Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία ραδιοσυχνικής αναγνώρισης (Radio Frequency Identification), πιο γνωστή ως RFID, γνωρίζει σημαντική ανάπτυξη και υιοθετείται σε πολλές εφαρμογές παγκοσμίως. Πρόκειται για μια τεχνολογία, αυτόματης αναγνώρισης αντικειμένων ή/και προσώπων που φέρουν RFID ετικέτα, η οποία συγκεντρώνει σημαντικά χαρακτηριστικά που μπορούν να αξιοποιηθούν για την υποστήριξη υποδομών και συστημάτων ελέγχου προσπέλασης και αναγνώρισης. Τα συστήματα RFID γίνονται ολοένα και περισσότερο δημοφιλή στην εφαρμογή τους σε ολοκληρωμένα επιχειρησιακά συστήματα όπως διαχείρισης εφοδιαστικής αλυσίδας, αναγνώρισης αντικειμένων, ιχνηλάτισης, διαχείρισης εγγράφων αλλά και σε γενικότερο επίπεδο σε εφαρμογές που απαιτούν αναγνώριση των αντικειμένων / ανθρώπων. Ταυτόχρονα με την ανάπτυξη του προτύπου Electronic Product Code‐EPC καθίσταται πλέον δυνατή η αυτόματη αναγνώριση της ταυτότητας των προϊόντων, επιφέροντας μία επαναστατική αλλαγή στον τρόπο που οι επιχειρήσεις διαχειρίζονται και επιβλέπουν τη ροή των υλικών και των πληροφοριών από την παραγωγή του προϊόντος μέχρι την τελική εναπόθεσή του στο ράφι του καταστήματος λιανικής πώλησης. Στο παρόν σύγγραμμα παρέχονται όλες οι απαραίτητες πληροφορίες για την κατανόηση των βασικών χαρακτηριστικών λειτουργίας της μεθόδου RFID καθώς και των προοπτικών εφαρμογής της σε διάφορες επιχειρηματικές εφαρμογές. Η συγκεκριμένη εργασία σαν κύριο στόχο έχει την λεπτομερή περιγραφή της νέας αυτής τεχνολογίας σε επίπεδο συστημικό και εφαρμογών, εστιάζοντας ταυτόχρονα σε τρία κύρια σημεία: κόστος, ιδιωτικότητα, ασφάλεια. Ταυτόχρονα θα γίνει έρευνα που θα αποκαλύπτει την διείσδυση – adoption της καινοτόμας αυτής τεχνολογίας σε Εθνικό και Ευρωπαϊκό επίπεδο παρουσιάζοντας τόσο τις επιχειρήσεις που δραστηριοποιούνται στον χώρο της ανάπτυξης συστημάτων RFID όσο και τις επιχειρήσεις οι οποίες έχουν υιοθετήσει αντίστοιχες λύσεις αυτοματοποίησης των επιχειρησιακών τους διαδικασιών. Επιπλέον θα καταγράψουμε την συμβολή του προτύπου Ηλεκτρονικού Κωδικού Προϊόντος (Electronic Product Code, EPC), που έχει αναπτυχθεί από τον EPCglobal και βοηθά στην αναγνώριση μεμονωμένων αντικειμένων. Πρότυπο στο οποίο βασίζεται το EPCglobal δίκτυο (EPCglobal Network) για αναγνώριση μέσω ραδιοσυχνοτήτων και διευκόλυνση της ορατότητας και διαμοιρασμό των πληροφοριών που σχετίζονται με αντικείμενα ή/και άτομα. Εκτενής αναφορά τέλος θα γίνει και για τις πολιτικές και τα επόμενα βήματα που έχει χαράξει η Ευρωπαϊκή Ένωση για τη χρήση της νέας τεχνολογίας RFID. / -

Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία παρουσιάζονται και συγκρίνονται οι νέες τεχνολογίες που συνδέονται με τη διαχείριση της εφοδιαστικής αλυσίδας. Αρχικά αναλύονται οι έννοιες της διαχείρισης της εφοδιαστικής αλυσίδας και της επιστήμης των Logistics. Στη συνέχεια παρουσιάζονται τα σύγχρονα συστήματα ιχνηλασιμότητας και κωδικοποίησης των προϊόντων που εμπλέκονται στην παραγωγική διαδικασία. Κατόπιν αναλύονται οι πιο εφαρμόσιμες μορφές τεχνολογίας στην ταυτοποίηση των προϊόντων, δηλαδή των barcodes και του RFID. Τέλος, περιγράφεται και τονίζεται η σημασία της μεθόδου DDSN, μεθόδου πρόγνωσης της ζήτησης με βάση τις απαιτήσεις των πελατών. / In this paper are presented and compared the new technologies which are related with the Supply Chain Management. At first, there are analyzed the definitions of the Supply Chain Management and the Science of Logistics. Furthermore, there is a presentation of the modern products’ tracking and encoding systems related with the process of production. Moreover, there are analyzed the most applicable forms of technology in the identification of products, namely barcodes and RFID. Finally, is described and stressed the importance of method DDSN, method of forecast of demand with base the requirements of customers.

