Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Jakość i walory użytkowe wody małej rzeki fliszowej

Policht-Latawiec A., Bogdał A., Kanownik W., Kowalik T., Ostrowski K., Gryboś P.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2014

|

Tom 16, cz. 1

546--561

EN

An assessment of the quality and usable values of water from the Ropa river – a left bank tributary to the Wisłok was made in the paper. Its catchment is situated in the south-eastern part of the Malopolska region (Poland) in the Gorlice county. The analyses were conducted in two measurement-control points – point 1. located downstream of Gorlice town at the Ropa river kilometer 20.2, in Biecz and 2. upstream of Gorlice, at the river kilometer 40.5, in Szymbark. 41 river quality parameters were tested in 2009–2011 using reference methods. Water for majority of analyses was sampled once a month, except the specific synthetic and non-synthetic pollutants, priority substances and microbiological indices, whose values were assessed once in three months. On the basis of analysis of the obtained results it was demonstrated that water downstream of Gorlice was classified to the second class of ecological state, only due to BOD5. The other indices were within the first class. On the other hand, upstream of the town, water satisfied the requirements of I class purity. Chemical state of the analyzed waters was below good – among 10 priority indices only cadmium concentration in both points and mercury content in 2. did not meet the environmental quality standards. Water in point 1. cannot be used for water supply to people because of too numerous coliform and faecal coliform bacteria. On the other hand, water in point 2. was qualified to A3 category due to microbiological indices. Water along the analyzed section of the Ropa river did not meet the requirements for the natural habitat for the salmonid or cyprinid fish because of high nitrite concentrations. Basing on the analysis of results from conducted statistical testing, it was stated that the values of 16 out of 24 tested physicochemical indices significantly differed between the control- measurement points. For example, markedly higher values of BOD5, electrolytic conductivity, total soluble solids, sulphates, general hardness, total nitrogen and total phosphorus were registered in water downstream of Gorlice, whereas pH values were lower. Obtained results confirm a negative effect of urbanized areas on the quality of running surface waters.

2

Data preparation for the purposes of 3D visualization

Gryboś P., Kaletowska M., Litwin U., Pijanowski J. M., Szeptalin A., Zygmunt M.

Geomatics, Landmanagement and Landscape

|

2013

|

no. 1

31--40

EN

The article presents a method of preparing input data for 3D visualizations. The authors implemented the proposed procedure when they were working on a visualization, with use of Autodesk 3ds Max software. The test object were the ruins of a historic grange that belonged to the Nostitz family in Mściwojów (Mściwojów commune, Jaworski district, Lower-Silesia Voivodeship). After surveying the area and analyzing the data, using MicroStation with a geodetic application MK (Mapa Kontekstowa - context map), a Digital Terrain Model (DTM) was created along with contour lines, with use of Data Acquisition (a tool in some programs of Bentley). Next, the models of spatial objects were created using the authors' software VITAL LANDSCAPES Tools, developed during the EU CENTRAL EUROPE program. It was the basis for development of a visualization of current land management, using the sotware Autodesk 3ds Max. This allowed the design of the future land management of the historic grange so that the landscape balance is maintained. The data processed in this manner can be used for photorealistic visualizations in Autodesk 3ds Max or other graphical sotware.

3

System do wielokanałowej rejestracji in vitro potencjałów polowych i czynnościowych z wykorzystaniem płaskiej matrycy mikroelektrod

Żołądź M., Kmon P., Rauza J., Gryboś P., Kowalczyk T.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

R. 58, nr 4

355-357

PL

Jednoczesna wielopunktowa rejestracja potencjałów czynnościowych i polowych jest kluczem do zrozumienia mechanizmów działania mózgu [1]. Postęp w technologiach mikroobróbki oraz produkcji układów scalonych o dużym stopniu integracji pozwoliły na budowę systemów umożliwiających rejestrację aktywności mózgu z kilkuset punktów. W pracy zaprezentowano system pomiarowy do rejestracji in vitro sygnałów neuronowych przy pomocy płaskiej matrycy elektrod ostrzowych o rozmiarze 16 na 16 elektrod.

EN

Simultaneous multi-point recording of activity of living neural networks is the key to understanding the mechanisms of the brain operation [1]. Advances in micromachining technology and production of integrated circuits with a high degree of integration made it possible to build systems capable of recording brain activity of electrode arrays containing up to several hundred points [2]. Neural signal recording methods can be divided into in vivo and in vitro. In vivo method consists in introducing the electrode into the brain through a hole in the skull The animal under anesthesia may be mounted in the holder (acute neural recording) or canmove freely (chronic neural recording). In the in vitro method previously extracted piece of brain tissue is arranged on a matrix of electrodes (Fig. 2) placed in a container of liquid with a suitable composition and temperature. The in vitro method allows direct injection of chemicals and is more accurate than the method for in vivo determination of the signal origin. The paper presents a system for in vitro recording of neural signals by using a planar array of 256 electrodes (16x16). The system consists of a life-support system (temperature, nutrient fluid) (Fig. 3) and a recording system. The recording system is based on a specially designed integrated circuit fabricated in CMOS 0.18 žm technology [4]. Initial tests confirmed that the system is capable of recording both field and action potentials.

4

System pomiarowy do wielokanałowej rejestracji sygnałów neuronowych metodą in vivo

Rauza J., Żołądź M., Kmon P., Gryboś P.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2012

|

nr 3

51-53

PL

W pracy opisano system przeznaczony do rejestracji sygnałów neuronowych mózgu zwierzęcia znajdującego się pod narkozą. System pozwala na jednoczesny pomiar sygnałów z 64 kanałów za pośrednictwem ostrzowej matrycy elektrod. Składa się on z dedykowanego układu scalonego do wzmacniania i filtracji sygnałów, układów zasilających oraz układu kontrolnego. Do akwizycji danych wykorzystywany jest komputer typu PXI (ang. Peripheral Component Interconnect eXtensions for Instrumentation). Wstępne testy przeprowadzone przy pomocy sygnałów imitujących potencjały czynnościowe podanych za pośrednictwem elektrod i płynu fizjologicznego potwierdzają poprawne działanie systemu.

EN

This paper describes a system for recording neural signals from the brain of the animal under anesthesia. The system allows for simultaneous measurement of signals from 64 points by means of penetrating microelectrode matrix. It consists of dedicate integrated circuit for signal amplification and filtering, power supply module and control module. Dedicated data acquisition is peiformed using PXI (Peripheral Component Interconnect eXtensions for Instrumentation) computer and a custom application. Preliminary tests conducted with action potentials simulating signals provided through the electrodes and saline show that the system operates properly.

5

Efficient neural amplifiers using MOS and MIM capacitors in 180 nm CMOS process

Kmon P., Gryboś P., Szczygieł R., Żołądź M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 12

20-23

EN

This paper presents design methods that allow to drastically limit an area of a recording channel in multichannel integrated circuits dedicated to neurobiology experiments. The techniques that are presented in this paper can be applied in a 3D multichannel integrated systems where area limitations are very strict. Furthermore, they allow one to mitigate main problems existing in modern submicron processes i.e. leakage currents, a difficulty of obtaining very large MOS based resistances or uniformity of main parameters of recording channels. For further improvement of the recording channels we designed and processed in 180nm CMOS technology two recording channels that differ from each other in type of capacitors used. Their measurement results show that thanks to the applied methods we are able to tune the lower cut-off frequency in a very large range, i.e. 10 mHz - 300 Hz. The upper cut-off frequency can be changed for two different modes, i.e. neural spike recording mode where it is equal to 9 kHz or slow biomedical signals recording mode where it can be changed in the 10 Hz - 280 Hz range. The voltage gain of the recording channels can be switched either to 260 V/V or to 1000 V/V. The input referred noise of the recording channel is equal to 5 pV while its power consumption is equal to only 11 pW. The single recording channel occupies only 0.06 mm2 of the chip area and together with its large functionality allows one to adapt it into modern 3D pixel multichannel neurobiology applications.

PL

W artukule zaprezentowano metody projektowe, które pozwalająznacząco zmniejszyć powierzchnię zajmowaną przez elektronikę odczytu stosowaną w wielokanałowych systemach przeznaczonych do rejestracji sygnałów neurobiologicznych. Autorzy pracy prezentują porównanie dwóch kanałów odczytowych wykonanych w technologii submikronowej CMOS 180 nm, w których zastosowano pojemności oparte na strukturach MOS bądź kondensatorach MIM (metal-izolator-metal). W szczególności rozpatrywane są kwestie związane z prądami upływu tych struktur co ma bardzo duże znaczenie w kontekście najnowszych technologii CMOS. Artykuł prezentuje wyniki pomiarów przykładowego toru odczytowego - dolna częstotliwość graniczna może być regulowana w zakresie 10 mHz - 300 Hz, górna częstotliwość graniczna może być ustawiania na 9 kHz bądź w zakresie 10...280 Hz, zaś wzmocnienie napięciowe może być przełączane pomiędzy wartościami 260 V/V lub 1000 V/V. Pojedyczny kanał pomiarowy zajmuje 0,06 mm2 powierzchni, pobiera 11 L/W mocy, a jego wejściowe szumy napięciowe wynoszą 5 /l/V.

6

64 channel neural recording amplifier with tunable bandwidth in 180 nm CMOS technology

Gryboś P., Kmon P., Żołądź M., Szczygieł R., Kachel M., Lewandowski M., Błasiak T.

