In recent years, deep learning and especially deep neural networks (DNN) have obtained amazing performance on a variety of problems, in particular in classification or pattern recognition. Among many kinds of DNNs, the convolutional neural networks (CNN) are most commonly used. However, due to their complexity, there are many problems related but not limited to optimizing network parameters, avoiding overfitting and ensuring good generalization abilities. Therefore, a number of methods have been proposed by the researchers to deal with these problems. In this paper, we present the results of applying different, recently developed methods to improve deep neural network training and operating. We decided to focus on the most popular CNN structures, namely on VGG based neural networks: VGG16, VGG11 and proposed by us VGG8. The tests were conducted on a real and very important problem of skin cancer detection. A publicly available dataset of skin lesions was used as a benchmark. We analyzed the influence of applying: dropout, batch normalization, model ensembling, and transfer learning. Moreover, the influence of the type of activation function was checked. In order to increase the objectivity of the results, each of the tested models was trained 6 times and their results were averaged. In addition, in order to mitigate the impact of the selection of learning, test and validation sets, k-fold validation was applied.
Pomimo dynamicznego rozwoju metod uczenia maszynowego i ich wdrażania do praktyki lekarskiej, automatyczna analiza znamion skórnych wciąż jest nierozwiązanym problemem. Poniższy artykuł proponuje zastosowanie algorytmu ewolucyjnego do zaprojektowania, wytrenowania i przetestowania całych populacji klasyfikatorów (sztucznych sieci neuronowych) oraz ich iteracyjnego udoskonalania w każdej kolejnej populacji, w celu osiągnięcia jak najlepszej dokładności klasyfikacji znamion skórnych. Algorytm zwraca optymalny zestaw cech opisujących obraz dermatoskopowy wraz z proponowaną architekturą sieci neuronowej. Uzyskano dokładność równą 85,83%, swoistość równą 79,07% oraz czułość równą 92,60%.
EN
Despite the dynamic development of machine learning methods, automatic analysis of skin lesions is still open issue. The following article proposes the use of an evolutionary algorithm to design, train, and to test a whole population of classifiers (artificial neural networks) and to iteratively improve them in each subsequent population, in order to achieve the best possible accuracy in the classification of skin lesions task. The algorithm returns an optimal set of features describing the dermatoscopic image together with the proposed architecture of the neural network. High classification results were obtained, in particular: accuracy equal to 85.83%, specificity 79.07% and sensitivity 92.60%.
Nowotwory skóry są najczęściej spotykanymi nowotworami na świecie. Czerniaki złośliwe stanowią od około 5 do 7% wszystkich nowotworów złośliwych skóry u człowieka. Ich wczesne zdiagnozowanie jest kluczowym czynnikiem w późniejszej pomyślnej terapii. Niniejsza praca zawiera propozycję rozwinięcia i zautomatyzowania najważniejszej metody diagnozowania czerniaków, metody ABCD Stoltza. W artykule przedstawiono koncepcję i implementację zautomatyzowanego systemu do diagnostyki znamion skórnych pod kątem wykrycia czerniaka zł ościowego. Zaproponowano nową, rozszerzoną wersję metody dermatoskopowej ABCD i zaimplementowano niezbędne algorytmy w środowisku Matlab. Główne cechy znamion skórnych o charakterze nowotworowym są wyszukiwane automatycznie przy pomocy metod przetwarzania obrazu oraz opracowanych algorytmów. Decyzja na temat rozpoznania lub nie czerniaka złośliwego podejmowana jest przez sztuczną sieć neuronową, wnioskującą na podstawie wskaźników wyznaczonych na etapie przetwarzania obrazów. Omawiany system wspomagania decyzji może służyć jako narzędzie usprawniające pracę lekarzy pierwszego kontaktu lub jako system umożliwiający szybkie samobadanie skóry przez pacjentów. Aplikację przetestowano na 126 znamionach skórnych. Uzyskano czułość równą 98% oraz swoistość równą 73%, co jest bardzo dobrym osiągnięciem.
EN
Skin cancer is the most common cancer in the world. Malignant melanomas make up about 5-7% of all types of human skin cancer. The work describes the development process of an automated system purposed for the diagnosis of skin lesions in order to detect a malignant melanoma. The application should be used as a decision support system for primary care physicians or as a system capable of self-examination of the skin. When designing an application author developed and proposed a new, enhanced version of the ABCD dermatoscopic method of Stoltz. To describe main features of skin lesions for malignancy, image processing methods were used. In addition, application was trained by artificial neural network, which acts as a specialist doctor, who is responsible of making a diagnosis based on these features. The application has been tested on 126 the skin moles. It gets high final score with a sensitivity of 98% and specificity equal to 73.08%.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This work presents the identification of static aerodynamic characteristics in the water tunnel experiments. The tested object was a scale model of unmanned aerial vehicle (UAV) target drone OCP-Jet. The research was performed in the water tunnel Rolling Hills Research Corporation model no. 2436, Military University of Technology, Warsaw. Water tunnel experiments allow to perform static and dynamic balance measurements, dye flow visualizations and PIV flow field measurements. The advantage of the use of the water tunnel are relatively inexpensive researches and the possibility to use small models manufactured with 3D printing technology. However, testing the flying objects in the water medium has limitations due to difficulties in satisfying the flow similarity criteria. In this paper the researches were focused on identification of the static aerodynamic characteristics with the use of balance measurements. The forces and moments characteristics were performed. The experimental results were compared with full scale aircraft characteristics, calculated with analytical methods and vortex lattice method.