Τα τελευταία χρόνια παρατηρήθηκε μια ραγδαία αύξηση στα ασύρματα συστήματα επικοινωνίας και τις σχετικές εφαρμογές. Μετά από αυτές τις εξελίξεις, το κλασικό σύστημα αδειοδότησης και κατόπιν αποκλειστικής χρήσης του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος οδηγείται στα όριά του, καθώς πλέον πολύ λίγες περιοχές του φάσματος είναι ελεύθερες. Ωστόσο, αρκετές έρευνες που πραγματοποιήθηκαν από οργανισμούς όπως η Ομοσπονδιακή Επιτροπή Επικοινωνιών (Federal Communications Commission – FCC) στην Αμερική κατέδειξαν ότι μεγάλες περιοχές του ήδη αδειοδοτημένου φάσματος παραμένουν ανενεργές για σημαντικά χρονικά διαστήματα σε ορισμένες γεωγραφικές περιοχές. Μια νέα επαναστατική τεχνολογία που αποσκοπεί στην αποδοτικότερη χρησιμοποίηση του φάσματος είναι οι Γνωστικές Επικοινωνίες (Cognitive Radio). Η τεχνολογία αυτή θα υποστηρίζει “έξυπνα” τερματικά τα οποία θα είναι ενήμερα για το ασύρματο περιβάλλον τους και, ανάλογα με τις επικρατούσες συνθήκες και τις ανάγκες των χρηστών θα προσαρμόζουν κάποιες παραμέτρους της μετάδοσής τους, με πιο σημαντική την μπάντα μετάδοσης. Με άλλα λόγια, ένα Cognitive Radio θα ανιχνεύει το φάσμα και θα εντοπίζει φασματικές οπές (spectrum holes), περιοχές δηλαδή του φάσματος που τη δεδομένη στιγμή δεν χρησιμοποιούνται από τον πρωταρχικό χρήστη τους, και θα χρησιμοποιεί αυτές τις οπές για να μεταδώσει πληροφορία. Επιπλέον, το Cognitive Radio θα είναι ικανό να αναγνωρίζει ακριβώς τα συστήματα επικοινωνίας που υπάρχουν γύρω του (3G, WLAN,...) και θα μπορεί να συνδέεται σε αυτά, εφ' όσον ο χρήστης διαθέτει την κατάλληλη άδεια. Από τα παραπάνω γίνεται φανερό ότι ένα πολύ σημαντικό κομμάτι των γνωστικών επικοινωνιών είναι η ανίχνευση του φάσματος (spectrum sensing). Έχουν προταθεί αρκετοί αλγόριθμοι οι οποίοι είτε ανιχνεύουν την παρουσία πρωτεύοντος χρήστη, είτε κάνουν μια πιο λεπτομερή εκτίμηση του φάσματος αποσκοπώντας στην ταυτοποίηση του παρόντος τηλεπικοινωνιακού συστήματος. Επίσης ενδιαφέρον παρουσιάζει και η δυνατότητα συνεργασίας μεταξύ πολλών χρηστών κατά την ανίχνευση, η οποία έχει αποδειχθεί ότι παρέχει ανοσία σε φαινόμενα όπως multipath fading και shadowing. Σε αυτή την εργασία μελετάται και υλοποιείται μία τεχνική ανίχνευσης φάσματος και ταυτοποίησης σήματος, η οποία αξιοποιεί την a priori διαθέσιμη πληροφορία για τα πρωτεύοντα σήματα (εύρος ζώνης, κεντρική συχνότητα) για να αναγνωρίσει τον τύπο του σήματος. Η τεχνική εφαρμόζεται επίσης σε ένα συνεργατικό σενάριο, όπου πολλοί δευτερεύοντες χρήστες ανταλλάσσουν πληροφορία με στόχο την ακριβέστερη εκτίμηση του φάσματος. Διαπιστώνεται ότι η τεχνική καταφέρνει να διακρίνει μεταξύ διαφορετικών σημάτων, ακόμα και όταν αυτά επικαλύπτονται μερικώς στη συχνότητα. Επιπλέον, η συνεργασία οδηγεί σε μεγαλύτερη πιθανότητα ανίχνευσης και σε λιγότερα σφάλματα ταυτοποίησης. / In recent years, there has been a rapid increase in the number of wireless telecommunications systems and relevant applications. After these developments, the traditional system of licensing and exclusive use of the radio spectrum is driven to its limits, since very few regions of the spectrum are free anymore. However, a number of measurements performed by organizations such as the Federal Communications Commission (FCC) in the USA have shown that large regions of licensed spectrum remain idle for significant portions of time, in certain geographic areas. Cognitive Radio is a new, revolutionary technology that aims in more efficient use of the spectrum. This technology supports “intelligent” terminals which are aware of their wireless environment and, depending on present circumstances and user needs they can adjust certain parameters of their transmissions, mainly the transmission band. In other words, a Cognitive Radio senses the radio spectrum and detects spectrum holes, i.e. regions of the spectrum that are currently not used by their primary user, and uses these holes to transmit. In addition, Cognitive Radio is expected to be able to identify the communication systems in its environment and connect to them, as long as the user has proper authorization. It then becomes obvious that spectrum sensing is a very important part of Cognitive Radio. A number of algorithms have been proposed that either detect the presence of a primary user, or perform a more detailed estimation of the spectrum in order to accurately identify the current communication standard. The possibility of cooperation between many users during sensing has also attracted interest, since it has proven to provide immunity against channel effects such as multipath fading and shadowing. In this work, a spectrum sensing and signal identification technique is studied and implemented that takes advantage of a priori information available about the primary systems (signal bandwidth, center frequency), in order to characterize the signal type. The technique is also applied to a collaborative scenario, where many secondary users exchange information to more accurately estimate the spectrum. It is seen that this technique is able to distinguish different signals, even when they partially overlap in frequency. Furthermore, it is shown that cooperation leads to a greater probability of detection and a lower identification error rate.

Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετά την ανίχνευση και παρακολούθηση της κίνησης των ανθρώπων μέσα από δίκτυα καμερών. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η υλοποίηση ενός συστήματος ανίχνευσης , παρακολούθησης εκ νέου ταυτοποίησης των ανθρώπων που διέρχονται μέσα από ένα δίκτυο καμερών καθώς και να προτείνει ένα μοντέλο για την κατανόηση της τοπολογίας του δικτύου των καμερών. Το κύριο πρόβλημα υποδιαιρείται σε τρία επιμέρους υπό – προβλήματα. Το πρώτο αφορά την ανίχνευση κίνησης. Το δεύτερο την παρακολούθηση των ανθρώπων και τέλος το τρίτο αφορά την αντιστοίχηση τους μεταξύ των καμερών. Σαν αποτέλεσμα στο τέλος έχουμε για κάθε άνθρωπο το μονοπάτι που διέγραψε μέσα στο δίκτυο. Η Ανίχνευση κίνησης υλοποιείται με αφαίρεση φόντου. Η παρακολούθηση υλοποιείται με δύο χαρακτηριστικά, αυτά του κέντρου μάζας και του χρωματικού ιστογράμματος. Η τοπολογία του δικτύου ανακαλύπτεται με ένα μοντέλο που καταγράφει σημεία εισόδου και εξόδου συσχετισμένα με την αντίστοιχη κάμερα από την οποία εισήλθαν ή στην οποία εξήλθαν αντίστοιχα οι άνθρωποι. Κατόπιν γίνεται αντιστοίχηση των σημείων αυτών στις κρίσιμες περιοχές της κάθε κάμερας και η πλειοψηφία των συσχετίσεων τους ορίζει την επικοινωνούσα , για αυτές τις περιοχές , κάμερα. Τέλος γίνεται η αντιστοίχηση των διαδρομών μεταξύ καμερών με έλεγχο χώρο-χρονικών χαρακτηριστικών και χαρακτηριστικών εμφάνισης. Το σύστημα υλοποιήθηκε σε Matlab και έτρεξε σε Intel i7 με συχνότητα 2.93 Ghz και 8GB μνήμης ram. Οι αλγόριθμοι λειτούργησαν ικανοποιητικά με πολύ καλά αποτελέσματα, και μπορούν να περάσουν ως είσοδοι σε πληθώρα εφαρμογών υψηλοτέρου επιπέδου που έχουν ως σκοπό την αναγνώριση της ανθρώπινης δραστηριότητας και την κατανόηση συμπεριφοράς. / This thesis deals with the detection and motion tracking through camera networks. Its purpose is to implement a system for monitoring human movement and perform re-identification in camera networks. It also proposes a model for discovering the topology of cameras network. The main problem is divided into three sub – problems. The first one deals with motion detection , the second one tracks every human located in the plane, and finally the third one has to do with the re-identification between the cameras. As a result we find and identify all human’s paths traced in the network. At first we start with detection that involves also background subtraction. The background is recovered in a dynamic way at every frame and involves median selection. Tracking is accomplished using two features, the centroid and the color histogram. Network topology is discovered from a model which reports entry and exit points associated with the corresponding camera. The system is implemented in Matlab and runs on Intel i7 with frequency 2.93 Ghz and 8GB of ram. The algorithms perform well producing very good results, and can be fed as inputs to a variety of applications that deal with problems related to higher level recognition of human activity and behavior understanding.

Η αυτόματη ταυτοποίηση εικόνων δακτυλικών αποτυπωμάτων αποτελεί ένα δύσκολο και πολυδιάστατο πρόβλημα, το οποίο έχει απασχολήσει πλήθος ερευνητών και για το οποίο έχει αναπτυχθεί μεγάλος αριθμός τεχνικών. Η δυσκολία του προβλήματος έγκειται στο γεγονός ότι οι εικόνες των αποτυπωμάτων είναι σε μεγάλο ποσοστό αλλοιωμένες ή ακόμα σε κάποιες περιπτώσεις δεν είναι διαθέσιμη η πλήρης εικόνα του αποτυπώματος, αλλά μόνο ένα μέρος αυτής. Στη συγκεκριμένη διατριβή, προτείνονται δύο μέθοδοι αυτόματης ταυτοποίησης δακτυλικών αποτυπωμάτων: α) η μέθοδος ταυτοποίησης δακτυλικών αποτυπωμάτων με χρήση τεχνικών ευθυγράμμισης και β) μέθοδος ταυτοποίησης δακτυλικών αποτυπωμάτων από το συνδυασμό του Δικτύου Αυτό-Οργανούμενων Δικτύων του Kohonen και του ορισμού των σημείων μικρολεπτομερειών των αποτυπωμάτων ως νευρώνων του δικτύου. Επιπλέον, ιδιαίτερη βαρύτητα δόθηκε στην προεπεξεργασία των εικόνων των δακτυλικών αποτυπωμάτων βάσει της ανάπτυξης και εφαρμογής κατάλληλων τεχνικών επεξεργασίας εικόνων προκειμένου να προκύψει βελτίωση της ποιότητας της εικόνας του δακτυλικού αποτυπώματος και να εξαχθούν οι μικρολεπτομέρειες που χρησιμοποιούνται για την ταύτιση των δακτυλικών αποτυπωμάτων. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής, χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα δακτυλικών αποτυπωμάτων από τις βάσεις VeriFingerSample_DB της Neurotechnology και η DB3 του διαγωνισμού δακτυλικών αποτυπωμάτων FVC2004. Για την ποσοτική αποτίμηση της απόδοσης των προτεινόμενων μεθόδων χρησιμοποιήθηκε το κριτήριο της Αναλογίας Ίσου Σφάλματος (EqualErrorRate – EER). Σύμφωνα με το κριτήριο αυτό, η μέθοδος ταυτοποίησης δακτυλικών αποτυπωμάτων βάσει του Δικτύου Αυτό-Οργανούμενων Δικτύων παρείχε καλύτερα αποτελέσματα σε σύγκριση με οποιαδήποτε μέθοδο ευθυγράμμισης που εφαρμόστηκε. / Automatic Fingerprint Identification is a difficult and multidimensional problem. For this reason, the number of papers and techniques regarding this issue is numerous. The hardness of the problem lies with the fact that there is a large percentage of corrupted and partial fingerprint images. Throughout this Thesis, two methods were proposed for the Automatic Fingerprint Identification: a) the Automatic Fingerprint Identification based on registration techniques and b) the Automatic Fingerprint Identification based on the theory of Self Organizing Maps of Kohonen, setting the minutiae of the fingerprint images as input neurons of the Map. Furthermore, an important step prior to the application of the proposed automatic fingerprint identification methods is the pre-processing of these images by the development and implementation of a series of image processing techniques in order to enhance the image quality and to extract the minutiae which are then used for the fingerprint identification. In this Thesis, a substantial number of fingerprint images were used from the database VeriFingerSample_DB kai from the database DB3 of the competition FVC2004. The quantitative evaluation of both proposed automatic fingerprint identification methods were based on the Equal Error Rate (EER) criterion. According to this, the Automatic Fingerprint Identification based on the Self Organizing Maps outperformed against any other method based on registration techniques.

Τρεις ευρέως χρησιμοποιούμενες μέθοδοι τυποποίησης, μια βιοχημική (API20NE), μια φαινοτυπική (SDS-PAGE) και μια μοριακή (RAPD) χρησιμοποιήθηκαν για την ταυτοποίηση και ταξινόμηση 160 περιβαλλοντικών ψευδομονάδων που απομονώθηκαν από το υδάτινο περιβάλλον της Νοτιοδυτικής Ελλάδας και συγκεκριμένα από εμφιαλωμένα νερά (46%), νερά δικτύου ύδρευσης (16%), κολυμβητικών δεξαμενών (9%) και θαλασσών (29%). Οι ψευδομονάδες ταυτοποιήθηκαν με βάση το βιοχημικό τους αποτύπωμα δια μέσου του συστήματος ΑΡΙ20ΝΕ, και στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε ηλεκτροφόρηση των ολικών πρωτεϊνών τους (SDS-PAGE) και σε ανάλυση του γενετικού τους υλικού με τη μέθοδο RAPD (Random Amplified Polymorphic DNAs) με χρήση δύο διαφορετικών δεκαμερών εκκινητών (primers). Το σύστημα API20NE ταυτοποίησε το 88% των στελεχών διακρίνοντας 14 ομάδες-είδη, ενώ η SDS-PAGE ταξινόμησε το 98.1% σε 20 ομάδες και η RAPD το 94% των στελεχών σε 22 και 34 ομάδες, με εκκινητή τον OPA-13 και τον OPD-13 αντίστοιχα. Η ταξινόμηση προέκυψε με εφαρμογή της ανάλυσης κατά συστάδες (cluster analysis) των αποτυπωμάτων (πρωτεϊνικών και γενετικών) που παρήγαγαν τα στελέχη. Τα 20 στελέχη που δεν ταυτοποιήθηκαν σε επίπεδο