 대한 거리합기반 최소 근사주기거리를 가중편집거리에 대해 $O(mn^2)$ 시간, 편집거리에 대해 O)(mn) 시간, 해밍거리에 대해 O(n) 시간에 계산하는 알고리즘을 제시한다.
순위 패턴 매칭 문제는 패턴과 텍스트가 주어졌을 때, 텍스트의 부분 문자열 중 패턴과 순위 동형을 만족하는 것들을 찾는 문제이다. 이 논문에서는 순위 패턴 매칭에 k개의 오차를 허용하는 문제를 푸는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 기존의 알고리즘에 비하여 간단하고 구현이 쉬우며, 평균적인 경우 선형 시간 복잡도를 가진다. 또한 실험을 통해서, 제안된 알고리즘이 현실적인 데이터에 대해서 효율적으로 동작함을 보인다.
반복적인 문자열은 데이터압축, 생물정보학 등 여러 분야에서 연구되어 왔다. 본 논문에서는 음악서열이나 주가지수와 같이 정수로 표현될 수 있는 문자열에 대한 반복에 대해 연구한다. 최근 정수문자열의 최소 ${\delta}$-근사주기와 최소 ${\gamma}$-근사주기를 찾는 문제들이 소개되었고, 문자열의 길이가 n일 때, 두 문제를 각각 $O(n^2)$ 시간에 해결하는 알고리즘들이 제시되었다. 본 논문에서는 위의 두 문제에 대해 각각 $O(n^2)$개의 스레드를 이용하여 O(n) 시간에 해결하는 병렬알고리즘을 제시한다. 실험결과, n = 10,000일 때, 본 논문에서 제시하는 병렬알고리즘은 순차알고리즘보다 최소 ${\delta}$-근사주기를 계산하는데 약 19.7배, 최소 ${\gamma}$-근사주기를 계산하는데 약 40.08배 빠른 수행시간을 보였다.
최근 문자열 연산들이 계산 생물학 및 인터넷의 보안, 검색 분야에 응용되면서 효율적인 문자열 연산을 위한 다양한 자료구조와 알고리즘이 연구되고 있다. suffix-prefix가 일치하는 모든 쌍 찾기는 두 개 이상의 문자열이 주어질 때 각 쌍의 문자열에 대해 가장 긴 suffix와 일치하는 prefix를 찾는 것으로 가장 짧은 슈퍼스트링을 검출하는 근사 알고리즘에서 사용될 뿐만 아니라 생물정보학, 데이터 압축 분야에서도 중요하게 사용된다. 본 논문에서는 접미사 배열을 이용하는 suffix-prefix가 일치하는 모든 쌍 찾기 알고리즘을 제안하며 O($k{\cdot}m$) 시간 복잡도를 가진다. 접미사 배열 알고리즘이 접미사 트리 알고리즘 보다 소요 시간과 메모리 면에서 더 우수함을 실험을 통해서 제시한다.
근사문자열매칭 문제는 다양한 분야에서 연구되어 왔다. 최근에는 차세대염기서열분석의 비용과 시간을 줄이기 위해 빠른 근사문자열매칭 알고리즘들이 이용되고 있다. 근사문자열매칭은 문자열들의 오차를 측정하기 위해 편집거리와 같은 거리함수를 이용한다. 알파벳 ${\Sigma}$에 대한 길이가 각각 m, n인 두 문자열 X와 Y의 편집거리는 X를 Y로 변환하기 위해 필요한 최소 편집연산의 수로 정의된다. 두 문자열의 편집거리는 잘 알려진 동적프로그래밍을 이용하여 O(mn) 시간과 공간에 계산할 수 있으며, 4-러시안 알고리즘을 이용해서도 계산할 수 있다. 4-러시안 알고리즘은 블록 크기를 t라 할 때, 전처리 단계에서 $O((3{\mid}{\Sigma}{\mid})^{2t}t^2)$ 시간과 $O((3{\mid}{\Sigma}{\mid})^{2t}t)$ 공간이 필요하며, 계산 단계에서 O(mn/t) 시간과 O(mn) 공간을 이용하여 편집거리를 계산하는 알고리즘이다. 본 논문에서는 4-러시안 알고리즘의 계산 단계를 병렬화하고 실험을 통해 CPU 기반의 순차적 알고리즘과 CUDA로 구현한 GPU 기반의 병렬 알고리즘의 수행시간을 비교한다. 본 논문에서 제시하는 4-러시안 알고리즘의 계산단계는 m/t개의 쓰레드를 사용하여 O(m+n) 시간에 편집거리를 계산한다. GPU 기반의 알고리즘이 CPU 기반의 알고리즘 보다 t = 1일 때 약 10배 빠르고, t = 2일 때 약 3배 빠른 결과를 보였다.
사용자는 정보검색에서 단어의 약어나 부분문자열, 혹은 오타가 포함된 단어와 같은 이형태로 자료를 검색하고자 한다. 이형태 검색을 위한 단순한 방법은 사전에 모든 이형태를 등록하는 것이다. 그러나 이 방법은 이형태 사전 구축에 막대한 시간과 비용이 필요할 뿐만 아니라 오타로 인해 생기는 이형태를 처리할 수 없는 문제점이 있다. 이에 대한 대안으로 근사 문자열 매칭 기법을 이용한 방법이 개발되었으나 이 방법 또한 약어 형태의 이형태를 처리하기 어렵다는 단점이 있다. 본 논문에서는 트라이 인덱스를 이용해 약어나 오타를 포함한 대부분의 이형태를 검색할 수 있는 방법을 제안한다. 먼저, 패스 가중치의 계산을 통한 이형태 매칭 방법을 보이고, 검색 속도 향상을 위한 이형태 검색 알고리즘을 제시한다.
시공 서류에서 접하는 자연어는 당국에서 권장하는 언어와 크게 다르다. 일관성이 부족한 이러한 관행은 자동화를 통한 통합 연구를 방해하고 장기적으로 업계의 생산성을 저하시킬 것이다. 이 연구는 여러 문자열 유사성(문자열 일치) 알고리즘을 비교하여 여러 다른 방법으로 작성된 동일한 작업 이름을 인식하는 각 알고리즘의 성능을 비교하는 것을 목표로 한다. 우리는 또한 앞서 언급 한 편차가 얼마나 널리 퍼져 있는지에 대한 토론을 시작하는 것을 목표로 한다. 마지막으로, 우리는 실제로 발견된 시공 작업 이름을 형식에 비해 덜 복잡한 해당 작업 이름과 연결하는 작은 데이터 세트를 구성했다. 이 데이터 세트를 사용하여 미래의 자연어 처리 접근방식을 검증 할 수 있을 것으로 기대한다.
디지털 포렌식 분야가 직면한 과제 중 하나는 대량의 데이터를 어떻게 효율적으로 처리할 것인가이다. 디지털 객체 간의 유사성을 빠르게 식별하기 위해 신뢰성 있는 다양한 근사 매칭 알고리즘이 계속하여 제시되어왔다. 하지만 알고리즘만으로 문자열의 의미적 유사성을 식별하면 많은 오탐을 보여 오히려 그 실효성을 끌어내리고 있다. 이와 같은 문제점을 해결하고자 근사 매칭 대상의 전처리 과정을 추가하여, 알고리즘 자체의 신뢰성은 유지하면서 유사도 탐지 정확성을 더 높일 수 있는 방법을 제시한다. 본 논문에서는 의미적 유사성을 식별하고자 eml과 hwp 세트를 가지고 sdhash로 실험하였으며, 실험 결과를 이용하여 그 효과성을 검증한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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