• 제목/요약/키워드: Context Prediction

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이산 속성 컨텍스트를 위한 시퀀스 매칭 기반 컨텍스트 예측 (Context Prediction based on Sequence Matching for Contexts with Discrete Attribute)

  • 최영환;이상용
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.463-468
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    • 2011
  • 지금까지 컨텍스트 예측 방법들은 이산 속성 컨텍스트를 대상으로 예측을 수행한 경우와 연속 속성 컨텍스트를 대상으로 예측을 수행한 경우로 나뉘어서 발전되어 왔다. 대부분의 예측 방법들은 컨텍스트의 획득 환경이나 특성에 맞게 특정 도메인에서 각각 예측 알고리즘을 작성하여 사용하여 왔기 때문에, 다양한 환경과 특성을 갖는 사용자의 컨텍스트를 대상으로 예측을 수행하기가 어렵다. 본 논문에서는 특정 도메인이나 컨텍스트의 특성에 국한되지 않고 이산 속성이나 연속 속성 컨텍스트들에 모두 적용 가능한 컨텍스트 예측 방법을 제안한다. 이를 위해 컨텍스트 속성간의 연관규칙을 고려하여 컨텍스트를 시퀀스로 생성하고, 컨텍스트 속성별 가변 가중치를 적용시켜 시퀀스 매칭 기반의 컨텍스트 예측을 수행한다. 제안한 방법을 평가하기 위해 이산 속성 컨텍스트와 연속 속성 컨텍스트에 각각 시뮬레이션한 결과 이산 속성 컨텍스트에서 80.12%, 연속 속성 컨텍스트에서 81.43%의 예측 정확도로 기존 예측방법들과 비슷한 성능을 보였다.

유비쿼터스 컴퓨팅 환경에서 컨텍스트 예측을 위한 시계열 분석 기반 사용자 모델링 (User Modeling based Time-Series Analysis for Context Prediction in Ubiquitous Computing Environment)

  • 최영환;이상용
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.655-660
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    • 2009
  • 기존의 예측 알고리즘들은 실시간 환경에서 학습 데이터 처리에서 오는 시간지연 문제, 구현의 어려움 등으로 개인화된 실시간 서비스를 제공하는 컨텍스트 인식 환경에서 사용하기에 적합하지 않다. 본 논문에서는 사용자 모델을 이용하여 컨텍스트 예측 알고리즘의 처리시간 단축과 예측 정확도를 향상시키기 위한 연구를 제안한다. 컨텍스트 예측을 위하여 사용자의 컨텍스트 중에서 이동경로를 사용한다. 이동경로를 기반으로 시계열 분석 방법을 통하여 사용자 모델을 생성하고, 생성된 사용자 모델을 시퀀스 매칭 방법을 이용하여 사용자의 컨텍스트를 예측한다. 기존 예측 알고리즘과 본 연구에서 제안한 예측 알고리즘을 시뮬레이션을 통하여 처리시간 및 예측 정확도를 비교한 결과, 실시간 서비스 환경에서 예측 정확도는 기존 예측 알고리즘들과 비슷한 결과를 보였고, 처리시간은 사용자 모델을 사용한 경우가 시퀀스 매칭을 사용한 경우보다 평균 40% 정도 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.

보다 정확한 동적 상황인식 추천을 위해 정확 및 오류 패턴을 활용하여 순차적 매칭 성능이 개선된 상황 예측 방법 (Context Prediction Using Right and Wrong Patterns to Improve Sequential Matching Performance for More Accurate Dynamic Context-Aware Recommendation)

