TimeTubesX：多次元時系列ブレーザー観測データの視覚解析

概要

TimeTubesXは，多次元時系列のブレーザー観測データの視覚解析の詳細化と効率化を目的としたシステムです．ブレーザーとは，活動銀河核とよばれるひじょうに明るく輝く銀河の一種で，下図に示すようにその中心のブラックホールから発せられる宇宙ジェットを進行方向正面からみた天体です．天文学者は宇宙ジェットの構造や内部磁場の働きを解明するために，長年ブレーザーを観測してきました．我々が共同研究をしている広島大学では，ブレーザーから発せられる光の偏光（下図A），光度（下図B），色（下図C）の観測を行っています．

ブレーザーのイメージ図とTimeTubesによるブレーザー観測データの可視化

ブレーザーの時空間的特徴を解明するためには，これらの観測項目の変化や相関を解析する必要があります．TimeTubesは，上図Dに示すように，多次元時系列データを3次元のチューブとして幾何学的に表現することで，観測データ内の動的な変化や相関の直感的な認識と対話的な解析を実現する可視化手法です．TimeTubesでは，多次元時系列データを三次元のチューブや散布図として表現しているだけではなく，同一/異なる観測対象に関する複数の観測データを読み込み，比較を行ったり，一つに融合したりすることができます．これにより，観測の欠損期間や観測誤差によって生じる不確実性を緩和することができます．TimeTubesの可視化やインタラクション，データの比較・融合などの詳細は論文[J-2]で説明されています． 

TimeTubesXのメイン可視化画面

TimeTubesXはTimeTubesを拡張したブレーザー観測データのためのブラウザベースのアプリケーションです．TimeTubesXでは，TimeTubesで提供されていた可視化や機能に加え，ブレーザーの特徴的な現象の自動検出[IC-1]や，関心領域やユーザが入力したスケッチに類似した特徴をもつ時区間を自動で検出する視覚問合せ機能が提供されています．TimeTubesXは、特徴的な現象や，比較的小さな挙動，繰り返し現れる現象を効率的に同定できます．

TimeTubesXはオープンソースソフトウェアです．デモデータを用いてソフトウェアを試すこともできます．

GitHub

メンバ

背景色が灰色のメンバは現在はプロジェクトに関わっていないメンバです．現在も藤代研究室に所属しているメンバは名前の前に藤代研のアイコンがついています．

名前現在の所属ホームページ
澤田 奈生子慶應義塾大学個人webサイト
植村 誠広島大学個人webサイト
Hanspter Pfisterハーバード大学Harvard Visual Computing Group
Johanna Beyerハーバード大学個人webサイト
Longyin Xu2014-2016
中山 雅紀慶應義塾大学
Hsiang-Yun Wu ウィーン工科大学個人webサイト

ビデオ

業績

下線が引いてある著者は藤代研究室所属している/所属していたメンバーです．

論文誌

  1. Naoko Sawada, Makoto Uemura, Johanna Beyer, Hanspeter Pfister, Issei Fujishiro: “ TimeTubesX: A query-driven visual exploration of observable, photometric, and polarimetric behaviors of blazars,” IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics, September 18, 2020 (to appear) [doi: 10.1109/TVCG.2020.3025090].
  2. Issei Fujishiro, Naoko Sawada, Masanori Nakayama, Hsiang-Yun Wu, Kazuho Watanabe, Shigeo Takahashi, Makoto Uemura: “TimeTubes: Visual exploration of observed blazar datasets,”Journal of Physics: Conference Series, Vol.1036, No.1, pp.012011:1―012011:13, June 27, 2018 [doi: 10.1088/1742-6596/1036/1/012011].

  3. Makoto Uemura, Ryosuke Itoh, Ioannis Liodakis, Dmitry Blinov, Masanori Nakayama, Naoko Sawada, Hsiang-Yun Wu, Issei Fujishiro: “Optical polarization variations in the blazar PKS1749+096,” Publications of the Astronomical Society of Japan, Vol. 69, No. 6, pp. 96:1–96:12, December 1, 2017 [doi: 10.1093/pasj/psx111].

  4. Makoto Uemura, Rhosuke Itoh, Longyin Xu, Masanori Nakayama, Hsiang-Yun Wu, Kazuho Watanabe, Shigeo Takahashi, Issei Fujishiro: ‘’TimeTubes: Visualization of polarization variations in blazars,” Galaxies, Vol. 4, No. 3, Article No.23, September 3, 2016 [doi: 10.3390/galaxies4030023].

