이 논문에서는 시퀀스 데이터베이스에서 효과적인 유사 검색을 지원하기 위한 색인 기법을 제안한다. 제안하는 색인 기법에서는 데이터 시퀀스에 대한 필터링 효과를 얻기 위해, 최소 DTW 거리를 새롭게 제안한다. 최소 DTW 거리는 유사한 데이터 시퀀스 그룹과 질의 시퀀스 사이의 최소거리를 측정하는 방법이다. 최소 DTW 거리는 계층적인 색인 구조를 통해서 시퀀스 데이터베이스를 필터링하면서 유사도 검색을 수행할 수 있도록 한다. 마지막으로, 실험을 통해서 제안하는 방법의 우수성을 입증한다.
음성 인식에서의 dynamic time warp(DTW)은 반복적 계산을 필요로 하며, 이 계산을 수행하기에 합당한 PE cell의 설계는 매우 중요하다. 따라서 이 연구에서는 실제에 가까운 실시간 어휘 인식을 가능하게 하는 large dictionary 의 DTW 알고리즘을 hardware로 구현하기 위한 PE(Processing Element) cell의 설계에 주안점을 두었다. 이 DTW 용 PE cell은 크게 세가지의 블록으로 대별된다. 즉 MIN block, ADD block 그리고 ABS block인데, "MIN"은 accumulated minimum distance를 계산하기 위한 블록이고 "ADD"는 이들 minimum distance들의 합을 계산하는 블록, 그리고"ABS"는 이러한 합에 의한 local distance의 절대값을 구하기 위한 블록이다. 본 연구에서는 이들 세가지 블록중 MIN 회로의 설계 및 검증을 행하였으며, 3um CMOS N-well 설계 규칙에 따라 MIN 블록에 대한 레이아웃을 행한 후 설계 규칙 검사(DRC)를 마쳤다.레이아웃을 행한 후 설계 규칙 검사(DRC)를 마쳤다.
DTW는 길이가 서로 다른 시퀀스 사이의 간격을 제거하고 패턴의 유사성을 알아낼 수 있지만, 시공간 복잡성 때문에 대규모 데이터셋에서 많은 계산 비용이 필요로 한다. 본 논문에서는 계산 비용을 줄일 뿐만 아니라 결괏값의 오차도 없는 DDTW 알고리즘을 제안한다. 그리고 시퀀스의 길이에 따른 연산 시간을 측정하여 DTW와 DDTW의 알고리즘 복잡도를 비교한다. 시뮬레이션 결과 DTW에 비해 DDTW에서 연산 시간이 눈에 띄게 줄어듦을 확인하였다.
본 논문에서는 동적 타임 워핑(DTW) 거리를 사용하는 범위 서브시퀀스 질의 처리 방법을 제안한다. 본 논문에서는 제안하는 방법은 데이타 시퀀스를 디스조인트 윈도우로 분할하고, 질의 시퀀스를 슬라이딩 윈도우로 분할하는 방법을 사용하는 DualMatch의 범위 서브시퀀스 질의 처리 방법을 이용한다. DualMatch는 유클리디언 거리 하에서 동작하는 것으로 알려져 있다. 그러나, 유클리디언 거리는 견고하지 못한 유사 모델이기 때문에 DualMatch는 반드시 DTW 거리를 지원해야 한다. 본 논문에서는 제안하는 방법의 정확성을 입증하기 위해서 중요한 정리를 유도하고, 이에 근거한 알고리즘을 제안한다. 광범위한 실험을 통해 본 논문에서 제안하는 방법이 순차 스캔 알고리즘 보다 효율적으로 동작함을 보였다.
