On Dynamicity of Metric Hull Trees

Bc. Josef Podaný

Bachelor's thesis

Anotácia:

Objem komplexních, nestrukturovaných dat v moderních aplikacích roste a s ním roste i potřeba je efektivně ukládat a zkoumat. Tradiční relační databázové systémy v této oblasti zaostávají, a proto je třeba k účinnému řešení těchto problémů použít jiné techniky a přístupy. V této práci je zkoumána indexovací struktura Metric Hull Tree založená na metrických prostorech a následně je navrženo několik vylepšení tohoto indexu. Těmito vylepšeními jsou zejména nový mechanismus vkládání objektů, který strom vyvažuje, štěpící strategie a kandidátní hraniční objekty. Tato zlepšení jsou poté experimentálně vyhodnocena a porovnána s indexem M-Tree a je ukázáno, že pro hlubší MH-Stromy s navrhovanými úpravami lze průměrnou přesnost 50NN dotazů zlepšit až o 20 procentních bodů, přičemž méně objektů v databázi musí být prozkoumáno.

Abstract:

The volume of complex, unstructured, data in modern applications is increasing and so is the need to store and examine it efficiently. Conventional relational database management systems are not up to par in this area, therefore different techniques and approaches have to be employed to efficiently tackle these challenges. In this thesis, Metric Hull Tree index structure based on metric spaces is explored and several improvements to the index are proposed. These improvements are namely the improved insertion mechanism keeping the tree balanced, splitting strategies, and candidate hull objects. These improvements are then experimentally evaluated and compared to the M-Tree index, showing that for deeper MH-Trees with the proposed modifications, the average recall of 50NN queries can be improved by up to 20 percentage points when compared against M-Tree while fewer objects in the database must be explored.

Keywords

Metric Hull Tree, MH-Tree, metric hull, metric hull index, nearest neighbor query, similarity search, index structure

Jazyk práce: English

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 5. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Obhajoba proběhla 29. 6. 2022
• Vedúci: doc. RNDr. Vlastislav Dohnal, Ph.D.
• Oponent: RNDr. Petra Budíková, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Bachelor programme / odbor:
Informatics / Mathematical Informatics