Ograniczanie wyników
Czasopisma help
Autorzy help
Lata help
Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 72

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  image reconstruction
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
EN
The article focuses on developing an advanced electrical impedance tomography (EIT) system designed for optimizing and controlling technological processes. The authors present an innovative tomographic system that integrates modern hardware solutions with sophisticated signal processing techniques and machine learning algorithms, specifically multi-branch neural networks.
PL
Artykuł koncentruje się na opracowaniu zaawansowanego systemu tomografii impedancji elektrycznej (EIT) przeznaczonego do optymalizacji i kontroli procesów technologicznych. Autorzy przedstawiają innowacyjny system tomograficzny, który integruje nowoczesne rozwiązania sprzętowe z zaawansowanymi technikami przetwarzania sygnałów oraz algorytmami uczenia maszynowego, w szczególności z wykorzystaniem wielogałęziowych sieci neuronowych.
EN
Doppler tomography (DT) is a method that allows the reconstruction of 2D or 3D images of the inside of the examined object. For this purpose, a two-transducer ultrasound probe is used. In this method, the Doppler phenomenon and the so-called Doppler signal are used to obtain an image. Therefore, the probe is one of the most important components of the measurement system of this method. It should be noted that Doppler tomography differs significantly from the well-known Doppler method of measuring blood flow in blood vessels. In the DT method, stationary cross-sectional images of the object under examination are obtained. In order to produce the Doppler effect in this case, the probe can move around or along the object being imaged. This paper will present a simulation of the effect of the frequency of ultrasonic wave generated by the ultrasound probe on the imaging quality for a single inclusion.
EN
The main purpose of the article is to compare selected machine learning methods in Electrical Impedance Tomography. The paper studies the relationship between a number of training cases and Root Mean Squared Error loss in the EIT image reconstruction problem. The research was conducted with the Elastic Net, Least Angle Regression and Artificial Neural Network algorithms in R environment. Various tests have been performed, leading to many results and a discussion about a plateau in the model training plot.
PL
Głównym celem artykułu jest porównanie wybranych metod uczenia maszynowego w tomografii impedancyjnej. Artykuł bada związek między liczbą przypadków treningowych a utratą RMSE w problemie rekonstrukcji obrazu EIT. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem algorytmów Elastic Net, Least Angle Regression oraz Artificial Neural Network w środowisku R. Przeprowadzono różne testy, które doprowadziły do wielu wyników i dyskusji na temat plateau na wykresie treningowym modelu.
EN
The application of the standard boundary element method to analyse in 2D space the acoustic high-frequency scattering problems by a rigid convex and concave scatterer illuminated by the plane wave is considered in this paper. The analysis is presented on the example of a flat wave illuminating an object under different angles. The solution for different wavenumbers and different scatterers was analysed and illustrated. The usefulness of such a simulation method was discussed from the acoustical tomography point of view.
PL
W artykule rozważono zastosowanie standardowej metody elementów brzegowych do analizy w przestrzeni 2D problemów rozpraszania akustycznego wysokich częstotliwości przez sztywny wypukły i wklęsły rozpraszacz oświetlony falą płaską. Analiza została przedstawiona na przykładzie fali płaskiej oświetlającej obiekt pod różnymi kątami. Przeanalizowano i zilustrowano rozwiązania dla różnych liczb falowych i różnych rozpraszaczy. Przydatność takiej metody symulacji została przedyskutowana z punktu widzenia tomografii akustycznej.
EN
Over the past few years, notable advancements have been made through the adoption of self-attention mechanisms and perceptual optimization, which have proven to be successful techniques in enhancing the overall quality of image reconstruction. Self-attention mechanisms in Vision Transformers have been widely used in neural networks to capture long-range dependencies in image data, while perceptual optimization has been shown to enhance the perceptual quality of reconstructed images. In this paper, we present a novel approach to image reconstruction by bridging the capabilities of Vision Transformer and Perceptual Compressive Sensing Networks. Specifically, we use a self-attention mechanism to capture the global context of the image and guide the sampling process, while optimizing the perceptual quality of the sampled image using a pre-trained perceptual loss function. Our experiments demonstrate that our proposed approach outperforms existing state-of-the-art methods in terms of reconstruction quality and achieves visually pleasing results. Overall, our work contributes to the development of efficient and effective techniques for image sampling and reconstruction, which have potential applications in a wide range of domains, including medical imaging and video processing.