είδους με το API20NE, ταξινομήθηκαν με την SDS-PAGE σε ποσοστό 100%, ενώ με την RAPD σε ποσοστό 90%. Οι τρεις μέθοδοι συγκρίθηκαν ως προς την επαναληψιμότητα (reproducibility), την ικανότητα τυποποίησης (typeability) και τη διακριτική ικανότητα (discriminatory power). Την μεγαλύτερη επαναληψιμότητα έδωσαν το API20NE και η RAPD με τον εκκινητή OPA-13, την μεγαλύτερη ικανότητα τυποποίησης η SDS-PAGE, ενώ τη μεγαλύτερη διακριτική ικανότητα έδωσε η RAPD με τον εκκινητή OPD-13. Η πλέον σωστή ταξινόμηση, όπως προέκυψε από τη διακριτή ανάλυση, επιτεύχθη με τη μέθοδο SDS-PAGE. Η παρούσα εργασία αποδεικνύει ότι τα βιοχημικά συστήματα ταυτοποίησης (όπως το API20NE) μπορούν να χρησιμοποιηθούν με αξιοπιστία μόνο για αδρή αναγνώριση των περιβαλλοντικών ψευδομονάδων. Πληροφορίες σε βάθος για την ταυτότητα και τη φύση τους μπορούν να εξαχθούν με τη περαιτέρω εφαρμογή ηλεκτροφορητικών και μοριακών μεθόδων. Δεδομένης της ευρείας διασποράς, της ετερογένειας και της, έστω και δυνητικής, παθογόνου δράσης των ψευδομονάδων, είναι σημαντικό, από πλευράς δημόσιας υγείας, ο προσδιορισμός της ταυτότητάς τους να γίνεται με συνδυασμένη εφαρμογή βιοχημικών, ηλεκτροφορητικών και μοριακών μεθόδων ώστε να καθίσταται δυνατή η αναγνώριση στελεχών που μπορούν να αποτελέσουν αιτιολογικούς παράγοντες ασθενειών, ιδιαίτερα σε ομάδες υψηλού κινδύνου. / Three broadly used typing techniques, one biochemical (API20NE), one phenotypic (SDS-PAGE) and one molecular (RAPD), were employed for the identification and taxonomy of 160 environmental pseudomonas isolated from the aquatic environment in Southwestern Greece. In particular, the isolates were obtained from bottled waters (46%), potable waters (16%), waters from swimming pools (9%) and seawaters (29%). The isolates were identified by the system API20NE and then subjected to whole-cell protein electrophoresis (SDS-PAGE) and Random Amplified Polymorphic DNAs (RAPD) using two 10-mer primers. The API20NE system identified 88% of the whole bacterial population and classified them in 14 species, while SDS-PAGE classified 98.1% of the isolates in 20 groups and RAPD classified 94% of the strains in 22 groups using the primer OPA-13 and 34 groups using the primer OPD-13. The classification was achieved by applying cluster analysis in the protein or RAPD fingerprints of the isolates. Twenty isolates that could not be identified by the API20NE system, at least to the species level, were classified by the SDS-PAGE and the RAPD in a percentage of 100% and 90%, respectively. The reproducibility, typeability and discriminatory power of the three methods were compared to evaluate their application. The API20NE and the RAPD assay with primer OPA-13 showed better reproducibility in comparison with the other methods; the higher typeability was achieved by the SDS-PAGE assay while the higher discriminatory power was that obtained by the RAPD method with the primer OPD-13. The SDS-PAGE gave the higher percentage of “correctly classified” isolates, as it was assessed by discriminant analysis. This study shows that the rapid identification systems, such as the API20NE, may be reliable only for a rough characterization of environmental Pseudomonas. In order to acquire further information about their identities, other phenotypic and molecular techniques have to be applied. Given the ubiquity, heterogeneity and pathogenicity, either established or potential, of the environmental pseudomonas it is important, from a public health point of view, to monitor the identities of environmental Pseudomonas isolates using the combination of specific methods, so as to be possible for strains, which can serve as causative agents of diseases, especially in high risk population, to be recognizable.