  • 권오병
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제19권3호
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    • pp.51-67
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    • 2009
  • Developing an agile recommender system for nomadic users has been regarded as a promising application in mobile and ubiquitous settings. To increase the quality of personalized recommendation in terms of accuracy and elapsed time, estimating future context of the user in a correct way is highly crucial. Traditionally, time series analysis and Makovian process have been adopted for such forecasting. However, these methods are not adequate in predicting context data, only because most of context data are represented as nominal scale. To resolve these limitations, the alignment-prediction algorithm has been suggested for context prediction, especially for future context from the low-level context. Recently, an ontological approach has been proposed for guided context prediction without context history. However, due to variety of context information, acquiring sufficient context prediction knowledge a priori is not easy in most of service domains. Hence, the purpose of this paper is to propose a novel context prediction methodology, which does not require a priori knowledge, and to increase accuracy and decrease elapsed time for service response. To do so, we have newly developed pattern-based context prediction approach. First of ail, a set of individual rules is derived from each context attribute using context history. Then a pattern consisted of results from reasoning individual rules, is developed for pattern learning. If at least one context property matches, say R, then regard the pattern as right. If the pattern is new, add right pattern, set the value of mismatched properties = 0, freq = 1 and w(R, 1). Otherwise, increase the frequency of the matched right pattern by 1 and then set w(R,freq). After finishing training, if the frequency is greater than a threshold value, then save the right pattern in knowledge base. On the other hand, if at least one context property matches, say W, then regard the pattern as wrong. If the pattern is new, modify the result into wrong answer, add right pattern, and set frequency to 1 and w(W, 1). Or, increase the matched wrong pattern's frequency by 1 and then set w(W, freq). After finishing training, if the frequency value is greater than a threshold level, then save the wrong pattern on the knowledge basis. Then, context prediction is performed with combinatorial rules as follows: first, identify current context. Second, find matched patterns from right patterns. If there is no pattern matched, then find a matching pattern from wrong patterns. If a matching pattern is not found, then choose one context property whose predictability is higher than that of any other properties. To show the feasibility of the methodology proposed in this paper, we collected actual context history from the travelers who had visited the largest amusement park in Korea. As a result, 400 context records were collected in 2009. Then we randomly selected 70% of the records as training data. The rest were selected as testing data. To examine the performance of the methodology, prediction accuracy and elapsed time were chosen as measures. We compared the performance with case-based reasoning and voting methods. Through a simulation test, we conclude that our methodology is clearly better than CBR and voting methods in terms of accuracy and elapsed time. This shows that the methodology is relatively valid and scalable. As a second round of the experiment, we compared a full model to a partial model. A full model indicates that right and wrong patterns are used for reasoning the future context. On the other hand, a partial model means that the reasoning is performed only with right patterns, which is generally adopted in the legacy alignment-prediction method. It turned out that a full model is better than a partial model in terms of the accuracy while partial model is better when considering elapsed time. As a last experiment, we took into our consideration potential privacy problems that might arise among the users. To mediate such concern, we excluded such context properties as date of tour and user profiles such as gender and age. The outcome shows that preserving privacy is endurable. Contributions of this paper are as follows: First, academically, we have improved sequential matching methods to predict accuracy and service time by considering individual rules of each context property and learning from wrong patterns. Second, the proposed method is found to be quite effective for privacy preserving applications, which are frequently required by B2C context-aware services; the privacy preserving system applying the proposed method successfully can also decrease elapsed time. Hence, the method is very practical in establishing privacy preserving context-aware services. Our future research issues taking into account some limitations in this paper can be summarized as follows. First, user acceptance or usability will be tested with actual users in order to prove the value of the prototype system. Second, we will apply the proposed method to more general application domains as this paper focused on tourism in amusement park.

Context-Based Minimum MSE Prediction and Entropy Coding for Lossless Image Coding

  • Musik-Kwon;Kim, Hyo-Joon;Kim, Jeong-Kwon;Kim, Jong-Hyo;Lee, Choong-Woong
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 1999년도 KOBA 방송기술 워크샵 KOBA Broadcasting Technology Workshop
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    • pp.83-88
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    • 1999
  • In this paper, a novel gray-scale lossless image coder combining context-based minimum mean squared error (MMSE) prediction and entropy coding is proposed. To obtain context of prediction, this paper first defines directional difference according to sharpness of edge and gradients of localities of image data. Classification of 4 directional differences forms“geometry context”model which characterizes two-dimensional general image behaviors such as directional edge region, smooth region or texture. Based on this context model, adaptive DPCM prediction coefficients are calculated in MMSE sense and the prediction is performed. The MMSE method on context-by-context basis is more in accord with minimum entropy condition, which is one of the major objectives of the predictive coding. In entropy coding stage, context modeling method also gives useful performance. To reduce the statistical redundancy of the residual image, many contexts are preset to take full advantage of conditional probability in entropy coding and merged into small number of context in efficient way for complexity reduction. The proposed lossless coding scheme slightly outperforms the CALIC, which is the state-of-the-art, in compression ratio.

