published_or_final_version / Electrical and Electronic Engineering / Doctoral / Doctor of Philosophy

Στις μέρες μας η χρήση των κινητών συσκευών έχει σημειώσει αλματώδη ανάπτυξη και έχει γίνει αναπόσπαστο κομμάτι της καθημερινότητάς μας. Οι κινητές συσκευές με το πλήθος διαθέσιμων εφαρμογών και δυνατοτήτων που διαθέτουν, καθώς και με τη δυνατότητα πρόσβασης στο Διαδίκτυο, τείνουν να αντικαταστήσουν τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές καθώς και μια πληθώρα άλλων συσκευών. Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία προτείνουμε και υλοποιούμε ένα σύστημα, το οποίο κινείται στα πλαίσια των τεχνολογιών κινητού υπολογισμού και σχεδιάστηκε για να χρησιμοποιείται από τους χρήστες προκειμένου να δέχονται προτάσεις προς επιλογή σχετικά με ταινίες. Το σύστημα αποτελείται από μία κινητή συσκευή η οποία επικοινωνεί με μια οντολογία με χρήση της τεχνολογίας των web services. Όταν ο χρήστης συνδέεται στο λογαριασμό του έχει τη δυνατότητα να πραγματοποιήσει δύο διαδικασίες οι οποίες λειτουργούν με διαφορετικό αλγόριθμο συστάσεων. Στόχος μας είναι να ελέγξουμε κατά πόσο ένα σύστημα συνεργατικών συστάσεων είναι πιο αποδοτικό από ένα σύστημα που λαμβάνει υπόψη το προσωπικό προφίλ ενός χρήστη. Στην παρούσα περίπτωση διαλέξαμε έναν συγκεκριμένο αριθμό ταινιών με παρόμοιο κριτήριο για χρονολογίες από το 2006 έως το 2014. Εφαρμόσαμε τον αλγόριθμο συνεργατικής σύστασης για ταινίες από το 2006 έως το 2010 και τον αλγόριθμο που βασίζεται στο προφίλ μόνο του συνδεδεμένου χρήστη για ταινίες από το 2011 έως το 2014 λαμβάνοντας μια αξιολόγηση για το καθένα. / Nowadays, the use of mobile devices has rapidly developed and has become an integral part of our daily lives. Mobile devices have now a great number of applications and features available, along with the internet accessibility, they tend to replace not only computers but also a variety of other devices. In this master thesis, we propose and implement a system that runs in the context of mobile computing technologies and is designed to be used in order to present to the user all the recommended for him movies. This program consists of a mobile device that communicates with an ontology through a web service. When the user signs in to his account, has the ability to hold two processes each one operating with a different recommendation engine. Our intention is to check whether a collaborative recommendation engine is more efficient than a system which takes into account only the personal profile of a user. In this case study we chose a certain number of films based on a standard for a period of time, from 2006 to 2014. We applied the collaborative recommendation engine to movies from 2006 to 2010 and the algorithm based on the profile of the user signed–into movies released from 2011 to 2014 taking an assessment for each.