口頭発表

国際会議・シンポジウム

  1. Makoto Uemura, Issei Fujishiro, Naoko Sawada, et al.: “Finding features in erratic polarization variations of blazars,” in Proceedings of International Astronomical Union Symposium 360 Astronomical Polarimetry 2020, Hiroshima, March 2021.Conference page
  2. Naoko Sawada, Masanori Nakayama, Makoto Uemura, Issei Fujishiro: “TimeTubes: Automatic extraction of observable blazar features from long-term, multi-dimensional datasets,” in Proceedings of IEEE VIS 2018, SciVis short paper track, pp. 67―71, Berlin, Germany, October 21―26, 2018 [doi: 10.1109/SciVis.2018.8823802].
  3. Naoko Sawada, Masanori Nakayama, Hsiang-Yun Wu, Makoto Uemura, Issei Fujishiro: “TimeTubes: Visual fusion for detailed and precise analysis of time-varying multi-dimensional datasets,” in Proceedings of the International Meeting on “High-Dimensional Data-Driven Science” (HD3–2017), Poster, Kyoto, Japan, September 10-13, 2017. Conference page
  4. Naoko Sawada, Masanori Nakayama, Hsiang-Yun Wu, Makoto Uemura, Issei Fujishiro: “TimeTubes: Visual fusion and validation for ameliorating uncertainties of blazar datasets from different observatories,” in Proceedings of the Computer Graphics International Conference, Short paper, Article No. 14, pp. 1―6, Keio University Hiyoshi Campus, Kanagawa, Japan, June 27―30, 2017 [doi: 10.1145/3095140.3095154].
  5. Naoko Sawada, Masanori Nakayama, Hsiang-Yun Wu, Makoto Uemura, Issei Fujishiro: “TimeTubes: Visual fusion for ameliorating uncertainty of blazar datasets from different observatories,” in Proceedings of IEEE PacificVis 2017, Poster, pp.336―337, Seoul, Korea, April 18―21, 2017.
  6. Longyin Xu, Masanori Nakayama, Hsiang-Yun Wu, Kazuho Watanabe, Shigeo Takahashi, Makoto Uemura, Issei Fujishiro: “TimeTubes: Design of a visualization tool for time-dependent, multi-variate blazar datasets,” in Proceedings of NICOGRAPH International 2016, pp.15―21, Hangzhou, China, July 6―8, 2016 [doi: 10.1109/NicoInt.2016.3].
  7. Makoto Uemura, Longyin Xu, Masanori Nakayama, Hsiang-Yun Wu, Kazuho Watanabe, Shigeo Takahashi, Issei Fujishiro:”TimeTubes: Visualization of polarization variations in blazars,” in Proceedings of Blazars through Sharp Multi-Wavelength Eyes, , May 30―June 3, Málaga, Spain.
  8. Longyin Xu, Masanori Nakayama, Hsiang-Yun Wu, Makoto Uemura, Issei Fujishiro: “TimeTubes: Preliminary design of visualization tool for time-dependent, multi-variate blazar datasets,” in Proceedings of the International Meeting on “High-Dimensional Data-Driven Science” (HD3–2015), Poster, December 14―17, 2015, Kyoto, Japan. Conference page

国内会議・シンポジウム

  1. 澤田 奈生子，植村　誠，Johanna Beyer，Hanspeter Pfister，藤代 一成:「TimeTubesX: A query-driven visual exploration of observable, photometric, and polarimetric behaviors of blazars」，招待講演，Visual Computing 2020 発表予稿集，オンライン開催，pp. 14:1―14:2，2020年12月2日―4日
  2. 澤田 奈生子，植村　誠，藤代 一成：「TimeTubesX：クエリ駆動型視覚解析によるブレーザーの特徴的挙動の同定」，第48回可視化情報シンポジウム講演論文集，オンライン，2020年9月24日―26日
  3. 澤田 奈生子，中山 雅紀，植村　誠，藤代 一成：「TimeTubes: 特徴検索によるブレーザー観測データ解析の詳細化と効率化」, 第284回画像電子学会研究会, 広島大学東千田キャンパス(広島県広島市), 予稿集, pp. 19―23, 2018年3月1日―2日
  4. 藤代 一成，高橋 成雄，渡辺 一帆，Hsiang-Yun Wu，植村　誠：「スパースモデリングを促進する可視化基盤の強化」，文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究「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5回最終公開シンポジウム，東京大学本郷キャンパス武田先端知ホール（東京都文京区），2017年12月18日―20日
  5. 藤代 一成，高橋 成雄，渡辺 一帆，Hsiang-Yun Wu，澤田 奈生子，植村　誠：「多変量可視化における一覧性について」，文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究「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」2017年度第1回公開シンポジウム，東京大学本郷キャンパス武田先端知ホール（東京都文京区），2017年6月5日―7日
  6. 澤田 奈生子，中山 雅紀，Hsiang-Yun Wu，植村　誠，藤代 一成：「TimeTubes：多次元時系列ブレーザー観測データの視覚的融合による不確実性の緩和」, 第79回情報処理学会全国大会, 名古屋大学東山キャンパス（愛知県名古屋市）, 講演論文集(4), pp. 85―86（3X–08), 2017年3月16日―18日 学生奨励賞受賞 [情報処理学会電子図書館]

その他

  1. Naoko Sawada, “Clustering-driven visual analytics for universalities in multi-dimensional time-dependent datasets” invited talk at 5th China-Japan Joint Visualization, Keio University (online), April 14, 2022. Workshop Page
  2. Issei Fujishiro, Naoko Sawada, Masanori Nakayama, Hsiang-Yun Wu, Kazuho Watanabe, Shigeo Takahashi, Makoto Uemura: “TimeTubes: Visual exploration of observed blazar datasets,” two figures selected as the cover images for the printed version of Journal of Physics: Conference Series (Proceedings of International Meeting on High-Dimensional Data-Driven Science (HD3–2017), Vol. 1036, 2018.

資金

  1. 基盤研究（A）：17H00737 (2017―2020)
  2. 新学術領域計画研究：25120014（2013―2017）

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