Metrology and Measurement Systems

|

2011

|

Vol. 18, nr 4

631-643

EN

This paper presents the design and measurements of low-noise multichannel front-end electronics for recording extra-cellular neuronal signals using microelectrode arrays. The integrated circuit contains 64 readout channels and is fabricated in CMOS 180 nm technology. A single readout channel is built of an AC coupling circuit at the input, a low-noise preamplifier, a band-pass filter and a second amplifier. In order to reduce the number of output lines, the 64 analog signals from readout channels are multiplexed to a single output by an analog multiplexer. The chip is optimized for low noise and good matching performance and has the possibility of passband tuning. The low cut-off frequency can be tuned in the 1 Hz - 60 Hz range while the high cut-off frequency can be tuned in the 3.5 kHz - 15 kHz range. For the nominal gain setting at 44 dB and power dissipation per single channel of 220 žW, the equivalent input noise is in the range from 6 žV - 11 žV rms depending on the band-pass filter settings. The chip has good uniformity concerning the spread of its electrical parameters from channel to channel. The spread of the gain calculated as standard deviation to mean value is about 4.4% and the spread of the low cut-off frequency set at 1.6 Hz is only 0.07 Hz. The chip occupies 5×2.3 mm⊃2 of silicon area. To our knowledge, our solution is the first reported multichannel recording system which allows to set in each recording channel the low cut-off frequency within a single Hz with a small spread of this parameter from channel to channel. The first recordings of action potentials from the thalamus of the rat under urethane anesthesia are presented.

7

Readout Electronics for Pixel Detectors in Deep Submicron and 3D Technologies

Maj P., Szczygieł R., Gryboś P.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2011

|

Vol. 57, No. 4

497-502

EN

We have designed, fabricated in 90 nm technology and tested a prototype ASIC for readout of semiconductor pixel detectors for X-ray imaging applications. The 4mm x 4mm readout IC is working in single photon counting mode and contains a pixel matrix of 1280 readout channels with dimensions of 100 µm × 100 µm each. We present the architecture, the measurement results of this IC and our conclusions. To make this chip more attractive for novel experiments, we need to further increase single pixel functionality and at the same time reduce the pixel area. This leads us to the 3D technology with at least two layers: analogue and digital and additionally the sensor layer. We present the concept of the 3D hybrid pixel chip design with small pixel size and the ability to build a dead-space free large area pixel matrix.

8

Wielokanałowy system do rejestracji sygnałów neurobiologicznych metodami in vitro i in vivo

Kmon P., Żołądź M., Gryboś P., Szczygieł R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 9

67-71

PL

W pracy zaprezentowano projekt oraz pomiary niskoszumnego wielokanałowego układu scalonego przeznaczonego do pomiarów zewnątrzkomórkowych sygnałów neuronowych przeprowadzanych z wykorzystaniem matryc mikroelektrod. Prezentowany układ scalony posiada 64 kanały pomiarowe i został wykonany w technologii submikronowej CMOS 180nm. Aby zminimalizować ilość przewodów doprowadzonych do układu scalonego zastosowano multiplekser analogowy redukujący ilość wyjściowych linii danych z 64 do 1. Układ scalony został zoptymalizowany pod kątem jednorodności kluczowych parametrów analogowych w systemie wielokanałowym oraz pod kątem minimalizacji szumów. Użytkownik ma możliwość zmiany częstotliwości granicznych toru pomiarowego: dolnej w zakresie 1 – 60 Hz, górnej w zakresie 3,5 kHz - 15 kHz. Dla nominalnych ustawień zaprojektowany układ charakteryzuje się wzmocnieniem na poziomie 44 dB, poborem mocy 220. W na kanał i szumami wejściowymi na poziomie 6 .V - 11 .V rms (w zależności od ustawionego pasma częstotliwościowego). Dokonane pomiary wykazują wysoką jednorodność kluczowych parametrów układu wielokanałowego: rozrzut wzmocnienia napięciowego wynosi 4,4% a rozrzuty dolnej i górnej częstotliwości granicznej są na tym samym poziomie.

EN

This paper presents the design and measurements of a low noise multi-channel front-end electronics for recording of extra-cellular neuronal signals using microelectrode arrays. The integrated circuit contains 64 readout channels and was fabricated in CMOS 180nm technology. A single readout channel is built of an AC-coupling circuit at the input, a low noise preamplifier, a band-pass filter and a second amplifier. In order to reduce the number of output lines, 64 analog signals from readout channels are multiplexed to a single output by an analog multiplexer. The chip is optimized for low noise and good matching performance with the possibility of cut-off frequencies tuning. The low cut-off frequency can be tuned in the 1 Hz - 60 Hz range and the high cut-off frequency can be tuned in the 3,5 kHz - 15 kHz range. For the nominal gain setting of 44 dB and power dissipation per single channel of 220 �ÝW the equivalent input referred noise is in the range from 6 �ÝV - 11 �ÝV rms depending on the band-pass filter settings. The chip has good uniformity concerning the spread of its electrical parameters from channel to channel. The spread of gain calculated as standard deviation to mean value is about 4,4% and the spreads of the low and high cut-off frequencies are on the same level. The chip occupies 5„e2,3 mm2 of silicon area.