Flexible Window 기법을 이용한 위치 예측 알고리즘 설계 (Design of a User Location Prediction Algorithm Using the Flexible Window Scheme)

  • 손병희;김용훈;남의석;김학배
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권6A호
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    • pp.550-557
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    • 2007
  • 인과 관계에 대한 직관적인 개념으로 Bayesian Networks 알고리즘이나 트리 구조 추측 알고리즘 그리고 유전자 알고리즘을 사용하여 다양한 구조의 상황을 예측을 하게 된다. 하지만 이런 예측 알고리즘들을 상황인지 서비스 구현에 적용하기에는 실제 구현의 어려움과 실시간 환경에서 트레이닝 데이터 처리에서 오는 시간 지연 문제 등이 발생하게 된다. 이 때문에 특정 목적의 상황인지 시스템에서 이 알고리즘들이 어느 정도의 예측 정확도와 신뢰도를 가지고 상황 정보에 부합하는지 미지수이다. 따라서 본 논문에서는 기존의 예측 알고리즘과는 다른 접근 방식을 통해, 사용자의 습관이나 행동양식을 데이터베이스로 만들어 이를 고려함으로써 상황인지 시스템의 상황 정보와 부합되는 Flexible Window 기법을 이용한 위치 예측 알고리즘을 제안한다. 제안된 Flexible Window 기법을 이용한 위치 예측 알고리즘은 동일한 실험 조건 아래, Fixed Window 기법을 이용한 위치 예측 알고리즘보다 평균적으로 5.10% 더 우수한 성능을 보인다. 이 방식은 기하급수적으로 늘어나는 상황 정보를 감안했을 때 알고리즘 수행 시 처리 시간의 감소와 예측 정확도를 향상 시킬 수 있다.

Delay Tolerant Networks에서 속성정보 예측 모델을 이용한 상황인식 연결성 분석 기법 (Context-aware Connectivity Analysis Method using Context Data Prediction Model in Delay Tolerant Networks)

  • 정래진;오영준;이강환
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.1009-1016
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    • 2015
  • 본 논문에서는 계층적 클러스터 구조에서 속도, 방향 등의 속성정보를 예측하여 연결성을 분석하는 EPCM(Efficient Prediction-based Context-awareness Matrix) 알고리즘을 제안한다. 기존 DTN에서는 제한 없는 중계노드 선정으로 인한 지연시간이 증가하고, 제한적인 저장용량 및 처리능력의 한계로 패킷손실 및 오버헤드가 발생한다. 따라서 본 논문에서는 클러스터의 속성정보를 주어진 매트릭으로부터 정의하고 예측하여 베이스스테이션과의 연결성에 따라 중계노드를 선정하는 EPCM 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 클러스터의 속성정보를 상황정보 매트릭스에 저장 및 분석하고, 적응적 보정가중치의 오차보정으로 클러스터의 속성정보를 예측한다. 또한 예측된 속성정보에 따른 연결성으로 베이스스테이션을 향하여 이동하는 중계노드를 선정하게 된다. 주어진 환경에 따른 모의실험에서 예측된 노드의 속성정보를 통한 연결성으로 중계노드를 선정함으로써 전송능력을 비교 분석한 결과 높은 패킷 전송률을 보여주었다.

에러 피드백의 컨텍스트 기반 예측기법을 이용한 무손실 영상 압축에 관한 연구 (A Study on the Lossless Image Compression using Context based Predictive Technique of Error Feedback)

  • 추형석;박병수;안종구
    • 전기학회논문지
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    • 제56권12호
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    • pp.2251-2256
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    • 2007
  • In this paper, the wavelet transform based lossless image compression algorithm is proposed. The proposed algorithm transforms the input image using 9/7 ICFB and S+P filter, and eliminates the spacious correlation of the subband coefficients, applying the context modeling predictive technique based on the multi-resolution structure and the feedback of the prediction error. The prediction context exploits the subordination and direction property of the different level subband in the vertical, horizontal, and diagonal subband coefficients. The simulation result of the high frequency images such as PEPPERS, BOAT, and AIRPLANE shows that the proposed algorithm efficiently predicts the edge area of each multi-resolution subband.

