Doktoraty Wydziału IET

mgr inż. Piotr Pawliczek

Promotor: prof. dr hab. inż. Witold Dzwinel (AGH)
Dyscyplina: Informatyka

Szybki rozwój techniki komputerowej umożliwia coraz łatwiejsze i tańsze gromadzenie wielkich ilości danych. Z jednej strony pozwala to na pozyskiwanie większej ilości informacji o badanych zjawiskach, z drugiej prowadzi do coraz większych problemów z ich przetwarzaniem i analizą. Często z powodu zbyt dużej ilości danych trudno jest pozyskać z nich poszukiwane informacje.

Elementy przetwarzanych zbiorów danych często są reprezentowane przez wektory cech. Wprowadzenie odpowiedniej metryki do takiej przestrzeni pozwala na obliczenie odległości pomiędzy wektorami cech, a tym samym określenie podobieństwa pomiędzy nimi. Jednym z istotnych aspektów jest potrzeba wizualizacji tego typu danych, co pozwoliłoby wprawnemu operatorowi na szybkie wychwycenie niektórych ich własności. W ciągu kilkudziesięciu lat rozwoju narzędzi przetwarzania danych opracowano szereg różnego typu metod służących do wizualizacji zbiorów wielowymiarowych wektorów. Jedną z najważniejszych jest ekstrakcja nieliniowa reprezentowana przez popularny algorytm (grupę algorytmów) skalowania wielowymiarowego (ang. Multidimensional Scaling), oznaczany również skrótem MDS.

Jako tezy niniejszej rozprawy doktorskiej autor przedstawia następujące twierdzenia:

1. Istnieje równoległy algorytm MDS, który pozwala na mapowanie dużych zbiorów danych (n>100000) poprzez rozproszenie obliczeń w środowisku klastra komputerów. Obliczenia w obrębie pojedynczego węzła mogą być efektywnie przyśpieszone poprzez ich rozdzielenie na wiele procesorów (w architekturze SMP) lub wykorzystanie współczesnych procesorów graficznych.

2. Odpowiedni wybór elementów macierzy odległości D uwzględnianych podczas skalowania wielowymiarowego powoduje, że ze wzrostem ilości wektorów n w zbiorze danych, ilość elementów macierzy odległości potrzebnych do uzyskania zadanego błędu względnego rośnie znacznie wolniej niż n*n. Pozwala to na poprawienie złożoności obliczeniowej algorytmu MDS.

Autoreferat: autoreferat.pdf.

Ważniejsze publikacje doktoranta:

1. Parallel implementation of multidimensional scaling algorithm based on particle dynamics, Piotr Pawliczek, Witold Dzwinel - PPAM'09 Proceedings of the 8th international conference on Parallel processing and applied mathematics: Part I, Springer-Verlag, 2010.
   http://www.springerlink.com/content/6g1x8693n363n178/
2. Parallel deconvolution of large 3D images obtained by confocal laser scanning microscopy, Piotr Pawliczek, Anna Romanowska-Pawliczek, Zbigniew Sołtys - Microscopy Research and Technique, Wiley Periodicals Inc., 2010.
   http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/jemt.20773/abstract
3. Visual analysis of multidimensional data using fast MDS algorithm, Piotr Pawliczek, Witold Dzwinel - Proceedings of SPIE, vol 6937, 2007.
4. A novel 3D histogram equalization algorithm for stacks of confocal microscope images, Anna Romanowska-Pawliczek, Mirosław Głowacki, Piotr Pawliczek, Zbigniew Sołtys - Proceedings of the 4th International Multi-Conference on Engineering and Technological Innovation 2011.
5. Algorithm for tree-like structures generation, Anna Romanowska-Pawliczek, Piotr Pawliczek, Zbigniew Sołtys - Computers in medical activity, Springer- Verlag, 2009.
   http://www.springerlink.com/content/010246701x726323/
6. Dekonwolucja obrazu, Piotr Pawliczek, Anna Romanowska‑Pawliczek - Podstawy inżynierii biomedycznej (podręcznik akademicki), tom pierwszy, redaktorzy: Ryszard Tadeusiewicz, Piotr Augustyniak, Wydawnictwo Naukowo Dydaktyczne AGH, 2009.