Μία από τις βασικές προκλήσεις στο μουσικό αυτοσχεδιασμό είναι ο διαδραστικός αυτοσχεδιασμός μεταξύ ενός ανθρώπου και ενός συστήματος. Στη παρούσα ενότητα παρουσιάζουμε ένα μουσικό διαδραστικό σύστημα (Πολύμνια) ως συνεχιστή της μελωδίας (as melody continuator). Για κάθε μουσικό πρότυπο (pattern) που έχει δοθεί από το χρήστη, το ευφυές σύστημα ανακαλεί ένα όμοιο (similar) γενικό πρότυπο που είναι αποθηκευμένο στη βάση του (database) και το οποίο το αναμορφώνει ανάλογα (reform). Το προτεινόμενο σύστημα κατευθύνει τη μουσική αναπαράσταση και την ομοιότητα του μουσικού προτύπου (musical pattern similarity) στη χρήση της εξόρυξης δεδομένων (data mining). Προτείνουμε ένα σχήμα μουσικής αναπαράστασης το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ανάλυση εξόρυξης δεδομένων (data mining analysis) η οποία στοχεύει στη μάθηση γενικών προτύπων και για τη συχνότητα και για τη διάρκεια σε συγκεκριμένα είδη μουσικής (music styles). Η εξόρυξη δεδομένων είναι μια αναδυόμενη διαδικασία μηχανικής μάθησης με την εξαγωγή προηγουμένως άγνωστων, αγώγιμων (actionable) πληροφοριών από πολύ μεγάλες επιστημονικές και εμπορικές βάσεις δεδομένων. Η μηχανική μάθηση (machine learning) έχει παίξει έναν κρίσιμο ρόλο στη υπολογιστική μουσική (computer music) σχεδόν από την αρχή της. Πρόσφατα η έρευνα στο πεδίο έχει εστιαστεί στην εξόρυξη μουσικής (music mining). Παρουσιάζουμε επίσης πειραματικά αποτελέσματα για έλεγχο και αξιολόγηση της αποδοτικότητας (efficiency) και της ακρίβειας του προτεινόμενου συστήματος «Πολύμνια». / One of the main challenges in music improvisation is interactive improvisation between a human and a system. In this thesis we present a musical interactive system (called polyhymnia) acting as melody continuator. For each musical pattern given by the user, it recalls a similar general pattern stored in its memory and reforms it. The proposed system addresses music representation and musical pattern similarity using data mining. We propose a scheme for monophonic music representation as traditional data sets suitable for common data mining algorithms and investigate the application of clustering similarity measures to musical pattern similarity. Data Mining is an emerging machine learning process of extracting previously unknown, actionable information from very large scientific and commercial databases. Machine learning has played a crucial role in the computer music almost since its beginning. Recently, research in the field has focused on music mining. We also present experimental results for testing and evaluating the efficiency and accuracy of the proposed system “polyhymnia”.

Τα πεπτίδια, είτε ως πρωτεϊνικά θραύσματα είτε ως φυσικές οντότητες, χαρακτηρίζονται από την ακολουθία τους και από τα λειτουργικά τους χαρακτηριστικά. Ο σκοπός αυτής της Διδακτορικής Διατριβής είναι η ανάπτυξη μιας μεθοδολογίας εξόρυξης δεδομένων για μοναδικά tags και πεπτιδικά/πρωτεϊνικά χαρακτηριστικά του ανθρώπινου πρωτεώματος καθώς επίσης η ανάλυση και η εφαρμογή αυτών των βιολογικών δεδομένων σε πρωτεϊνες που σχετίζονται με τον καρκίνο. Δημιουργήθηκε μια αποθήκη αρχείων η οποία περιέχει μοριακά βάρη με ακρίβεια 0.01 Da που συνδέονται με τις αντίστοιχες πεπτιδικές ακολουθίες ανθρώπινων πρωτεϊνών της Swiss-Prot βάσης. Αυτές οι πρωτεϊνες διασπάστηκαν εξαντλητικά παρέχοντας ανεξαρτησία στις πεπτιδικές ακολουθίες από άλλες μεθόδους που βασίζονται στην ενζυματική διάσπαση. Από αυτήν την αποθήκη δεδομένων, διαχωρίστηκαν τα μοριακά βάρη που είναι μοναδικά και φτάνουν μέχρι τα 10 kDa καθώς και οι μοναδικές πεπτιδικές ακολουθίες (μέχρι 10 kDa). Στα πλαίσια της αξιοποίησης των δεδομένων εξόρυξης για την ταυτοποίηση των πρωτεϊνών, αναπτύχθηκε μια ευρέως διαθέσιμη διαδικτυακή εφαρμογή όπου γίνεται η αντιστοίχιση των μοριακών