PL
W niniejszej pracy przeprowadzono eksperymentalną analizę zmęczeniową łopatki sprężarki lotniczego silnika turbinowego. Rozkład temperatur na łopatce wykorzystano do określenia długości powstałej w trakcie badań szczeliny zmęczeniowej. Łopatka z karbem symulującym uszkodzenie obcym obiektem została poddana drganiom poprzecznym wstanie rezonansu. Podczas badań zarówno amplituda przemieszczenia wierzchołka ostrza, a także długość pęknięcia były monitorowane. W tym samym czasie wykonano kamerą termowizyjną zdjęcia rozkład temperatury. W pierwszej fazie pracy wykresy amplitudowo-częstotliwościowe uzyskano dla różnej wielkości pęknięć. Określono liczbę cykli obciążeń do inicjacji pęknięć, a także dynamikę wzrostu pęknięć w łopatce sprężarki narażonej na drgania. Dodatkowym efektem pracy jest porównanie długości szczelin zmierzonych bezpośrednio na badanej łopatce jak i na obrazie z rozkładami temperatury wokół pęknięcia. Przedstawiono zalety metody pomiaru długości szczeliny z wykorzystaniem zdjęć z kamery termowizyjnej. Wyniki przedstawione w niniejszym artykule mają wartość teoretyczną i praktyczną.
W przedsiębiorstwach produkcyjnych procesy magazynowe stanowią integralną część całego systemu logistycznego firmy, a ich sprawność wpływa na poziom obsługi oferowanej klientom. Celem niniejszej publikacji jest identyfikacja nieprawidłowości w realizacji procesów magazynowych i zbadanie, czy w procesach tych drobne usprawnienia mogą prowadzić do znaczących, pozytywnych zmian.
EN
Warehouse processes are an integral part of a company logistics system and their efficiency affects on the customer service level. The purpose of this publication is the analysis of the processes connected with storage and investigation, if small improvements could lead to meaningful, positive changes.
Artykuł powstał na bazie doświadczeń z uczestnictwa przedstawicieli Państwowego Instytutu Geologicznego - Państwowego Instytutu Badawczego w pracach grup eksperckich działających przy Komisji Europejskiej, zajmujących się tematyką bilansowania zasobów wód podziemnych. Wykorzystano również materiały opracowane przez European Environment Agency (EEA) w 2015 roku. Autorzy zwracają uwagę na dwa wskaźniki, które dotyczą problematyki wód podziemnych i maja służyć monitorowaniu zjawiska suszy i niedoborów wody w Europie. Pierwszy -Gruyndvater Level Index (GWL) umożliwiłby identyfikację miesięcy o szczególnie niskim w wieloleciu położenia zwierciadła wód podziemnych i wyznaczenie trendów wzniosu lub spadku położenia zwierciadła w bieżących miesiącach względem danych wieloletnich. Drugi – Water Exploitation Index (WEI orazWEI plus) miałby być wskaźnikiem definiującym poziom presji jaką wywiera ludzka działalność związana z poborem wody na naturalne zasoby wody słodkiej na danym obszarze. W artykule zawarto opis metodyki wyznaczania obydwu wskaźników, Zwrócono uwagę na potencjalnie niekorzystne skutki dla Polski wynikające z niewystarczającej szczegółowości proponowanego wskaźniku WEI w zakresie określenia wskaźnika poboru wód, ale przede wszystkim w zakresie rozbieżności w stosunku do krajowej metodyki szacowania odnawialnych zasobów wodnych. Obawy autorów związane są także z faktem dążenia Komisji do centralnego obliczania wskaźników, co wiązać sie może z problemem dokładności danych wejściowych, a w konsekwencji wiarygodnością końcowych wyników.
EN
This article is based on the experience of Polish Geological Institute’s (PGI-NRI) experts, who took part in the European Commission’s (EC) specialist working groups devoted to the topic of groundwater resources balance. It also takes into consideration data published by the European Environment Agency (EEA) in 2015. The authors discuss two key indicators proposed by the Commission for monitoring droughts and water scarcity in Europe. The aim of first one – Groundwater Level Index (GWL), is to determine specific months of very low groundwater levels over an extended period and to identify patterns of change- increases and decreases of water levels – in any given month in relation to the long – term data. The aim of the second one – Water Exploitation Index (WEI, WEI+) is to assess the negative impact of human consumption of water on natural fresh water resources. The article includes description of the methodology for the determination of both indicators. It notes potential negative consequences for Poland in using the imprecise formula of the currently proposed WEI indicators in determining both the rate of water consumption, and in particular in estimating renewable water resources(there are significant differences between water assessment in the WEI’s formula and the national methodology). The authors also express concerns with the Commission’s proposed centralized calculation of indicators, which may affect accuracy of data input and, consequently, render the final results unreliable.
