אינגריד דובשי
כלת פרס וולף במתמטיקה 2023
אינגריד דובשי
שייכות בעת הענקת הפרס:
אוניברסיטת דיוק, ארה"ב
נימוק למתן הפרס:
"על עבודתה בתיאוריית wavelet ואנליזה של הרמוניה יישומית".
שותפים לפרס:
ללא שותפים
פרופסור אינגריד דובשי היא מתמטיקאית ופיזיקאית בלגית מאוניברסיטת דיוק בדורהם, צפון קרוליינה. דובשי למדה את התואר הראשון שלה בפיזיקה באוניברסיטה החופשית של בריסל (1975). לאחר מכן המשיכה את מחקריה באותה אוניברסיטה וקיבלה את הדוקטורט שלה בפיזיקה עם תזה בנושא של: הצגה של אופרטורים קוונטיים על ידי גרעינים במרחבי הילברט של פונקציות אנליטיות.
אהבתה של אינגריד דובשי למתמטיקה ומדעים החלה בגיל צעיר. אביה טיפח את סקרנותה והתעניינותה בנושאים אלה בזמן שלמדה בבית הספר. כילדה, היא הוקסמה מהמנגנונים מאחורי פעולת המכונות ומהאמת שמאחורי מושגים מתמטיים. כשלא יכלה לישון, הייתה מחשבת חזקות בראשה, נשבית בקסמי המספרים הגדלים במהירות.
דובשי תרמה תרומה משמעותית לתחום תיאוריית ה- Wavelet (המכונים בעברית אדוות או גלונים). המחקר שלה חולל מהפכה בדרך שבה מעובדות תמונות ואותות באופן מספרי, ומספקות אלגוריתמים סטנדרטיים וגמישים לדחיסת נתונים. עבודתה הובילה למגוון רחב של חידושים בטכנולוגיות שונות, כולל הדמיה רפואית, תקשורת אלחוטית ואפילו קולנוע דיגיטלי.
תורת ה- Wavelet, אותה ביססה, הפכה לכלי מכריע בתחומים רבים של עיבוד אותות ותמונה. כגון: לשיפור ושחזור תמונות מימיו הראשונים של טלסקופ האבל, לזיהוי מסמכים מזויפים וטביעות אצבעות. בנוסף, Wavelets מהווים מרכיב חיוני בתקשורת אלחוטית ומשמשים לדחיסת רצפי סאונד לקובצי MP3.
מעבר לתרומתה המדעית, פרופסור דובשי דוגלת ופעילה נמרצות למען שוויון הזדמנויות בחינוך מדעי ומתמטי, במיוחד במדינות מתפתחות. כנשיאת האיגוד הבינלאומי למתמטיקה, היא פעלה רבות לקידום מטרה זו. היא מודעת לחסמים שעומדות בפני נשים בתחומים אלה ופועלת להדרכת מדעניות צעירות ולהגברת הייצוג וההזדמנויות עבורן.
התרומה החשובה ביותר של דובשי היא ההצגה, בשנת 1988, של בסיסי Waveles אורתונורמליים חלקים בעלי תומך קומפקטי. בסיסים אלה חוללו מהפכה בעיבוד האותות, והובילו לשיטות יעילות ביותר לדיגיטציה, אחסון, דחיסה וניתוח נתונים, כגון אותות אודיו ווידאו, טומוגרפיה ממוחשבת והדמיית תהודה מגנטית. התומך הקומפקטי של Waveles אלו אפשר לבצע עיבוד ספרתי של אות באופן התלוי לינארית באורכו. זה היה מרכיב קריטי עבור חוקרים ומהנדסים בתחום עיבוד האותות, שאפשר לפרק במהירות אות לתרומות בקני מידה שונים.
בעבודה משותפת מאוחרת יותר, עם A. Cohen ו- J.C. Feauveau , הציגה דובשי בסיסי wavelets ביו-אורתוגונליים סימטריים, המוותרים על האורתונורמליות לטובת סימטריה. בסיסים שכאלה מתאימים הרבה יותר לטיפול באי-רציפויות הנובעות מקצותיהם של אותות באורך סופי מה שמביא לשיפור איכות התמונה. ה- wavelets הביו-אורתוגונליים שפיתחה הפכו לבסיס למערכת JPEG 2000 המשמשת לדחיסה וקידוד של תמונות.
באופן עצמאי, ובשיתוף פעולה עם א. גרוסמן וי. מאייר, פיתחה דובשי בהרחבה את התיאוריה והיישום של מסגרות. מסגרות הן הכללה של בסיסים המאפשרת יתירות מבוקרת בייצוג האותות. יתירות כזו פרושה גמישות רבה לאין ערוך בייצוג האותות כמו גם הסרה יעילה של רעשים.
פרס וולף מוענק לאינגריד דובשי על עבודתה ביצירה ובפיתוח של תיאוריית ה- Wavelet וניתוח מודרני של מרחב תדר-זמן. תגליתה של Waveles חלקים, בעלי תומך קומפקטי, ופיתוח של Waveles דו-אורתוגונליים שינו את שיטות העיבוד והסינון של תמונות ואותות. לעבודתה חשיבות עצומה בדחיסת תמונה, הדמיה רפואית, חישה מרחוק וצילום דיגיטלי. דובשי תרמה תרומות שאין להן מקבילות לפיתוח יישומים ולניתוח הרמוני בעולם האמיתי, תוך הצגת טכניקות מתוחכמות של עיבוד תמונה המשרתות מגוון רחב של תחומים החל מאמנות ועד ביולוגיה אבולוציונית ומעבר לכך.