무손실 영상 압축을 위한 컨텍스트 기반 적응적 예측 부호화 방법 (Context-based Predictive Coding Scheme for Lossless Image Compression)

  • 김종호;유훈
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.183-189
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    • 2013
  • 본 논문에서는 영상의 방향성에 따른 적응적 예측 기법과 컨텍스트 기반 엔트로피 부호화 방법을 주요 구성요소로 한 무손실 영상 압축 방법을 제안한다. 적응적 예측 기법에서는 부호화 픽셀을 중심으로 각 방향에 대한 상관도를 분석하고, 이를 이용하여 적절한 예측 픽셀을 선택한다. 또한 예측 에러를 더욱 줄이기 위하여 주변 픽셀의 복잡도 및 방향성을 이용한 컨텍스트 모델 기반 예측 에러 보정 과정을 수행한다. 정보이론의 관점에서 조건부 엔트로피에 의해 부호화 효율이 더욱 향상된다는 점을 이용하여 본 논문에서는 엔트로피 부호화 방식으로 컨텍스트 기반 Golomb-Rice 부호화를 적용한다. 실험결과 제안한 무손실 영상 압축 방식은 다양한 영상에 대해서 기존의 저 복잡도 및 고효율의 JPEG-LS에 비해 평균 1.3%의 압축효율 향상을 나타내었고, 특히 방향성이 뚜렷한 영상에 대해서 성능이 좋음을 알 수 있다.

시간과 공간정보를 이용한 무손실 압축 알고리즘 (Lossless Compression Algorithm using Spatial and Temporal Information)

  • 김영로;정지영
    • 디지털산업정보학회논문지
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    • 제5권3호
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    • pp.141-145
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    • 2009
  • In this paper, we propose an efficient lossless compression algorithm using spatial and temporal information. The proposed method obtains higher lossless compression of images than other lossless compression techniques. It is divided into two parts, a motion adaptation based predictor part and a residual error coding part. The proposed nonlinear predictor can reduce prediction error by learning from its past prediction errors. The predictor decides the proper selection of the spatial and temporal prediction values according to each past prediction error. The reduced error is coded by existing context coding method. Experimental results show that the proposed algorithm has better performance than those of existing context modeling methods.

시간 페트리 넷을 이용한 상황인지 모델링 기법 (Context-Awareness Modeling Method using Timed Petri-nets)

  • 박병성;김학배
    • 한국통신학회논문지
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    • 제36권4B호
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    • pp.354-361
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    • 2011
  • 스마트 홈 분야에 대한 관심의 증가와 기술적인 발전은 상황인지 서비스와 베이시안 네트워크 알고리즘, 트리 구조 알고리즘 그리고 유전자 추측 알고리즘과 같은 예측 알고리즘에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 상황 인지 서비스는 개별적인 사용자의 패턴을 고려한 맞춤형 서비스를 제공하는 것은 사용자의 삶의 질을 향상시키는 데 도움 주는 것을 의미한다. 하지만 상황인지 서비스를 구현 하는 것은 상황정보와의 부합성 문제와 예외적인 상황 처리가 고려하는데 어려움을 겪고 있다. 이 문제를 해결하기 위해서, 본 연구에서는 지능형 순차적 매칭 방식 알고리즘(Intelligent Sequential Matching Algorithm : ISMA)을 제안하고, 페트리 넷에 시간 개념을 추가하여 시간 페트리 넷(Timed Petri-net : TPN)으로 모델링한다. 제안한 지능형 순차적 매칭 알고리즘의 유효성을 증명하기 위하여 시나리오를 제시하고, 그것을 모델링 한다. 또한 동일한 실험 조건 아래, 기존의 예측 알고리즘과 비교를 통하여 과 제안된 알고리즘의 예측 정확도가 4~6% 우수함을 보인다.