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        고차원 멀티미디어 데이터 검색을 위한 벡터 근사 비트맵 색인 방법

        박주현,손대온,낭종호,주복규,Park Joo-Hyoun,Son Dea-On,Nang Jong-Ho,Joo Bok-Gyu 한국정보처리학회 2006 정보처리학회논문지D Vol.13 No.4

        Recently, the filtering approach using vector approximation such as VA-file[1] or LPC-file[2] have been proposed to support similarity search in high dimensional data space. This approach filters out many irrelevant vectors by calculating the approximate distance from a query vector using the compact approximations of vectors in database. Accordingly, the total elapsed time for similarity search is reduced because the disk I/O time is eliminated by reading the compact approximations instead of original vectors. However, the search time of the VA-file or LPC-file is not much lessened compared to the brute-force search because it requires a lot of computations for calculating the approximate distance. This paper proposes a new bitmap index structure in order to minimize the calculating time. To improve the calculating speed, a specific value of an object is saved in a bit pattern that shows a spatial position of the feature vector on a data space, and the calculation for a distance between objects is performed by the XOR bit calculation that is much faster than the real vector calculation. According to the experiment, the method that this paper suggests has shortened the total searching time to the extent of about one fourth of the sequential searching time, and to the utmost two times of the existing methods by shortening the great deal of calculating time, although this method has a longer data reading time compared to the existing vector approximation based approach. Consequently, it can be confirmed that we can improve even more the searching performance by shortening the calculating time for filtering of the existing vector approximation methods when the database speed is fast enough. 고차원 데이터 공간에서의 효과적인 검색을 위해 최근 VA-file[1], LPC-file[2] 등과 같이 벡터 근사에 기반을 둔 필터링 색인 방법들이 연구되었다. 필터링 색인 방법은 벡터를 근사한 작은 크기의 색인 정보를 사용하여 근사 거리를 계산하고, 이를 사용하여 질의 벡터와 유사하지 않은 대부분의 벡터들을 빠른 시간 안에 검색 대상에서 제외한다. 즉, 실제 벡터 대신 근사 벡터를 읽어 디스크 I/O 시간을 줄여 전체 검색 속도를 향상시키는 것이다. 하지만 VA-file 이나 LPC-file은 근사 거리를 구하는 방법이 순차 검색과 같거나 복잡하기 때문에 검색 속도 향상 효과가 그리 크지 않다는 문제점을 가지고 있다. 본 논문은 이러한 근사 거리 계산 시간을 줄이기 위하여 새로운 비트맵 색인 구조를 제안한다. 근사 거리 계산속도의 향상을 위하여, 각 객체의 값을 특성 벡터 공간상의 위치를 나타내는 비트 패턴으로 저장하고, 객체 사이의 거리를 구하는 연산은 실제 벡터 값의 연산보다 속도가 훨씬 빠른 XOR 비트 연산으로 대체한다. 실험에 의하면 본 논문이 제안하는 방법은 기존 벡터 근사 접근 방법들과 비교하여 데이터 읽기시간은 더 크지만, 계산 시간을 크게 줄임으로써 전체 검색 속도는 순차 검색의 약 4배, 기존의 방법들보다는 최대 2배의 성능이 향상되었다. 결과적으로, 데이터베이스의 속도가 충분히 빠른 경우 기존의 벡터 근사 접근법의 필터링을 위한 계산 시간을 줄임으로써 더욱 검색 성능을 향상 시킬 수 있음을 확인할 수 있다.

      • 고차원 멀티미디어 데이터 검색을 위한 벡터 근사 비트맵 색인 방법

        황지익(Jeeik Hwang),손대온(Daeon Son),낭종호(Jongho Nang) 한국정보과학회 2005 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.32 No.1

        기존의 다차원 색인 기법들이 고차원의 특징 벡터를 갖는 멀티미디어 컨텐츠 검색 분야에서 만족할 만한 성능을 보이지 못하므로, 이를 해결하기 위해 VA-File, LPC-File 등의 벡터 근사 방법이 개발 되었다. 이러한 방법들은 데이터의 접근에 소요되는 시간이 전체 검색시간의 대부분을 차지하는 경우에 효과적으로 사용될 수 있다. 그러나 고차원의 멀티미디어 데이터 검색에서 객체 간의 거리 계산 시간은 데이터 접근 시간에 비해 무시할 만큼 작지 않으므로 이 방법들을 그대로 적용하기는 어렵다. 본 논문에서는 객체간의 거리 계산 시간을 줄이기 위한 새로운 색인 기법을 제안하고 실험을 통해 이 방법이 기존의 방법들에 비해 우수한 검색 성능을 가진다는 것을 보인다.

      • 시트콤 동영상에서 MPEG-7 시각 기술자를 이용한 Scene 배경의 자동 분류 방법

        전재욱(Jaewook Jeon),손대온(Daeon Shon),낭종호(Jongho Nang) 한국정보과학회 2004 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.31 No.1B

        시트콤 동영상은 고정된 배경을 갖는 줌 아웃에 연이어 오는 줌 인으로 구성되어 있고, 또한 촬영되는 배경의 수는 한정되어 있는 특성이 때문에, 이러한 배경의 시각적 특성을 사용하여 배경들을 학습시키고 자동으로 분리시킬 수 있다. 본 논문에서는 신경망의 일종인 LVQ[1]를 사용하여 이러한 종류의 비디오 동영상에 대한 자동 배경 분류 방법을 제안한다. 우선, MPEG-7 시각 기술자를 이용하여 신(scene) 배경의 시각적인 특성을 추출하고 이러한 시각적 특성을 미리 제작자에 의해서 주어진 배경 정보로서 LVQ를 학습시킨다. 학습이 진행되면서 특정 배경의 시각적 특성은 LVQ의 가중치로서 표현되며, 다른 배경을 자동으로 분류하는데 사용된다. 제안된 LVQ기반의 분류 방법을 사용한 두 종류의 시트콤 동영상에 대한 실험 결과는 분류에 대한 어떠한 하드코딩 없이 80~90%의 정확도로 시트콤 동영상의 배경을 자동으로 분류한다.

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