[논문 리뷰] Metamorphosis of Fuzzy Regular Expressions to Fuzzy Automata using the Follow Automata

Rahul Kumar, Ajay Kumar|arXiv (Cornell University)|2014. 11. 11.

semigroups and automata theory참고 문헌 15인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 기존의 위치 자동화기 방법과 같은 접근 방식과 비교해 더 적은 상태 수를 갖는 퍼지 자동화기를 얻기 위해 퍼지 정규 표현식을 퍼지 자동화기로 변환하는 새로운 방법을 제안한다. 고전적인 follow 자동화기 기법을 퍼지 논리에 적응시킴으로써, 언어 등가성을 유지하면서도 더 컴act한 퍼지 자동화기를 확보함으로써 불확실성 인식 패턴 매칭의 효율성을 향상시킨다.

ABSTRACT

To deal with system uncertainty, finite automata have been generalized into fuzzy automata. Stamenkovic and Ciric proposed an approach using the position automata for the construction of fuzzy automata from fuzzy regular expressions. There exist multifarious methodologies for the construction of finite automata from regular expressions known as Thompson construction, Antimirov partial derivatives, Glushkov automata and follow automata etc. In this paper, we propose an approach for the conversion of fuzzy regular expressions into fuzzy automata using the concept of follow automata. The number of states of the obtained Fuzzy automata using the proposed approach is lesser than the extant approaches in the literature.

연구 동기 및 목표

• 기존의 퍼지 자동화기 생성 방법이 큰 상태 공간을 생성하는 데 기인한 비효율성을 해결하기 위해.
• 기본 정규 표현식에서 상태 수를 최소화하는 데 유명한 고전적 follow 자동화기 기법을 퍼지 논리 환경에 적응시키기 위해.
• 퍼지 정규 표현식에서 파생된 퍼지 자동화기의 상태 수를 줄여 계산 효율성을 향상시키기 위해.
• 퍼지 정규 표현식에서 퍼지 자동화기로의 이론적으로 타당하고 실용적으로 효율적인 변환을 제공하기 위해.

제안 방법

• 기본 정규 표현식의 follow 자동화기 기법을 퍼지 정규 표현식으로 확장함으로써 'follow' 집합의 개념을 퍼지 소속 값으로 확장한다.
• 퍼지 정규 표현식 내 기호의 위치를 바탕으로 퍼지 follow 집합을 정의하며, 불확실성을 표현하기 위해 퍼지 가중치를 통합한다.
• 퍼지 follow 집합을 사용해 상태 간 전이를 결정함으로써 퍼지 자동화기를 구성하며, 퍼지 초깃값 및 종결 상태를 포함한다.
• 유도된 퍼지 자동화기가 원래 퍼지 정규 표현식과 동일한 퍼지 언어를 인식하도록 보장한다.
• 퍼지 상태 등가성 검사를 통해 중복 상태를 최소화함으로써 자동화기를 최적화한다.
• 유도된 퍼지 자동화기의 상태 수를 기존 방법(예: 위치 자동화기 및 Glushkov 방식의 구성)과 비교한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 follow 자동화기 기법을 퍼지 정규 표현식으로 일반화하여 더 컴팩트한 퍼지 자동화기를 생성할 수 있는가?
• RQ2 follow 자동화기를 통해 생성된 퍼지 자동화기의 상태 수가 기존 방법(예: 위치 자동화기)과 비교해 어떻게 다른가?
• RQ3 퍼지 소속 값은 유도된 자동화기의 구성 및 최소성에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 제안된 방법이 원래 퍼지 정규 표현식이 인식하는 퍼지 언어를 유지하는가?

주요 결과

• 제안된 방법은 Stamenkovic와 Ciric가 제안한 위치 자동화기 방법보다 더 적은 상태 수를 갖는 퍼지 자동화기를 생성한다.
• 퍼지 follow 집합의 사용은 기존 방법과 비교해 퍼지 언어의 더 컴팩트한 표현을 가능하게 한다.
• 구성 과정에서 퍼지 정규 표현식과 유도된 퍼지 자동화기 간 언어 등가성이 유지된다.
• 이 방법은 퍼지 자동화기 생성 과정에서 흔히 발생하는 상태 수 폭발 문제를 줄여 스케일러비리티를 향상시킨다.