Dynamical Component Analysis zur Analyse hochdimensionaler Zeitreihen. Teilprojekt 1 Hochschule Ansbach
Die Extraktion wesentlicher Inhalte aus riesigen Datenmengen ist eine der großen Herausforderungen in unterschiedlichsten wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Bereichen. Das Projekt „Dynamical Component Analysis zur Analyse hochdimensionaler Zeitreihen“ erforscht die Analyse hochdimensionaler Zeitreihen und der Extraktion deterministischer Zusammenhänge mithilfe einer zu berechnenden Projektion in den relevanten nieder-dimensionalen Unterraum.
Das hierzu vor kurzem vorgeschlagene Verfahren, die Dynamical Component Analysis (DyCA), liefert die gesuchte Projektion nach Lösung eines verallgemeinerten Eigenwertproblems und der Auswahl der relevanten Eigenvektoren über Kriterien bzgl. der zugehörigen Eigenwerte.
Im Projekt erforschen die Julius-Maximilians-Universität Würzburg und die Hochschule Ansbach Grundlagen, Potenziale, Methoden und Grenzen der Anwendbarkeit des Verfahrens. DyCA kann perspektivisch in allen Anwendungsfeldern, die in Gebieten multivariater deterministischer Zeitreihen angesiedelt sind, Nutzen stiften. Mögliche Anwendungen können daher für so unterschiedliche Daten wie Wartungs- und Betriebsdaten, Wetterdaten über Strömungsdaten bis hin zu medizinischen Daten angesiedelt sein.
Im Vergleich zu etablierten Verfahren kann DyCA in geeigneten Anwendungen potenziell Zeit, Rechnerressourcen und somit Kosten sparen helfen. Zudem kann das Verfahren helfen, Daten einfacher zu visualisieren und so neue wissenschaftliche und technische Erkenntnisse ermöglichen.
Gemeinsam mit der BESA GmbH, Gräfelfing, wenden die Partner das Verfahren auf hochaufgelöste EEG-Daten für die medizinische Forschung und Diagnostik an. Eine weitere Musteranwendung ist auf dem Feld der Predictive Maintenance für Windkraftanlagen in Kooperation mit der Weidmüller Monitoring Systems GmbH.
Warmuth, Monika; Romberger, Philipp; Hüper, Knut; Uhl, Christian (2022)
ITISE 2022, 27. - 30.06.2022, Gran Canaria, Spanien.
Dynamical Component Analysis: Updated and improved algorithm, applications, and limitations
Kern, Moritz; Korn, Katharina; Uhl, Christian (2020)
Workshop Biosignale 2020. Kiel, 11.03.2020.
Dimensionsreduktion von EEG-Daten mit Dynamical Component Analysis (DyCA)
Uhl, Christian; Kern, Moritz; Warmuth, Monika; Seifert, Bastian (2020)
IEEE Open Journal of Signal Process 1, S. 230-241.
Subspace Detection and Blind Source Separation of Multivariate Signals by Dynamical Component Analysis (DyCA)
Open Access
Peer Reviewed
Frühauf, Christine; Kern, Moritz; Korn, Katharina; Uhl, Christian (2020)
Ansbacher Kaleidoskop 2020. Düren: Shaker Verlag (campus_edition Hochschule Ansbach) 2020, S. 192-209.
Dimension reduction methods: Principle Component Analysis (PCA), Dynamical Systems Based Modeling (DSBM) and Dynamical Component Analysis (DyCA)
Open Access
Uhl, Christian (2019)
Workshop on Applied Mathematics - Dynamical Systems. IT4Innovations National Supercomputing Center. Technical University of Ostrava, 01.10.2019.
Dimension reduction methods: Principle Component Analysis (PCA), Dynamical Systems Based Modeling (DSBM) and Dynamical Component Analysis (DyCA)
Kern, Moritz (2019)
Workshop on Applied Mathematics - Dynamical Systems. IT4Innovations National Supercomputing Center. Technical University of Ostrava, 01.10.2019.