PL
Rekonstrukcja i rozpoznawanie obrazów jest typowym problemem występującym w wielu systemach przetwarzania obrazów. Zagadnienie to można sformułować jako rozwiązanie problemu odwrotnego. W artykule zaprezentowano autorski model systemu uczenia maszynowego, który może być wykorzystany do rekonstrukcji i rozpoznawania obrazów na podstawie ich liniowych projekcji.
EN
Image reconstruction and recognition is a common problem found in many image processing systems. This problem can be formulated as a solution to the inverse problem. The article presents the author's model of a machine learning system that can be used for the reconstruction and recognition of images based on their linear projections.
PL
W pracy przedstawiono możliwości zastosowania autorskiego modelu systemu uczenia maszynowego do rekonstrukcji i rozpoznawania zniekształconych, względnie uszkodzonych wzorców, a w szczególności obrazów twarzy zakrytych częściowo maskami. Prezentowane rozważania nie stanowią końcowych rozwiązań na poziomie aplikacyjnym dla systemu przetwarzania obrazów. Należy je raczej traktować jako potwierdzenie zasady (proof-of-concept) i uzasadnienie dalszych badań nad wykorzystaniem systemów opartych na superpozycji wzorców.
EN
The paper presents the possibilities for using a proprietary model of a machine learning system for the reconstruction and recognition of distorted or damaged patterns, in particular the images of faces partially covered with masks. The presented considerations do not constitute final solutions at the application level for an image processing system. Rather, they should be treated as a proof-of-concept and a justification for developing solutions using systems based on pattern superposition.
EN
In this paper, the new version of imaging algorithm for Ultrasound Transmission Tomography was presented. This algorithm was comprehensively tested with both synthetic and real measurement data. Different configuration of an internal objects were considered. In order to improve the quality of imaging the input data were treated by Principal Component Analysis. The algorithm proved its usefulness and its weak sides which have to be improved in the future.
PL
W tym artykule przedstawiono nową wersję algorytmu w Ultradźwiękowej Tomografii Transmisyjnej. Przedstawiony algorytm był wszechstronnie przetestowany zarówno dla danych syntetycznych jak i na danych pomiarowych dla różnych konfiguracji obiektów wewnętrznych. W celu poprawienia jakości obrazowania, dane wejściowe poddane zostały Analizie Składowych Głównych. Zaproponowany algorytm wykazał się swoją użytecznością a także ujawnił swoje słabe strony, które w przyszłości mogą zostać usunięte.
EN
The article presents the method of detecting objects using radio tomography and tomographic sensors. The solution is based on measuring the radio signal strength between the transmitter and receiver. When measuring the object between the transmitter and the receiver, the value of the signal strength changes as a result of reflection, absorption or dispersion of electromagnetic waves. The application can determine the position using many Wi-Fi signal sources. The main task of the radio tomography presented in the work is to detect the presence of people in specific rooms in real time. As part of the research enabling image reconstruction, a transmission model was used. The measuring system consisted of sixteen antennas. The measured values were the received power expressed in dBm units in a straight line between the individual antennas.
PL
Artykuł przedstawia metodę wykrywanie obiektów za pomocą tomografii radiowej i czujników tomograficznych. Rozwiązanie opiera się na pomiarze siły sygnału radiowego między nadajnikiem a odbiornikiem. W przypadku pomiaru obiektu między nadajnikiem a odbiornikiem wartość siły sygnału zmienia się w wyniku odbicia, absorpcji lub rozproszenia fal elektromagnetycznych. Aplikacja może określić pozycję za pomocą wielu źródeł sygnału Wi-Fi. Głównym zadaniem przedstawionej w pracy tomografii radiowej jest wykrywanie obecności ludzi w określonych pomieszczeniach w czasie rzeczywistym. W ramach badań umożliwiających rekonstrukcję obrazu zastosowano model transmisyjny. System pomiarowy składał się z szesnastu anten. Mierzone wartości były mocą odbieraną wyrażoną w jednostkach dBm w linii prostej między poszczególnymi antenami.