Zalecenia ICNIRP z 2010 roku przedstawiają limity dotyczące ochrony człowieka przed oddziaływaniem pola elektrycznegoi magnetycznego. Ponadto podano wskazówki, w jaki sposób oceniać czy limit jest przekroczony. Nie opisano jednak w zaleceniach konkretnych metod pomiarowych ani innych rozwiazań technicznych do oceny ekspozycji. Dokonano przeglądu wymagań wynikających z zaleceń ICNIRP oraz możliwości technicznych budowy miernika pola magnetycznego, który odpowiadałby owym wymaganiom.
EN
The recommendations of ICNIRP from 2010 present restrictions of exposure to electric and magnetic fields having regard human safety. Moreover, there are being given guidance on how to assess if the limit is exceeded. Although the recommendation does not describe the intended specific measurement methods and other technical solutions for the evaluation of exposure. This article presents an overview of the requirements under the ICNIRP guidelines and an overview of the technical possibilities of development a magnetic field meter to match the above mentioned requirements.
The paper shows the idea of a geological and didactic path “The traces of mining on the Krzeszowice Land”. The route was located in the three villages: Zalas, Tenczynek and Krzeszowice. The main purpose of the path is promoting the values of the scientific and geological heritage in the Krzeszowice Land. Designed path has 16 km long and 5 stops. The path is designed for people of any age, the most convenient to travel the route by bike.
PL
W niniejszym artykule przedstawiono koncepcję utworzenia geologicznej ścieżki dydaktyczno-przyrodniczej: Śladami górnictwa Ziemi Krzeszowickiej. Trasa ścieżki zlokalizowana została na terenie miejscowości Zalas, Tenczynek i Krzeszowice. Głównym założeniem ścieżki jest propagowanie walorów naukowych dziedzictwa geologicznego na terenie Ziemi Krzeszowickiej. Opracowana ścieżka liczy 16 km długości, a na jej trasie zlokalizowano 5 przystanków. Ścieżka przeznaczona jest dla ludzi w dowolnym wieku, jej trasę najwygodniej pokonać rowerem.
Oceniając ekspozycję człowieka na zewnętrzne pole magnetyczne niskich częstotliwości brane pod uwagę jest maksymalne indukowane pole elektryczne w ciele człowieka będące skutkiem pola zewnętrznego. Pole elektryczne indukowane w człowieku nie jest wielkością mierzalną, może ono być jedynie szacowane za pomocą obliczeń analitycznych lub numerycznych. W przypadku obliczeń numerycznych wyznaczona wartość maksymalna obarczona jest błędem wynikającym z dyskretyzacji modelu ciała człowieka. Błąd ten powoduje zawyżenie poziomu ekspozycji. Zalecaną przez ICNIRP metodą redukcji błędów numerycznych jest uśrednianie i rozważanie 99 centyla wartości dla danej tkanki. W przypadku lokalnych źródeł pola prowadzi to z kolei do niedoszacowania poziomu ekspozycji. Niniejszy artykuł prezentuje nową metodę eliminacji błędów numerycznych polegającą na zastosowaniu filtru dolnoprzepustowego. Przedstawiono porównanie wyników uzyskanych bezpośrednio ze środowiska symulacyjnego SEMCAD X, wyników uśrednionych standardowymi metodami oraz wyników uzyskanych po zastosowaniu nowego filtra dolnoprzepustowego.
EN
The maximum induced electric field by external low frequency magnetic fields is considered when evaluating exposure of a body to magnetic field. The induced electric field cannot be measured but can only be assessed using analytical or numerical calculations. In the case of numerical simulations results are affected by errors caused by discretization of a body model being exposed. This error causes overestimation of the exposure level. The recommended ICNIRP approach to reduce errors is to average the results over a small cubic volume, and then take into account the 99th percentile value for a specific tissue. When evaluating exposure from small or local sources taking into account the 99th percentile value leads to underestimation. This paper propose a new method of reducing numerical errors using low pass filter. There is also presented results obtained directly from the simulation platform SEMCAD X compared to averaged values, and to results obtained using the new filtering method.
Since 2009 Polish Geological Institute – National Research Institute has pursued measurements of pesticide concentration in the chosen points of groundwater chemical status monitoring as a part of State Environmental Monitoring. The article shows the results, which confirm that in groundwater in Poland occurrences of pesticides are mostly below of their limits of quantification or very close to them.
The PSH Database Integrator as a sophisticated tool for groundwater management answers the needs of the Polish Hydrogeological Survey. At the first stage it is a functional integration system for all hydrogeological databases existing in the Polish Geological Institute such as those of Groundwater Monitoring, HYDRO Bank and Hydrogeological Map of Poland. The final stage of all kind of analysis involves cartographical representation of the results. Using the PSH Database Integrator in this process reduces labour input and time as well as helps keeping standards. Next stage in the system development will enable internet access for users.