Research of multidimensional data visualization using feed-forward neural networks

Abstract

The research area of this work is the analysis of multidimensional data and the ways of improving apprehension of the data. Data apprehension is rather a complicated problem especially if the data refer to a complex object or phenomenon described by many parameters. The research object of the dissertation is artificial neural networks for multidimensional data projection. General topics that are related with this object: multidimensional data visualization; dimensionality reduction algorithms; errors of projecting data; the projection of the new data; strategies for retraining the neural network that visualizes multidimensional data; optimization of control parameters of the neural network for multidimensional data projection; parallel computing. The key aim of the work is to develop and improve methods how to efficiently minimize visualization errors of multidimensional data by using artificial neural networks. The results of the research are applied in solving some problems in practice. Human physiological data that describe the human functional state have been investigated.

Disertacijos tyrimų sritis yra daugiamačių duomenų analizė, bei tų duomenų suvokimo gerinimo būdai. Duomenų suvokimas yra sudėtingas uždavinys, ypač kai duomenys nurodo sudėtingą objektą, kuris aprašytas daugeliu parametrų. Disertacijoje nagrinėjami dirbtinių neuroninių tinklų algoritmai daugiamačiams duomenims vizualizuoti. Darbo tyrimų objektas yra dirbtiniai neuroniniai tinklai, skirti daugiamačių duomenų vizualizavimui. Su šiuo objektu yra betarpiškai susiję dalykai: daugiamačių duomenų vizualizavimas; dimensijos mažinimo algoritmai; projekcijos paklaidos; naujų taškų atvaizdavimas; vizualizavimui skirto neuroninio tinklo permokymo strategijos ir parametrų optimizavimas; lygiagretieji skaičiavimai. Pagrindinis disertacijos tikslas yra sukurti ir tobulinti metodus, kuriuos taikant būtų efektyviai minimizuojamos daugiamačių duomenų projekcijos paklaidos naudojantis dirbtiniais neuroniniais tinklais bei projekcijos algoritmais. Darbe atliktų tyrimų rezultatai atskleidė naujas medicininių (fiziologinių) duomenų analizės galimybes.