EN
The article presents the implementation of deterministic methods to solve the inverse problem for a human chest model with lungs and heart in electrical impedance tomography (EIT). It is a non-invasive imaging method involving the examination of an unknown physical object using electric currents and appropriate measurements of voltage drops at its edge. The solution is part of an advanced biomedical application system. The gathering of tomographic data must be fairly fast and reliable so that the algorithms can reconstruct the images in real time. The presented algorithms allow lung and heart monitoring.
PL
W artykule przedstawiono wdrożenie deterministycznych metod do rozwiązania zagadnienia odwrotnego dla modelu klatki piersiowej człowieka z płucami i sercem w tomografii impedancji elektrycznej. Jest to nieinwazyjna metoda obrazowania polegająca na badaniu nieznanego obiektu fizycznego za pomocą prądów elektrycznych i odpowiednich pomiarów spadków napięcia na jego brzegu. Rozwiązanie jest częścią zaawansowanego systemu aplikacji biomedycznej. Gromadzenie danych tomograficznych musi być dosyć szybkie i niezawodne, aby algorytmy mogły rekonstruować obrazy w czasie rzeczywistym. Przedstawione algorytmy umożliwiają monitorowanie płuc i serca.
EN
The article presents image reconstruction in ultrasonic transmission tomography using the Fermat principle. The application consists of an ultrasound tomograph built by the authors and an algorithm implemented to solve the problem of image reconstruction. The solution enables the analysis of processes taking place in the facility without interference. The obtained tomographic imaging can be a picture of the geometry of the examined area. This allows location in the analysed area. The work developed an algorithm based on the Fermat principle as a technique of low computational complexity for real-time image reconstruction using an ultrasound tomograph.
PL
W artykule przedstawiono rekonstrukcja obrazu w ultradźwiękowej tomografii transmisyjnej z wykorzystaniem zasady Fermata. Aplikacja składa się z tomografu ultradźwiękowego zbudowanego przez autorów oraz zaimplementowane algorytmu do rozwiązywania zagadnienia rekonstrukcji obrazu. Rozwiązanie umożliwia analizę procesów zachodzących w obiekcie bez ingerencji. Uzyskane obrazowanie tomograficzne może być obrazem geometrii badanego obszaru. Pozwala to na lokalizację w analizowanym obszarze. W pracy opracowano algorytm oparty na zasadzie Fermata jako technice o niskiej złożoności obliczeniowej do rekonstrukcji obrazu w czasie rzeczywistym za pomocą tomografu ultradźwiękowego.
EN
The article presents an analysis of geospatial areas using electrical resistive tomography. Tomography can be used to calculate conductivity by measuring potential differences in a flood embankment. The problem is that each material has unique conductivity. This method collects data on the edge of the tested area, by which the conductivity distribution in the tested object is determined. An inverse problem has been resolved to visualize the properties of the object being tested. The optimization of the objective function uses so-called regularization based on total variation regularization. The best results were obtained by the Gauss-Newton method with Laplace regularization.
PL
W artykule przedstawiono analizę obszarów geoprzestrzennych z wykorzystaniem elektrycznej tomografii rezystancyjnej. Tomografię można wykorzystać do obliczenia przewodności poprzez pomiar różnic potencjałów w wale przeciwpowodziowych. Problem polega na tym, że każdy materiał ma niepowtarzalną przewodność. Ta metoda zbiera dane na brzegu badanego obszaru, za pomocą których określa się rozkład przewodności w badanym obiekcie. Rozwiązano problem odwrotny w celu wizualizacji właściwości testowanego obiektu. W optymalizacji funkcji celu zastosowano tak zwaną regularyzację opartą na regularyzacji całkowitej zmienności. Najlepsze wyniki uzyskano metodą Gaussa-Newtona z regularyzacją Laplace'a.