9

64 Channel ASIC for Neurobiology Experiments

Gryboś P., Kmon P., Szczygieł R., Żołądź M.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2010

|

Vol. 56, No. 4

375-380

EN

This paper presents the design and measurements of 64 channel Application Specific Integrated Circuits (ASIC) for recording signals in neurobiology experiments. The ASIC is designed in 180 nm technology and operates with ± 0.9 V supply voltage. Single readout channel is built of AC coupling circuit at the input and two amplifier stages. In order to reduce the number of output lines, the 64 analogue signals from readout channels are multiplexed to a single output by an analogue multiplexer. The gain of the single channel can be set either to 350 V/V or 700 V/V. The low and the high cut-off frequencies can be tuned in 9 ÷ 90 Hz and in the 1.6 ÷ 24 kHz range respectively. The input referred noise is 7 µV rms in the bandwidth 90 Hz - 1.6 kHz and 9 µ V rms in the bandwidth 9 Hz - 24 kHz. The single channel consumes 200 µW of power and this together with other parameters make the chip suitable for recording neurobiology signals.

10

Application of silicon strip detector for X-ray diffraction on metallic multilayers

Mietniowski P., Kanak J., Powroźnik W., Stobiecki T., Maj P., Gryboś P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2008

|

Vol. 53, iss. 1

75-81

EN

This paper presents silicon strip detector designed at AGH with front-end electronics based on ASIC (Application Specific lntergraded Circuits) which is used for diffraction measurements of thin films. Application of this detector for diffraction, in comparison to the standard proportional counter, allows to reduce time of measurement up to 100 times. Two types of 128-strip detectors with pitch between strips centers of 75 µm and 100 µm were tested. Angular resolution was determined from measurements of powder standard reference material (SRM 660) LaB 6 . It was demonstrated that detector with strip pitch 75 µm had better angular resolution than that of 100 µm one. The XRD measurements were performed on the metallic polycrystalline multilayers deposited by sputtering technique: Si(100)/Si0 2 47 nm/buffer/IrMn 12 nm/CoFe 15 nm/A1-0 1.4 nm/NiFe 3 nm/Ta 5 nm and Si(100)/Si0 2 500 nm/buffer/[Pt 2 nm/Co 0.5 nm]x5. The samples were prepared with four different buffers in order to obtain different texture degree (in the brackets buffers for Pt/Co multilayers): (a) Cu 25 nm, (Cu 10 nm) (b) Ta 5 nin/Cu 25 nm, (Ta 5 nm/Cu 10 nm) (c) Ta 5 nm/Cu 25 nm/Ta 5 nm/Cu 5 nm, (Ta 5 nm/Cu 10 nm/Ta 5 nm) and (d) Ta 5 nm/Cu 25 nm/Ta 5 nm /NiFe 2 nm/Cu 5 tun, (Ta 5 nm/Cu 10 nm/Ta 5 nin/Cu 10 nm). The results measured by our strip detector, conventional proportional counter and commercial X'Celerator detector are similar in all details specific for diffraction of multilayer. Some advantages of the strip detectors usage for structural analysis of thin films are discussed.

PL

Krzemowe detektory paskowe zintegrowane z elektroniką "front-end" zaprojektowane na AGH w oparciu o uklad ASIC (Application Specific Intergraded Circuits) zostały wykorzystane do detekcji promieniowania rentgenowskiego w eksperymentach dyfrakcyjnych ukladów cienkowarstwowych. Zastosowanie tych detektorów w porównaniu z licznikami proporcjonalnymi pozwala zredukowae czas pomiaru do okolo 100 razy. Przetestowano dwa typy detektorów 128-paskowych o odległościach pomiędzy paskami 75 µm i 100 µm. Pomiary kątowej zdolności rozdzielczej wykonane na próbkach proszkowych LaB6, pokazały, że detektor z odległością pomiędzy paskami 75 µm posiada lepszą zdolność rozdzielczą. Przeprowadzono pomiary dyfrakcyjne na wybranych układach cienkowarstwowych naniesionych techniką jonowego rozpylenia. Układy te miały następującą budowę: podłoże Si(100)/Si02 47 µm /warstwy buforowe /IrMn 12 nm/CoFe 15 nm/A1-0 1.4 mn/NiFe 3 nm/Ta 5 nm oraz Si(100)/Si02 500 nm/warstwy buforowe/[Pt 2 nm/Co 0.5 nm]x5. Jako warstwy buforowe zastosowano następujące układy wielowarstwowe (w nawiasach warstwy buforowe dla ukladów wielowarstwowych Pt/Co): (a) Cu 25 nm, (Cu 10 nm) (b) Ta 5 nm/Cu 25 nm, (Ta 5 lini/Cu 10 nm) (c) Ta 5 11111/Cu 25 nm/Ta 5 nm/Cu 5 nm, (Ta 5 nm/Cu 10 nin/Ta 5 nm) and (d) Ta 5 nm/Cu 25 nm/Ta 5 nm /NiFe 2 nm/Cu 5 nm, (Ta 5 tn/Cu 10 nm/Ta 5 nm/Cu 10 nm). Otrzymano podobne wyniki zarówno przy wykorzystaniu licznika proporcjonalnego, detektora paskowego jak i komercyjnego detektora X'Celerator. Przedyskutowano zalety krzemowego detektora paskowego w zastosowaniu do badań dyfrakcyjnych układów cienkowarstwowych.