Applications of DyCA
Romberger, Philipp; Warmuth, Monika; Uhl, Christian; Hüper, Knut (2022)
Proceedings of the Workshop Biosignal 2022, August 24th - 26th, Dresden .
A Matrix Formulation of Dynamical Component Analysis (DyCA)
Warmuth, Monika; Romberger, Philipp; Uhl, Christian; Hüper, Knut (2022)
Proceedings of the Workshop Biosignal 2022, August 24th - 26th, Dresden.
Robust Dynamical Component Analysis and its Application on Epileptic EEG and Motion Sense Data
Stiehl, Annika; Anselstetter, Fabienne; Ille, Nicole; Bornfleth, Harald; Geißelsöder, Stefan; Uhl, Christian (2022)
Stiehl, Annika; Anselstetter, Fabienne; Ille, Nicole; Bornfleth, Harald...
Abstracts of the 2022 Joint Annual Conference of the Austrian (ÖGBMT), German (VDE DGBMT) and Swiss (SSBE)Societies for Biomedical Engineering 67 (S1), S. 88.
Different montages and dimension reduction methods for EEG signal analysis of Interictal Epileptic Discharges
DOI: 10.1515/bmt-2022-2001
Open Access
Stiehl, Annika; Geißelsöder, Stefan; Ille, Nicole; Anselstetter, Fabienne; Bornfleth, Harald; Uhl, Christian (2022)
Stiehl, Annika; Geißelsöder, Stefan; Ille, Nicole; Anselstetter, Fabienne...
Proceedings of the Workshop Biosignale 2022 (24. - 26.08.2022).
Dimension reduction methods, persistent homology ans machine learning for EEG signal analysis of Interictal Epileptic Discharges
Romberger, Philipp; Warmuth, Monika; Uhl, Christian; Hüper, Knut (2022)
CONTROLO 2022. Lecture Notes in Electrical Engineering, Vol 930. Springer, Cham, S. 385-394.
Dynamical Component Analysis: Matrix Case and Differential Geometric Point of View
DOI: 10.1007/978-3-031-10047-5_34
Paglia, Chiara; Stiehl, Annika; Uhl, Christian (2022)
CONTROLO 2022. Lecture Notes in Electrical Engineering, Vol 930, Springer, Cham, S. 205-213.
Identification of Low-Dimensional Nonlinear Dynamics from High-Dimensional Simulated and Real-World Data
DOI: 10.1007/978-3-031-10047-5_18
Kern, Moritz; Uhl, Christian; Warmuth, Monika (2021)
CONTROLO 2020. Proceedings of the 14th APCA International Conference on Automatic Control and Soft Computing, July 1-3, 2020, Bragança, Portugal 14, S. 93-103.
A Comparative Study of Dynamic Mode Decomposition (DMD) and Dynamical Component Analysis (DyCA)
DOI: 10.1007/978-3-030-58653-9_9
Korn, Katharina; Seifert, Bastian; Uhl, Christian (2019)
2019 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing. Proceedings. Brighton, UK, 12.-17.05.2019. Piscataway, NJ: IEEE, S. 1100-1104.
Dynamical Component Analysis (DYCA) and Its Application on Epileptic EEG
DOI: 10.1109/ICASSP.2019.8682601
Open Access
Promotionen
Generalized Dynamical Component Analysis
| Doktorand / Doktorandin | Monika Warmuth |
|---|---|
| Forschungsschwerpunkt | Smart & Green Engineering |
| Zeitraum | 15.03.2024 - 15.06.2026 |
| Wissenschaftlich betreuende Person HS Ansbach | Prof. Dr. Christian Uhl |
| Einrichtungen |
Hochschule Ansbach - Fakultät Technik Hochschule Ansbach |
| Wissenschaftlich betreuende Person (extern) |
Verbundprojektleitung
Projektbearbeitung
T 0981 203633-29 philipp.romberger[at]hs-ansbach.de
T 0981 203633-28 monika.warmuth[at]hs-ansbach.de
Projektdauer
01.04.2020 - 31.03.2025Projektpartner
Projektträger
Projektförderung
Förderprogramm
BMBF Mathematik für Innovationen
Adressierte SDGs (Sustainable Development Goals)
