スパースモデリングを用いたビッグデータのIn-situ可視化

• Project Area: Initiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling
• Project/Area Number: 26120534
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: BI CHONGKE 国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究機構, 特別研究員 (10640930)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2015: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2014: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: スパースモデリング / In-situ可視化 / データ圧縮 / 並列化 / ビッグデータ / POD手法

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，シミュレーションと同時に研究者が結果を見るためのIn-situ可視化手法を研究した。そのため，スパースモデリングを用いて，ビッグデータの内在構造を分析して圧縮比と誤差を制御するとともに，高並列性を持つデータ圧縮手法を提案した｡

今年度は，提案した並列圧縮手法と実際のシミュレーションを組み合わせた，In-situ可視化手法を提案した。その実現のために，圧縮アルゴリズム，データ共有方法，インタラクティブなレンダリング手法の三つの課題を研究した。まず，圧縮アルゴリズムは，去年提案したポスト処理用の「m－swap」という並列圧縮手法をローカル空間に適用した。つまり，シミュレーションしながら，最初の数タイムステップに対して小さなグループを作り，グループ内でデータを圧縮する。その後もグループ毎に順次圧縮する。最終的には，グループとグループ間も再帰的に処理を繰り返して圧縮を行う。次に，シミュレーションと圧縮の間のデータ共有手法を提案した。データの規模に応じて「コード共有」，「メモリ共有」，「ハードディスク共有」三つのデータ共有の手法を提案した。この三つは効率が異なる。最後のインタラクティブなレンダリングについては，「HIVE（The Heterogeneously Integrated Visualization Environment System）」可視化フレームワークを利用した。

上記に提案した手法を「京」コンピューターで評価実験を行った。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Modeling Uyghur Speech Phenomena with Morphological Rules (2015)
  • Author(s): Huatian Xue, Ronghui Zhang, Haiwei Wang, Wenxiao Zeng, Chongke Bi
  • Journal Title: Recent Patents on Computer Science Volume: 8 Issue: 1 Pages: 58-66
  • DOI: 10.2174/2213275907666141027213855
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Fluid Data Compression and ROI Detection Using Run Length Method (2014)
  • Author(s): Shota Ishikawa, Haiyuan Wu, Chongke Bi, Qian Chen, Hirokazu Taki, Kenji Ono
  • Journal Title: Procedia Computer Science Volume: 35 Pages: 1284-1291
  • DOI: 10.1016/j.procs.2014.08.228
  • Peer Reviewed
• [Presentation] HIVE: A Visualization and Analysis Framework for Large-Scale Simulations on the K Compuer (2016)
  • Author(s): Jordi Nonaka, Kenji Ono, Chongke Bi, Daisuke Sakurai, Masahiro Fujita, Kentaro Oku, Tomohiro Kawanabe
  • Organizer: The 9th IEEE Pacific Visualization Symposium
  • Place of Presentation: Taipei, Taiwan
  • Year and Date: 2016-04-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Compression Based Interactive In-situ Visualization for Large-Scale Simulations (2016)
  • Author(s): Chongke Bi
  • Organizer: 「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」 2015 年度公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸大学統合研究拠点 （兵庫県神戸市中央区）
  • Year and Date: 2016-03-06
• [Presentation] Interactive In-Situ Visualization for Large-Scale Simulation on the K Computer (2015)
  • Author(s): Chongke Bi
  • Organizer: International Meeting on "High-Dimensional Data Driven Science"
  • Place of Presentation: メルパルク京都 （京都府京都市下京区）
  • Year and Date: 2015-12-14
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Person Re-Identification Using Color Enhancing Feature (2015)
  • Author(s): Peng Li, Haiyuan Wu, Qian Chen, Chongke Bi
  • Organizer: The 3rd IAPR Asian Conference on Pattern Recognition
  • Place of Presentation: Kuala Lumpur, Malaysia
  • Year and Date: 2015-11-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] スパースモデリングを用いたビッグデータのIn-Situ可視化 (2015)
  • Author(s): Chongke Bi
  • Organizer: 「スパースモデリングの深化と高次元データ駆動科学の創成」第三回領域会議
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学 三田キャンパス （東京都港区）
  • Year and Date: 2015-07-12
• [Presentation] Parallel POD Compression of Time-Varying Big Datasets Using m-Swap on the K Computer (2014)
  • Author(s): Chongke Bi, Kenji Ono, Lu Yang
  • Organizer: 2014 IEEE International Congress on Big Data
  • Place of Presentation: Anchorage, AK, USA
  • Year and Date: 2014-06-27 – 2014-07-02
• [Presentation] A Study of Parallel Data Compression Using Proper Orthogonal Decomposition on the K Computer (2014)
  • Author(s): Chongke Bi, Kenji Ono, Kwan-Liu Ma, Haiyuan Wu, Toshiyuki Imamura
  • Organizer: Eurographics Symposium on Parallel Graphics and Visualization 2014
  • Place of Presentation: Swansea, Wales, United Kingdom
  • Year and Date: 2014-06-09 – 2014-06-10
• [Presentation] 2-3-4 Decomposition Method for Large-Scale Parallel Image Composition with Arbitrary Number of Nodes (2014)
  • Author(s): Jorji Nonaka, Chongke Bi, Kenji Ono, Masahiro Fujita
  • Organizer: IEEE The 2014 First International Conference on Systems Informatics, Modelling and Simulation
  • Place of Presentation: Sheffield, United Kingdom
  • Year and Date: 2014-04-29 – 2014-05-01