EN
Positron Emission Tomography image reconstruction needs a map of photon attenuation probability to provide the correct solution. This map is generally provided by an independent imaging modality. However, it might suffer for artifacts due to patient motion in sequential systems or from intrinsic limitation of the second modality (e.g.: bones that cannot be identified in MR images). It has been shown that such map can be estimated from the PET data themselves, but the solution to this problem has much worse conditioning than the tomographic problem. In this work we propose a new algorithm based on the use of multiple L1 regularization terms in the attenuation sub-problem, to incorporate prior knowledge. We also chose optimal maximizers for both sub-problems: preconditioned gradient descent for the emission one and split-Bregman for the attenuation one. The algorithm was then tested using digital phantom simulations. The proposed algorithm proved to provide accurate quantification over a large range of strength of the regularization terms. The algorithm is also able to reconstruct objects outside of the region where the problem is uniquely determined and it is able to fix the undetermined global scaling factor of joint attenuation and emission estimation. Thanks to the maximizers chosen, the algorithm is computationally less expensive than the current standard.
EN
Monitoring of industrial processes is an important element ensuring the proper maintenance of equipment and high level of processes reliability. The presented research concerns the application of the deep learning method in the field of ultrasound tomography (UST). A novel algorithm that uses simultaneously multiple classification convolutional neural networks (CNNs) to generate monochrome 2D images was developed. In order to meet a compromise between the number of the networks and the number of all possible outcomes of a single network, it was proposed to divide the output image into 4-pixel clusters. Therefore, the number of required CNNs has been reduced fourfold and there are 16 distinct outcomes from single network. The new algorithm was first verified using simulation data and then tested on real data. The accuracy of image reconstruction exceeded 95%. The results obtained by using the new CNN clustered algorithm were compared with five popular machine learning algorithms: shallow Artificial Neural Network, Linear Support Vector Machine, Classification Tree, Medium k-Nearest Neighbor classification and Naive Bayes. Based on this comparison, it was found that the newly developed method of multiple convolutional neural networks (MCNN) generates the highest quality images.
PL
Monitorowanie procesów przemysłowych jest ważnym elementem zapewniającym właściwą eksploatację urządzeń i wysoki poziom niezawodności procesów. Prezentowane badania dotyczą zastosowania metod głębokiego uczenia w obszarze eksploatacji zbiornikowych reaktorów przemysłowych. W procesach przemysłowych opartych na reakcjach chemicznych zachodzących wewnątrz procesowej tomografii ultradźwiękowej (UST). Opracowano nowatorski algorytm wykorzystujący jednocześnie wiele klasyfikacyjnych splotowych sieci neuronowych (CNN) do generowania monochromatycznych obrazów 2D. Aby osiągnąć kompromis między liczbą sieci a liczbą wszystkich możliwych wyników pojedynczej sieci, zaproponowano podział obrazu wyjściowego na klastry 4-pikselowe. W związku z tym liczba wymaganych CNN została czterokrotnie zmniejszona i istnieje 16 różnych wyników z jednej sieci. Nowy algorytm został najpierw zweryfikowany przy użyciu danych symulacyjnych, a następnie przetestowany na danych rzeczywistych. Dokładność rekonstrukcji obrazu przekroczyła 95%. Wyniki uzyskane przy użyciu nowego algorytmu klastrowego CNN zostały porównane z pięcioma popularnymi algorytmami uczenia maszynowego: płytką sztuczną siecią neuronową, maszyną liniowego wektora wsparcia, drzewem klasyfikacji, klasyfikacją średniego k-najbliższego sąsiada i naiwnym Bayesem. Na podstawie tego porównania stwierdzono, że nowo opracowana metoda wielu splotowych sieci neuronowych (MCNN) generuje obrazy o najwyższej jakości.