Time series are comprehensively appeared and developed in many applications, ranging from science and technology to business and entertainrilent. Similarity search under time warping has attracted much interest between the time series in the large sequence databases. DTW (Dynamic Time Warping) is a robust distance measure and is superior to Euclidean distance for time series, allowing similarity matching although one of the sequences can elastic shift along the time axis. Nevertheless, it is more unfortunate that DTW has a quadratic time. Simultaneously the false dismissals are come forth since DTW distance does not satisfy the triangular inequality. In this paper, we propose an efficient range query algorithmbased on a new similarity search method under time warping. When our range query applies for this method, it can remove the significant non-qualify time series as early as possible before computing the accuracy DTW distance. Hence, it speeds up the calculation time and reduces the number of scanning the time series. Guaranteeing no false dismissals, the lower bounding function is advised that consistently underestimate the DTW distance and satisfy the triangular inequality. Through the experimental result, our range query algorithm outperforms the existing others.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제16권4호
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pp.1095-1109
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2022
Along with the popularity of GPS system and smart cell phone, trajectories of pedestrians or vehicles are recorded at any time. The great amount of works had been carried out in order to discover traffic paradigms or other regular patterns buried in the huge trajectory dataset. The core of the mining algorithm is how to evaluate the similarity, that is, the "distance", between trajectories appropriately, then the mining results will be accordance to the reality. Euclidean distance is commonly used in the lots of existed algorithms to measure the similarity, however, the trend of trajectories is usually ignored during the measurement. In this paper, a novel segment transform distance (STD) algorithm is proposed, in which a rule system of line segment transformation is established. The similarity of two-line segments is quantified by the cost of line segment transformation. Further, an improvement of STD, named ST-DTW, is advanced with the use of the traditional method dynamic time warping algorithm (DTW), accelerating the speed of calculating STD. The experimental results show that the error rate of ST-DTW algorithm is 53.97%, which is lower than that of the LCSS algorithm. Besides, all the weights of factors could be adjusted dynamically, making the algorithm suitable for various kinds of applications.
Recently the convergence of healthcare technology is used for daily life healthcare monitoring. Cardiac arrhythmia is presented by the state of the heart irregularity. Abnormal heart's electrical signal pathway or heart's tissue disorder could be the cause of cardiac arrhythmia. Fatal arrhythmia could put patient's life at risk. Therefore arrhythmia detection is very important. Previous studies on the detection of arrhythmia in various ECG analysis and classification methods had been carried out. In this paper, an ECG signal processing techniques to detect abnormal ECG based on DTW minimum accumulation distance through the template matching for normalized data and variable threshold method for ECG R-peak detection. Signal processing techniques able to determine the occurrence of normal ECG and abnormal ECG. Abnormal ECG detection algorithm using DTW minimum accumulation distance method is performed using MITBIH database for performance evaluation. Experiment result shows the average percentage accuracy of using the propose method for Rpeak detection is 99.63 % and abnormal detection is 99.60 %.
This paper analysis the Dynamic Time Warping algorithms for time normalization of speech pattern and discusses the Dynamic Programming algorithm for spoken Korean isolated digits recognition. In the DP matching, feature vectors of the reference and test pattern are consisted of first three formant frequencies extracted by power spectrum density estimation algorithm of the ARMA model. The major differences in the various DTW algorithms include the global path constrains, the local continuity constraints on the path, and the distance weighting/normalization used to give the overall minimum distance. The performance criterias to evaluate these DP algorithms are memory requirement, speed of implementation, and recognition accuracy.
This paper describes the simplified DTW algorithm for real time korean digit recognition and construct the digit recognition system using that algorithm. The DTW algorithm which is used nowadays have problems on real time recognition because of its massive computation. But, simplified DTW algorithm, which is proposed in this paper, solved these problems. In the case of single syllable, we use the characteristic of uniform distribution of epansion and contraction on time ais, compare distance of input pattern and reference pattern using constrainedly restricted path. As a result, we can reduce a great deal of computation and achieved that the real time korean digit recognition system.
영상을 검색하는 데에는 형태, 색상, 질감 등 여러 가지 특징을 사용 할 수 있다. 그 중 가장 활발한 연구가 이루어지고 있는 분야가 형태 정보와 색상 정보를 이용하는 분야이다. 형태 정보를 이용하는 검색 방법에는 2D 모멘트와 푸리에변환 등의 방법이 유명하다. 또 다른 방법으로는 CSS(Curvature Scale Space)가 있는데, 이는 윤곽선 정보를 이용하여 윤곽선의 굴곡을 2D 그래프로 표현하여 그 그래프의 극대점을 특징 값으로 사용하여 영상을 비교 검색하는 방법이다. 기존 CSS 방법에는 몇 가지 문제점이 있어서 본 논문에서는 기존 방법을 향상시킨 ICSS 방법을 사용하여 영상을 검색한다. 색상 정보를 이용하는 방법에는 RGB 색상정보를 이용하는 방법과 HSI 색상정보를 이용하는 방법 등이 있는데 본 논문에서는 HSI 색상정보를 이용하여 색상 히스토그램으로 표현한 후 영상의 비교 척도로 사용하였다. 영상의 유사도를 측정하는 방법으로는 유클리디언 디스턴스를 주로 사용하는데, 본 논문에서는 정확도와 검색 시간을 단축시키고자 DTW를 사용하여 영상의 유사도를 측정하였고, 유클리디언 디스턴스를 사용했을 때와 비교하여 성능 향상 결과를 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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