11

Testy systemu do obrazowania cyfrowego umożliwiającego pracę z promieniowaniem X o dużym natężeniu i selekcję energetyczną fotonów

Gryboś P., Maj P., Szczygieł R., Świentek K., Ramello L., Rodriguez A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2007

|

R. 53, nr 9 bis

150--152

PL

W pracy przedstawiono budowę i wyniki testów zintegrowanego modułu do obrazowania cyfrowego umożliwiającego pracę z promieniowaniem X o dużym natężeniu i selekcje fotonów w zależności od ich energii. Elementem detekcyjnym modułu jest paskowy detektor krzemowy, z którego informacja jest odbierana i przetwarzana przez wielokanałowe specjalizowane układy scalone o architekturze binarnej. Uzyskane wyniki pomiarów 128 kanałowego modułu potwierdzają bardzo dobrą jednorodność poszczególnych kanałów, niski poziom szumów elektroniki odczytu oraz jej poprawną pracę również w przypadku bardzo dużej częstości impulsów wejściowych.

EN

The paper presents construction and tests of integrated module for digital X-ray imaging. This module could work with high X-ray intensity and selects photons according their energy. The module consists of silicon strip detector and ASICs of binary architecture. The measurement results of 128-channel module show its good noise parameters, uniformity of analogue parameters of multichannel ASIC and its possibility to work with high rate of input pulses.

12

Specjalizowane wielokanałowe układy scalone dla potrzeb odczytu danych z matryc mikroczujników

Szczygieł R., Gryboś P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2007

|

R. 53, nr 9 bis

727--730

PL

W eksperymentach fizycznych, medycznych, biologicznych, badaniach materiałowych coraz częściej zastosowanie znajdują różnego rodzaju matryce mikroczujników, składające się z setek, a nawet tysięcy elementów detekcyjnych. Efektywna obsługa matryc mikroczujników wymaga, aby każdy z elementów detekcyjnych posiadał swój niezależny tor elektroniki odczytu zapewniający kondycjonowanie sygnału analogowego, jego zamianę na postać cyfrową oraz kompresję zebranych danych. Tego typu rozwiązania są możliwe w technologii VLSI, gdzie elektronika odczytu do w/w matryc mikroczujników jest projektowana i wykonywana w formie wielokanałowych specjalizowanych układów scalonych (ASIC). Jednak na wielokanałowe układy ASIC narzucane są szczególne wymagania dotyczące rozmiarów, pobieranej mocy, minimalizacji szumów oraz jednorodności parametrów poszczególnych kanałów. Ponadto w systemach wielokanałowych istotna staje się szybkość przetwarzania danych i ich dalsza transmisja do systemów nadrzędnych. Artykuł omawia wybrane istotne aspekty projektowania wielokanałowych układów scalonych oraz stosowane rozwiązania dotyczące gromadzenia danych, kompresji i ich sposobów przesyłania do systemów nadrzędnych, które uzależnione są od konkretnej aplikacji.

EN

Nowadays arrays of microsensors are often used in experimental sciences like physics, biology, material science or medical imaging. Effective use of these arrays requires multichannel electronic readout systems. The readout electronics is often made as ASIC (Application Specific Integrated Circuits) which is responsible for analog and digital signal processing. Because of multichannel architecture of the integrated circuit dedicated to the readout of microsensor arrays, there are several important constrains which must be fulfilled during the design process like area and power limitation per single channel, noise minimization and uniformity of analog parameters for all channel. Additionally the digital blocks in a such ASIC obtain a lot of data, which must be compressed, stored and transmitted to data acquisition system. The paper describes important design aspects of multichannel circuit and methods used for data compression.

13

Analiza możliwości wykorzystania funkcji biblioteki "OpenCV 1.0" do automatycznego dopasowania zdjęć lotniczych

Gryboś P., Mikrut S.

Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2007

|

T. 11, z. 3

89-101

PL

W artykule opisany jest sposób wykorzystania funkcji biblioteki opensource'owej do obróbki obrazów w algorytmie korelacji zdjęć lotniczych. Przedstawiony został algorytm korelacji wykorzystujący funkcje biblioteczne użyteczne w dopasowywaniu obrazów, uwzględniający problemy i korzyści płynące ze zdjęć lotniczych. W trakcie testów został ustalony optymalny rozmiar okna dopasowywanego oraz wartość współczynnika korelacji decydująca o poprawności dopasowania. Badania wykonano na obrazach rzeczywistych w różnych skalach i o zróżnicowanej teksturze obrazu. Przetestowano również metodę wygenerowanej wczesniej siatki punktów. Dopasowane punkty pokrywają obszar stereogramu i są rozmieszczone w miarę równomiernie, co jest niezbędne do wykonania procesu orientacji wzajemnej zdjęć lotniczych.

EN

In this paper the way of using functions from "open source" library to image processing in matching algorithm is presented. The correlation algorithm which use library functions useful to image matching is describe, take into problems and advantages came from air images. During the experiments optimal size of template and value of correlation coefficient decided if matching is correct were established. The research was done on real images and different texture. The method of the generated before grid was tested too. Matching points covered the area of stereograms and are located evenly on the stereograms, which is necessary in relative orientation process.

14

Analiza doboru parametrów algorytmów dopasowania obrazów zdjęć lotniczych

Gryboś P., Mikrut S.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

Vol. 17a

271--280

PL

W ramach prac prowadzonych w Zakładzie Fotogrametrii i Informatyki Teledetekcyjnej AGH, powstał algorytm dopasowania zdjęć lotniczych. Wykorzystuje on funkcje dostępnej biblioteki opensourcowej OpenCV służącej do przetwarzania obrazów. Algorytm aplikacji znajdującej punkty homologiczne na obrazach tworzących stereogram, wykorzystuje bibliotekę „OpenCV”. Działanie algorytmu polega na wyznaczaniu na pewnej określonej części obrazu prawego, najlepszego dopasowania szablonu pobranego z obrazu lewego, przechodząc sukcesywnie przez kolejne poziomy piramidy obrazów lewego i prawego. Szablon ze zdjęcia lewego jest buforem, o określonym rozmiarze zależnym od poziomu piramidy, wokół punktu, który będziemy szukać na zdjęciu prawym. Część obrazu prawego, na którym dokonuje sie przeszukiwania jest wyznaczana jako bufor, o punkcie centralnym równym przewidywanemu położeniu punktu homologicznego na zdjęciu prawym. Określenie prawdopodobnego położenia szukanego punktu następuje na podstawie wartości przesunięcia między obrazami – jeżeli jest to pierwsza iteracja po poziomach piramidy, lub na podstawie położenia punktu z poprzedniego poziomu piramidy, gdy wartość współczynnika dopasowania jest większa od zadanego progu. Przeszukanie zaczyna sie od najmniejszego obrazu piramidy, czyli od najwyższego poziomu. Przechodzi kolejno na poziomy niżej i kończy sie na obrazie oryginalnym. Na każdym poziomie piramidy korelowane są poszczególne punkty, a wyniki są zapisywane do odpowiedniego wektora. Wartość współczynnika dopasowania decyduje o wielkości obszaru do przeszukania na zdjęciu prawym. Wartości przesunięć po osi x i y są na bieżąco aktualizowane dla punktów wykazujących wysoki współczynnik dopasowania (minimalizacja błędów).Określenie dopasowania danego szablonu na obszarze przeszukiwania polega na obliczeniu wartości funkcji dwuwymiarowej kowariancji (korelacji lub odległości) dla sygnałów dwuwymiarowych, jakimi są obrazy i przedstawieniu tego w postaci mapy dopasowania dla każdego położenia szablonu względem obszaru przeszukiwania. Określenie najlepszego dopasowania polega na znalezieniu maksymalnej wartości piksela na powstałej mapie i zwróceniu go jako szukany punkt. Celem podniesienia wydajności algorytmu dokonano testów oraz analizy doboru parametrów dopasowania obrazów. W trakcie badan ustalony został optymalny rozmiar szablonu, zbadano także zachowanie współczynnika dopasowania obrazów.