Η ολοένα αυξανόμενη διείσδυση και χρήση του Internet παγκοσμίως έχει οδηγήσει στην επιτακτική ανάγκη ενός καλά ορισμένου και κοινά αποδεκτού τρόπου αναπαράστασης και ανταλλαγής της πληροφορίας στο διαδίκτυο. Όλο και περισσότερα ετερογενή συστήματα και πλατφόρμες χρειάζονται να ανταλλάξουν δεδομένα και πληροφορίες μεταξύ τους, με τρόπο καλά ορισμένο αλλά ταυτόχρονα δυναμικό και ελαστικό. H XML αναπτύχθηκε για να επιλύσει ακριβώς αυτό το πρόβλημα, της εινιαίας και καθολικά αποδεκτής αναπαράστασης της διακινούμενης πληροφορίας. Η ραγδαία αύξηση όμως του όγκου των δεδομένων που αναπαρίστανται σε XML δημιούργησε την ανάγκη αναζήτησης μέσα στην δενδρική δομή ενός ΧΜL εγγράφου για κάποια συγκεκριμένη πληροφορία. Η ανάγκη αυτή ταυτόχρονα με την ανάγκη για γρήγορη πρόσβαση στους κόμβους του ΧΜL δέντρου, οδήγησε σε διάφορα εξειδικευμένα ευρετήρια καθένα με διαφορετικά χαρακτηριστικά και δομή. Τα δεδομένα όμως στη σύγχρονη κοινωνία της πληροφόρησης δεν παραμένουν στατικά, αλλά διαρκώς αλλάζουν και μεταβάλλονται δυναμικά. Για να μπορέσουν να αναταποκριθούν στη δυναμική αυτή των δεδομένων, τα ευρετήρια θα πρέπει να έχουν τη δυνατότητα να μεταβάλλονται και αυτά δυναμικά και με ελάχιστο κόστος. Ταυτόχρονα με την ανάγκη αναζήτησης συγκεκριμένης πληροφορίας μέσα σε ένα σύνολο XML δεδομένων, γεννήθηκε και η ακριβώς αντίστροφη ανάγκη: το φιλτράρισμα ενός συνόλου XML δεδομένων διαμέσου κάποιων προτύπων και κανόνων ώστε να βρεθούν εκείνα τα δεδομένα που ταιριάζουν με τα αποθηκευμένα πρότυπα και κανόνες. Το πρόβλημα αυτό συναντάται κυρίως στα συστήματα publish/subscribe, στα οποία οι χρήστες ορίζουν τα ενδιαφέροντά τους και το σύστημα αναλαμβάνει να τους αποστέλλει μόνο πληροφορίες και δεδομένα σχετικά με τις προτιμήσεις τους. Η αναπαράσταση της πληροφορίας σε XML οδήγησε τα συστήματα αυτά να ενσωματώσουν αλγορίθμους φιλτραρίσματος των XML δεδομένων διαμέσου ενός συνόλου προτύπων και κανόνων που έχουν ορίσει εκ των προτέρων οι χρήστες του. Στα πλαίσια της μεταπτυχιακής αυτής εργασίας μελετάμε και συγκρίνουμε τις υπάρχουσες τεχνικές δυναμικής δεικτοδότησης και φιλτραρίσματος XML εγγράφων και παρουσιάζουμε έναν νέο, πρωτοποριακό αλγόριθμο φιλτραρίσματος που υπερτερεί των υπαρχόντων. / The increasingly use of Internet worldwide has led to the impulsory need of a standard, well-defined and wide-accepted information representation. More and more heterogeneous systems require exchanging data and information between them, in a well-defined, flexible and dynamic matter. XML was created in order to address the need of a standard and well-defined information representation. However, the boom of information capacity expressed in XML has rised a new problem: that of searching among a huge XML data for a specific information. This problem along with the need of efficient access to the nodes of an XML tree-structured document has led to the proposal of various heuristic indexes, each one with diferrent structure and features. However, because data do not remain static but change dynamically through time, the proposed indexes should have the flexibility to change dynamically accordingly to the data changes, with the minimal cost. Together with the problem of searching through a set of XML documents, a new problem has rised: that of filtering an XML document through a predefined set of patterns and rules. This problem comes from publish/subscribe systems where the users define their interests and preferences and the system undertakes to filter incoming information through the stored user profiles. The vast volume of XML-represented data and information has led those systems to incorporate XML filtering algorithms which filter the incoming XML data streams through the predefined user profiles.