βαρών υψηλής ανάλυσης με πεπτίδια και πρωτεϊνες. Μια ακόμη διαδικτυακή εφαρμογή αναπτύχθηκε για να προσφέρει την πληροφορία της μοναδικότητας των μοριακών βαρών και των πεπτιδικών ακολουθιών στο ανθρώπινο πρωτέωμα. Η εφαρμογή μπορεί να αναζητήσει μοναδικά πρωτεϊνικά θραύσματα που προκύπτουν από την εζυματική διάσπαση πρωτεϊνών και να προσφέρει την πληροφορία για όλα τα μοναδικά μοριακά βάρη και τις μοναδικές πεπτιδικές ακολουθίες που περιέχονται σε μια πρωτεϊνη. Πολλές φορές χρειάζεται η μαζική διαχείριση των πεπτιδίων από λίστες. Για το σκοπό αυτό, αναπτύχθηκε ένας web server ο οποίος διαχειρίζεται τις πεπτιδικές λίστες, αναλύοντας τα χαρακτηριστικά των πεπτιδίων και ομαδοποιώντας τα πεπτίδια σύμφωνα μα αυτά τα χαρακτηριστικά, ενώ οπτικοποιείται η ομαδοποίηση με την χρήση ενός java applet. Το PepServe είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την κατανόηση της κατανομής των πεπτιδικών χαρακτηριστικών για ένα σύνολο πεπτιδίων. Τέλος, αναλύθηκαν σύνολα πρωτεϊνών που σχετίζονται με διάφορες περιπτώσεις καρκίνων, για πεπτιδικά χαρακτηριστικά. Αυτή η ανάλυση έχει σκοπό την εύρεση πιθανών προτιμήσεων σε χαρακτηριστικά και την εύρεση μοναδικών tags των πρωτεϊνών που σχετίζονται με καρκίνους. Τα μοναδικά tags μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην ανακάλυψη βιοδεικτών και την ανάπτυξη νεων φαρμάκων για την πιο αποτελεσματική διάγνωση και θεραπεία. / Peptides, either as protein fragments or as naturally occurring entities are characterized by their sequence and function features. The purpose of the present Ph.D. thesis is to develop a datamining method for unique tags and peptide/protein characteristics in the human proteome and to analyze and apply the derived biological data in cancer-related proteins. A file repository has been created, containing indexed information that relates molecular masses with an accuracy of 0.01 Da to the corresponding peptides existing in human proteins. These proteins have been deposited in a completely digested protein database (Swiss-Prot) providing independence from any specific enzyme/digestion method. From this repository, the unique molecular masses, ranging from 1 to 10 kDa, and the unique peptide sequences from all the possible sequence fragments (up to 10 kDa) have been mined. A publicly available web application has been developed which facilitates a high resolution mapping of measured molecular masses to peptides and proteins, irrespectively of the enzyme/digestion method used. Μulti-filtering may be applied in terms of measured mass tolerance, molecular mass and isoelectric point range as well as pattern matching to refine the results In addition, another publicly available web application has been developed that offers information concerning the uniqueness of molecular masses and peptide sequences in the human proteome. The application is able to search for unique protein fragments derived computationally from enzymatic digestion driven by certain enzymes. Furthermore, the application can list all the unique masses and peptides of a given protein. Through this application, researchers are able to find unique tags, either on a molecular mass level or on a sequence level. A web server has beed developed that manages peptide lists in terms of feature analysis as well as interactive clustering and visualization of the given peptides. PepServe is a useful tool towards understanding peptide feature distribution among a group of peptides. Finally, cancer-related proteins have been analyzed producing peptide features and peptide feature’s sequence uniqueness resulting in some feature preferences and peptide unique tags. These unique tags can be used in biomarker discovery, and novel drug development for an efficient diagnosis and treatment.