EN

One of the works conducted in the Department of Photogrammetry and Remote Sensing Informatics, University of Science and Technology, Kraków, Poland included the development of an algorithm for aerial images matching. The algorithm utilises the function of an available OpenCV opensource library, which is used to process images. The application algorithm, which finds homological points in images that form a stereogram, utilizes the OpenCV library. The operation of the algorithm consists in determining, in a particular part of the right image, the best template downloaded from the left image, by means of successive passing through the levels of the right and left image pyramids. The left image template is a buffer of a specific size, which depends on the pyramid level, around the point to be searched for in the right image. Part of the right image, in which the search is performed, is determined as a buffer whose central point is equivalent to the anticipated position of the homological point in the right image. The determination of the probable position of the point searched for is made based on the displacement value between images, provided that that this is the first iteration after the pyramid levels, or based on the point's position from the previous pyramid level, when the value of the matching coefficient is higher than the threshold set. The search starts from the smallest image of the pyramid, it is from the highest level. Then, it passes to lower levels, one after another, and ends in the original image. On each level of the pyramid, particular points are corrected, and results are ascribed to proper vectors. The value of a matching coefficient determines the size of the area in the right image to be searched through. The values of displacement along the x and y axes are updated on a current basis, with respect to points that demonstrate high matching coefficient (the minimisation of errors). The determination of a given template matching within the search area consists in calculating the value of a two-dimensional co-variance function (correlation or distance) for two-dimensional signals that the images are, and presenting them in a form of a matching map for each template position in relation to the search area. The determination of a best match consists in finding the maximum value of pixel on the map, and returning it as the point searched for. In order to improve the efficiency of the algorithm, tests were conducted along with the analysis of image matching parameters' selection. An optimum size of the template was determined in the course of research, and also the behaviour of the image matching coefficient was studied.

15

Design, functionality and tests of multichannel IC for digital imaging

Gryboś P., Idzik M., Maj P., Świentek K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2006

|

Vol. 47, nr 10

8-10

EN

This paper presents the design and results of first measurements of a fast binary readout architecture ASIC aimed for digital X-ray imaging. The ASIC called DEDIX includes 64 readout channels, a number of DACs for different blas and threshold settings, voltage reference, calibration circuit, I/O circuit and a control logic circuit. Each readout channel consists of charge amplifier, PZC circuit, shaper, two discriminators and two 20-bit counters.The DEDIX is supposed to work in a relatively complex systems featuring several hundred readout channels. For this reason particular attention was paid to general system solutions and the IC testability. The DEDIX IC was implemented in a 0,35 µm CMOS technology and first tests confirm full its functionality.

PL

Zaprezentowano projekt i wyniki pomiarów wielokanałowego szybkiego układu ASIC o architekturze binarnej przeznaczonego do obrazowania cyfrowego z wykorzystaniem promieniowania X. Układ ASIC o nazwie DEDIX zawiera 64 kanały elektroniki odczytu, przetworniki C/A do polaryzacji układu i ustawiania progów dyskryminacji, źródło referencyjne, układ wewnętrznej kalibracji, układ WE/WY i blok kontroli. Każdy z kanałów elektroniki odczytu zawiera wzmacniacz ładunkowy, układ PZC, układ kształtujący dwa dyskryminatory i dwa 20-bitowe liczniki. Układ DEDIX przeznaczony jest do pracy w złożonych systemach obejmujących kilkaset kanałów odczytowych. Z tego powodu należy zwrócić szczególną uwagę na rozwiązania systemowe i możliwości testowania układu scalonego. Układ scalony DEDIX został wykonany w technologii 0,35 µm CMOS, a pierwsze testy potwierdzają jego pełną funkcjonalność.

16

Różnicowa, niskonapięciowa transmisja sygnałów LVDS

Kołodziejski J. F., Gryboś P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2005

|

Vol. 46, nr 5

52-55

PL

Przedstawiono podstawowe cechy różnicowej transmisji sygnałów cyfrowych, realizowanej na niskich poziomach napięciowych. Opisano niektóre praktyczne rozwiązania układowe i przykładowe zastosowania tego rodzaju transmisji. Zwrócono uwagę na jej dużą odporność na zewnętrzne zaburzenia elektromagnetyczne.

EN

The basic properties of data transfer by differential signaling at low swing voltage are given in the paper. Some practical circuit solutions and performed applications are also presented as the examples. The attention was turn to the high immunity of this transfering system to electromagnetic disturbances.

17

Optymalizacja szumowa wielokanałowych mieszanych układów scalonych na przykładzie układu RX64

Gryboś P.

Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji

|

2004

|

Vol. 50, z. 3

441-470

PL

W artykule przedstawiono metrologię projektowania wielokanałowych specjalizowanych układów scalonych w technologii CMOS, ze zwróceniem szczególnej uwagi na optymalizację szumową stopni wejściowych i minimalizację przesłuchów w układach analogowo-cyfrowych. Szczegółową analizę sposobu projektowania przeprowadzono w oparciu o 64-kanałowy układ scalony RX64 do odczytu paskowych detektorów krzemowych używanych do detekcji niskoenergetycznego promieniowania X.