The determination of the 3D motion of a camera and the 3D structure of the scene in which the camera is moving, known as the Structure from Motion (SFM) problem, is a central problem in computer vision. Specifically, the recursive (online) estimation is of major interest for robotics applications such as navigation and mapping. Many problems still hinder the deployment of SFM in real-life applications namely, (1) the robustness to noise, outliers and ambiguous motions, (2) the numerical tractability with a large number of features and (3) the cases of rapidly varying camera velocities. Towards solving those problems, this research presents the following four contributions that can be used individually, together, or combined with other approaches. A motion-only filter is devised by capitalizing on algebraic threading constraints. This filter efficiently integrates information over multiple frames achieving a performance comparable to the best state of the art filters. However, unlike other filter based approaches, it is not affected by large baselines (displacement between camera centers). An approach is introduced to incorporate, with only a small computational overhead, a large number of frame-to-frame features (i.e., features that are matched only in pairs of consecutive frames) in any analytic filter. The computational overhead grows linearly with the number of added frame-to-frame features and the experimental results show an increased accuracy and consistency. A novel filtering approach scalable to accommodate a large number of features is proposed. This approach achieves both the scalability of the state of the art filter in scalability and the accuracy of the state of the art filter in accuracy. A solution to the problem of prediction over large baselines in monocular Bayesian filters is presented. This problem is due to the fact that a simple prediction, using constant velocity models for example, is not suitable for large baselines, and the projections of the 3D points that are in the state vector can not be used in the prediction due to the need of preserving the statistical independence of the prediction and update steps.

No description available.

No description available.

Evolutionary history has been recognized as an important factor in studying ecological communities. Lake fish communities have had limited consideration from a community phylogenetics perspective and present the opportunity to include trophic interactions in the analysis. For the species under study, I used known phylogenies from the literature and genetic information to determine relative branch lengths and phylogenetic relationships by Bayesian inference. Using the resultant phylogenetic tree and fish community data, the phylogenetic community structure was determined for the lakes in the Manitoulin Island and LaCloche regions of Ontario, Canada. Evidence of phylogenetic structuring was found, particularly associated with piscivory, winter hypoxia tolerance, and thermal preferences for deep coldwater lakes. Although the majority of the lakes were weakly structured from a phylogenetic perspective, significant trends were nonetheless apparent; especially when further informed by examining species-specific trends, demonstrating that evolutionary history can play a role in structuring freshwater fish communities.

Evolutionary history has been recognized as an important factor in studying ecological communities. Lake fish communities have had limited consideration from a community phylogenetics perspective and present the opportunity to include trophic interactions in the analysis. For the species under study, I used known phylogenies from the literature and genetic information to determine relative branch lengths and phylogenetic relationships by Bayesian inference. Using the resultant phylogenetic tree and fish community data, the phylogenetic community structure was determined for the lakes in the Manitoulin Island and LaCloche regions of Ontario, Canada. Evidence of phylogenetic structuring was found, particularly associated with piscivory, winter hypoxia tolerance, and thermal preferences for deep coldwater lakes. Although the majority of the lakes were weakly structured from a phylogenetic perspective, significant trends were nonetheless apparent; especially when further informed by examining species-specific trends, demonstrating that evolutionary history can play a role in structuring freshwater fish communities.

No description available.

Time-frequency analysis for non-linear and non-stationary signals is extraordinarily challenging. To capture the changes in these types of signals, it is necessary for the analysis methods to be local, adaptive and stable. In recent years, decomposition based analysis methods were developed by different researchers to deal with non-linear and non-stationary signals. These methods share the feature that a signal is decomposed into finite number of components on which the time-frequency analysis can be applied. Differences lie in the strategies to extract these components: by iteration or by optimization. However, considering the requirements of being local, adaptive and stable, neither of these decompositions are perfectly satisfactory. Motivated to find a local, adaptive and stable decomposition of a signal, this thesis presents Adaptive Local Iterative Filtering (ALIF) algorithm. The adaptivity is obtained having the filter lengths being determined by the signal itself. The locality is ensured by the filter we designed based on a PDE model. The stability of this algorithm is shown and the convergence is proved. Moreover, we also propose a local definition for the instantaneous frequency in order to achieve a completely local analysis for non-linear and non-stationary signals. Examples show that this decomposition really helps in both simulated data analysis and real world application.