Paralelní nezáporná maticová faktorizace (NMF) a její využití

Dne 6. 6. od 10:00 se uskuteční přednáška Paralelní nezáporná maticová faktorizace (NMF) a její využití. Prof. Marian Vajteršic představí využití metody NMF při obnovování obrázků a také metody paralelizace NMF, které pomáhají čas k obnovení zkrátit. Přednáška se uskuteční v místnosti TH:A-1435.

Abstrakt

Nezáporné matice vznikají přirozeně v různých oblastech využití. Ty zahrnují dolování znalostí z textů, klasifikaci dokumentů, clustering, spektrální analýzu dat, rozpoznávání obličejů a také problémy mimo oblast informatiky, například ve výpočetní biologii. Nezáporná maticová faktorizace (NMF) je metoda výpočtu, která spočívá v rozkladu matic na součin dvou matic o menší hodnosti. V porovnání s ostatními technikami jako singulární rozklad matice (Singular Value Decomposition – SVD) nebo analýza hlavních komponent (Principal Component Analysis – PCA), NMF má tu charakteristickou vlastnost, že faktory jsou zaručeně nezáporné, což umožňuje interpretovat faktorizaci jako aditivní kombinaci vlastností.

V přednášce si ukážeme využití NMF pro obnovení obrázků. Bude ukázáno, jak kvalita obnovení závisí na parametru faktorizace a jaké výpočetní a paměťové nároky jsou s tím spojeny. Zpracování velkých matic přímo může být příliš nákladné, čas potřebný k aproximaci velkých matic lze však snížit využitím paralelních počítačových systémů.

Bohužel v současnosti existuje jen málo prací, které se zabývají paralelně distribuovaným NMF. Proto se v této přednášce budeme věnovat paralelizaci NMF, která je založena na newtonovských metodách.

Ve srovnání s jinými algoritmy pro výpočet NMF, tyto typy metod jsou velmi dobře paralelizovatelné, protože Newtonovy iterace mohou být provedeny paralelně bez výměny dat mezi procesy. Vyvinuli jsme paralelizaci newtonovské NMF pro spouštění v počítačových klastrech s využitím klasického posílání zpráv. Budou prezentovány výsledky mnoha výpočtů na systémech s až 80procesorovými jádry. Jako vstupní matice byly použity obrázky, díky čemuž lze získat vizuální dojem z aproximační kvality NMF. Meření ukazují, že při dostatečně velkém zatížení, paralelizovaný Newtonův iterační algoritmus dosahuje téměř lineárního zrychlení, což z něj dělá slibného kandidáta pro rozsáhlé NMF výpočty.

O akci

Vstup na akci je zdarma a bez registrace. Přednáška je určena akademickým pracovníkům, studentům nebo vědcům, kteří se zajímají o paralelní a distribuované výpočty, numerické metody a zpracování obrazu.

Typ akce
Přednáška
Přednášející
Prof. Marian Vajteršic
Department of Computer Sciences, Paris Lodron University of Salzburg, Rakousko
Matematický ústav, Slovenská akademie věd, Bratislava, Slovensko
Termín
6. června 2018, 10:00
Místo
zasedací místnost TH:A-1435, Budova A
Thákurova 7, Praha 6
Jazyk
angličtina
Záznam
nebude pořízen

O přednášejícím

Profesor Marian Vajteršic obdržel doktorát v roce 1984 na Slovenské akademii věd v Bratislavě. V roce 1994 získal titul DrSc. na Univerzitě Komenského v Bratislavě. V roce 1996 se habilitoval v oboru paralelních výpočtů na Univerzitě v Salzburgu. Od roku 2002 je na této univerzitě profesorem v oblasti architektury počítačů a vysokovýkonných výpočtů (High-Performance Computing). Je autorem čtyř monografií a více než 130 vědeckých prací v oblasti paralelních algoritmů a vědeckých výpočtů.

Související obsah

Lidé
Přednášející: Marian Vajteršic
Místa
TH:A-1435
Osoba zodpovědná za obsah této stránky
prof. Ing. Pavel Tvrdík, CSc., pavel.tvrdik@fit.cvut.czVedoucí Katedry počítačových systémů


Poslední změna: 30.5.2018, 12:13