EN

This paper describes designing of multichannel mixed-mode Application Specific Integrated Circuits in CMOS technology. The author discusses the problems of noise optimisation and crosstalk in mixed-mode integrated circuit on example of 64-channel chip RX64. This chip has been designed for the digital readout of silicon strip detectors used for position-sensitive X-ray imaging. Various requirements and constraints implied by this particular application have been taken into account in the design stage. The XR64 chip consists of low noise analogue front-end electronic and digital blocks for data storage, bias control and communication via serial link. An architecture of integrated circuit has been described with a special attention paid to noise optimisation. A method of noise minimisation of front-end electronic has been developed taking into account capacitance of X-ray sensor and different value of bias current in the input transistor of charge preamplifier. The second order effects in noise calculation have also been investigated. The minimisation of crosstalk in mixed-mode RX64 chip has been considered. As the chip contains analogue and digital blocks placed on common epi-type substrate, particular attention has been paid to the layout. The floorplan, power distribution and guardring placement are described. The results of the design are verifield by noise measurements using internal calibration generator, radioactive source with X-ray sensor and considering the noise counts according to the Rice formula. The equivalent input noise measured at room temperature for a sensor capacitance of 2.5 pF and peaking time of 0.8 us is only 145 el. rms.

18

Zakłócenia w układach scalonych typu mix-mode

Gryboś P.

Elektrotechnika i Elektronika

|

2003

|

T. 22, z. 1

47--55

PL

Układy scalone typu mix-mode są układami, w których obok precyzyjnych bloków analogowych pracują złożone bloki cyfrowe. Pracujące bloki cyfrowe są źródłem zakłóceń dla układów analogowych zintegrowanych na tym samym układzie scalonym. W pracy podano sposoby minimalizacji zakłóceń generowanych przez bloki cyfrowe. Opisane są sposoby ograniczające rozchodzenie się tych zakłóceń w obrębie układu scalonego poprzez odpowiednie ekranowanie i stosowanie pierścieni ochronnych. Analizowane są również bloki analogowe pod kątem odporności na omawiane zakłócenia. Szczegółowe rozwiązania projektowe na poziomie schematu i rysowania masek układu scalonego przedstawione są na przykładzie układu scalonego RX64 typu mix-mode zrealizowanego w technologii CMOS 0,8 (mikro)m przeznaczonego do odczytu paskowych detektorów krzemowych.

EN

The mix-mode integrated circuits contain both high performance analogue circuits and complicated digital blocks. Working digital circuits are source of digital noise, which disturbs analogue circuits placed on the same integrated circuits. This paper describes the rules for switching noise minimisation. Techniques of isolation for reduction of noise transmission and techniques to increase the immunity of analogue circuits are discussed. Detailed solutions on schematic and layout level are analysed for RX64 mix-mode integrated circuit, manufactured in 0,8 (micro)m CMOS technology and dedicated to readout of silicon strip detector

19

Efekty niedopasowania tranzystorów MOS wykonanych w technologii VLSI

Gryboś P.

Elektrotechnika i Elektronika

|

2003

|

T. 22, z. 1

25--35

PL

Praca prezentuje efekty niedopasowania tranzystorów MOS wykonanych w technologii VLSI. Omawiane są przyczyny niedopasowania i sposób modelowania tego efektu. Odpowiednia koncepcja układu elektronicznego, warunki jego polaryzacji oraz staranne wykonane masek układu scalonego pozwalają na minimalizację wpływu efektów niedopasowania na finalne parametry układu. Na przykładzie 64-kanałowego układu scalonego NEURO64 przedstawiono sposób modelowania tego typu efektów z użyciem analizy Monte Carlo, a otrzymane wyniki symulacji porównano z wynikami pomiarowymi układu wykonanego w technologii CMOS 0,7 (mikro)m.

EN

This paper presents mismatch effects of MOS transistors manufactured using VLSI technology. The causes and modelling of mismatch are discussed. Proper concept of electronic circuit, its bias conditions and good layout could minimise the influence of mismatch effects on final parameters of integrated circuit. Evaluation of the matching performance is done for 64-channel integrated circuit using Monte Carlo analysis. The results of simulation are verified by the measurements of NEURO64 integrated circuit from CMOS 0,7 (micro)m.

20

Metodologia projektowania wielokanałowych układów scalonych pod kątem minimalizacji efektów rozrzutu procesu technologicznego

Gryboś P.

Elektronizacja : podzespoły i zastosowania elektroniki

|

2003

|

Vol. 23, nr 10

31-36

PL

W artykule przedstawiono projekt wielokanałowego, specjalizowanego układu scalonego do odczytu paskowych detektorów krzemowych pod kątem minimalizacji efektów związanych z rozrzutem parametrów procesu technologicznego. Zwrócono szczególną uwagę na dobór odpowiedniej architektury układu oraz przeprowadzono serię symulacji pod kątem oceny wrażliwości układu na omawiane efekty

EN

The design of multichannel ASIC for readout of silicon strip detectors taking into account variations of technological process parameters is presented. The choice of proper architecture of circuit is discoussed together with simulation results of circuit sensitivity to above effects.