EN
The paper describes an innovative ultrasound imaging method called Doppler Tomography (DT), otherwise known as Continuous Wave Ultrasonic Tomography (CWUT). Thanks to this method, it is possible to image the tissue cross-section in vivo using a simple two-transducer ultrasonic probe and using the Doppler effect. It should be noted that DT significantly differs from the conventional ultrasound Doppler method of measuring blood flow velocity. The main difference is that when measuring blood flow, we receive information with an image of the velocity distribution in a given blood vessel (Nowicki, 1995), while DT allows us to obtain a cross-sectional image of stationary tissue structure. In the conventional method, the probe remains stationary, while in the DT method, the probe moves and the examined tissue remains stationary. This paper presents a method of image reconstruction using the DT method. First, the basic principle of correlation of generated Doppler frequencies with the location of inclusions from which they originate is explained. Then the exact process and algorithm in this method are presented. Finally, the impact of several key parameters on imaging quality is examined. As a result, the conclusions of the research allow to improve the image reconstruction process using the DT method.
EN
Currently, methods such as conventional ultrasound B-mode scanning (US), computerized X-ray tomography (CT), magnetic resonance imaging (MRI), standard X-ray diagnostics, radioisotope imaging and thermography are used to visualize the internal structure of tissue in vivo and to diagnose the patient. Doppler tomography (DT) is an innovative method of reconstructing the image of the tissue section using ultrasonic waves and Doppler effect. In contrast to the currently applied solutions (US), this method uses a continuous wave, which, in theory, allows one to operate with higher energy and to detect smaller inclusions within the examined tissue. This study focuses on the analysis of DT simulation in circular geometry, where a two-transducer ultrasonic probe circulating around the tested object is used to measure the useful signal. In this paper, the influence on the tested object’s cross-section imaging quality of both the simulated Doppler signal’s registration parameters, and the calculation algorithm’s parameters, were analyzed.
EN
In this article, we describe modelling of an advanced system of electrical tomography for biomedical applications. The collection of tomographic data must be as fast as reliable, in order to take into account the algorithms of reversing the tomography with almost real-time update. To provide a high-level application programming interface using standard communication protocols and execute user-level programs. System architecture and prototype designs for biomedical electrical tomography are presented. Details of the implementation are explained for two prototype devices: a separate FPGA / microcontroller chip and a hardware microprocessor containing a system that contains a microprocessor, peripherals and an FPGA system. The algorithms of electrical reconstruction of impedance tomography have been tested. New results of the reconstruction of the numerically simulated phantom were presented. The calculations were made for the defined model by solving the inverse problem.
PL
W tym artykule opisujemy modelowanie systemu zaawansowanej platformy tomografii elektrycznej do zastosowań biomedycznych. Zbieranie danych tomograficznych musi być tak szybkie, jak niezawodne, aby uwzględnić algorytmy odwracania tomografii z niemalże aktualizacją w czasie rzeczywistym. Aby zapewnić interfejs programowania aplikacji wysokiego poziomu przy użyciu standardowych protokołów komunikacyjnych i wykonywać programy na poziomie użytkownika. Przedstawiono architekturę systemu i projekty prototypów dla biomedycznej tomografii elektrycznej. Szczegóły implementacji objaśniono dla dwóch prototypowych urządzeń: oddzielnego układu FPGA / mikrokontrolera i mikroprocesora sprzętowego zawierającego układ, który zawiera mikroprocesor, urządzenia peryferyjne i układ FPGA. Przetestowano algorytmy elektrycznej rekonstrukcji tomografii impedancyjnej. Przedstawiono nowe wyniki rekonstrukcji symulowanego numerycznie fantomu. Obliczenia zostały wykonane dla zdefiniowanego modelu poprzez rozwiązanie problemu odwrotnego.
EN
Further tests of EVT4 data acquisition system for electrical capacitance tomography are presented. The modular system, which can have up to 32 channels with an individual analogue to digital converter, was designed to ensure small uncertainty of capacitance measurement at high speed of imaging. The system’s performance in the context of 3D imaging was experimentally verified. In particular, we show that the measurement of changes in capacitance due to a small change of an electric permittivity distribution for the most distant electrodes in a suitably designed 3D sensor is possible using our system. Cross-plane measurements together with the measurements for the pairs of most distant electrodes are essential for accurate reconstruction of 3D distributions. Due to sensitivity of capacitance measurements obtained in the hardware, the measurements for all electrode pairs can be used in the inverse problem – the system of equations can be extended. Although the numerical condition number of a matrix of such a system is high, image reconstruction is possible from the data obtained in our system. The results of 3D image reconstruction for simple test objects are shown.
PL
Przedstawiono dalsze testy systemu akwizycji danych EVT4 do elektrycznej tomografii pojemnościowej. Modułowy system, który może mieć do 32 kanałów z indywidualnym przetwornikiem analogowo-cyfrowym, został zaprojektowany w celu zapewnienia małej niepewności pomiaru pojemności przy dużej prędkości obrazowania. Wydajność systemu w kontekście obrazowania 3D została zweryfikowana eksperymentalnie. W szczególności pokazujemy, że możliwy jest pomiar zmian pojemności wywoływanych niewielką zmianą rozkładu przenikalności elektrycznej dla najbardziej odległych elektrod odpowiednio zaprojektowanego czujnika 3D przy pomocy naszego systemu. Pomiary międzypłaszczyznowe wraz z pomiarami par elektrod najbardziej odległych są niezbędne do dokładnej rekonstrukcji rozkładów 3D. Ze względu na wrażliwość pomiarów pojemności uzyskanych w opracowanym urządzeniu, pomiary dla wszystkich par elektrod mogą być wykorzystane w problemie odwrotnym – układ równań może zostać rozszerzony. Chociaż współczynnik uwarunkowania numerycznego macierzy takiego układu jest wysoki, możliwa jest rekonstrukcja obrazu z wykorzystaniem danych uzyskiwanych w naszym systemie. Pokazane są wyniki rekonstrukcji obrazu 3D dla prostych obiektów testowych.
EN
Magnetoacoustic Tomography with Magnetic Induction (MAT-MI) is a new hybrid imaging modality especially dedicated for non-invasive electrical conductivity imaging of low-conductivity objects such as e.g. biological tissues. The purpose of the present paper is to determine the optimal scanning step assuring the best quality of image reconstruction. In order to resolve this problem a special image reconstruction quality indicator based on binarisation has been applied. Taking into account different numbers of measuring points and various image processing algorithms, the conditions allowing successful image reconstruction have been provided in the paper. Finally, the image reconstruction examples for objects’ complex shapes have been analysed.
PL
Tomografia magnetoakustyczna ze wzbudzeniem indukcyjnym (MAT-MI) to nowa hybrydowa technika obrazowania dedykowana szczególnie do nieinwazyjnego obrazowania obiektów o niskiej konduktywności elektrycznej, takich jak na przykład tkanki biologiczne. Celem niniejszej pracy jest określenie optymalnego kroku skanowania zapewniającego najlepszą jakość rekonstrukcji obrazu. W celu rozwiązania tego problemu zastosowano specjalny wskaźnik jakości rekonstrukcji obrazu bazujący na binaryzacji. W artykule przedstawiono warunki umożliwiające pomyślne zrekonstruowanie obrazu biorąc pod uwagę różną liczbę punktów pomiarowych oraz różne algorytmy przetwarzania obrazu. W końcowym etapie pracy przeanalizowano przykłady rekonstrukcji obrazu dla obiektów o bardziej złożonych kształtach.
EN
In this paper a new version of discretisation model for Ultrasonic Transmission Tomography is presented. The algorithm has been extensively tested for synthetic noisy data on various configurations of internal objects. In order to improve the imaging quality, the pixels/voxels have been enlarged compared to the figures inscribed in pixels/voxels however no more than figures described on the standard square pixels or cubic voxels. The proposed algorithm provides better quality of imaging.
PL
W tym artykule zaproponowano nową wersję dyskretyzacji modelu dla Ultradźwiękowej Tomografii Transmisyjnej. Przedstawiony algorytm był wszechstronnie przetestowany dla danych syntetycznych zaszumionych dla różnych konfiguracji obiektów wewnętrznych. W celu poprawienia jakości obrazowania, piksele/woksele zostały powiększone w stosunku do figur wpisanych w piksele/woksele, jednak nie więcej niż figury opisane na standardowych kwadratowych pikselach lub sześciennych wokselach. Proponowany algorytm zapewnia lepszą jakość obrazowania.
first rewind previous Strona / 4 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.