Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rozpoznawanie i rekonstrukcja obrazów jako problem odwrotny z zastosowaniem systemu uczenia maszynowego

Citko Wiesław, Sieńko Wiesław

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 9

154--157

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.

2

Object detection using radio imaging tomography and tomographic sensors

Rymarczyk Tomasz, Styła Michał, Oleszek Michał, Maj Michał, Kania Konrad, Adamkiewicz Przemysław

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 1

182--185

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.

3

Implementing deterministic methods to solve the inverse problem for the model with lungs and heart in the EIT

Rymarczyk Tomasz, Stefaniak Barbara, Kania Konrad, Maj Michał, Niderla Konrad

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 7

125--128

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.

4

Image reconstruction in ultrasound transmission tomography using the Fermat’s Principle

Kania Konrad, Maj Michał, Rymarczyk Tomasz, Adamkiewicz Przemysław, Gołąbek Michał

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 1

186--189

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.

5

Analysis of geospatial areas using electrical resistance tomography

Rymarczyk Tomasz, Tchórzewski Paweł, Niderla Konrad, Adamkiewicz Przemysław, Kania Konrad, Sikora Jan

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 2

40--43

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.

6

Maintenance of industrial reactors supported by deep learning driven ultrasound tomography

Kłosowski Grzegorz, Rymarczyk Tomasz, Kania Konrad, Świć Antoni, Cieplak Tomasz

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 1

138--147

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.

7

Wareable mobile measuring device based on electrical tomography

Rymarczyk Tomasz, Nita Paweł, Vejar Andres, Woś Michał, Stefaniak Barbara, Adamkiewicz Przemysław

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 4

211--214

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.

8

Determination of the optimal scanning step for evaluation of image reconstruction quality in magnetoacoustic tomography with magnetic induction

Zywica Adam Ryszard, Ziolkowski Marcin

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2019

|

T. 9, nr 4

38--42

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.

9

Moisture wall inspection using electrical tomography measurements

Rymarczyk T., Szumowski J., Adamkiewicz P., Tchórzewski P., Sikora J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 1

97--100

EN

This paper presents solutions examining the brick wall dampness using electrical tomography. Different prototype measuring systems based on electrical tomography devices and the laboratory measurement devices were prepared. The prepared constructions contain 16 and 32 electrodes for measuring moisture in the brick wall on one side and two-sided. Electrical tomography, which is based on measuring potential difference, can be used to inspect historical buildings. The way in which we can define state of wall depends on the fact that every material has the unique conductance. To realize this measurement there are necessary electrodes, meters, AC generator, multiplexer and PC with LABview or the tomography device.

PL

W artykule przedstawiono rozwiązania sprawdzające wilgotność murów przy użyciu tomografii elektrycznej. Przygotowano różne prototypowe systemy pomiarowe oparte na elektrycznych urządzeniach tomograficznych oraz systemie laboratoryjnym. Przygotowane konstrukcje zawierają 16 i 32 elektrody do pomiaru zawilgocenia murów z cegły z jednej strony i z obu stron. Do kontroli zabytkowych budynków można wykorzystać tomografię elektryczną, która oparta jest na pomiarze różnicy potencjałów. Sposób, w jaki możemy określić stan murów, zależy od tego, że każdy materiał ma unikalną konduktywność. Do wykonania pomiarów potrzebne są elektrody, mierniki, generatory prądu zmiennego, multiplekser i PC z LABview lub urządzenie tomograficzne.

10

Charakterystyka wybranych technik ukrywania obrazu

Świerkosz A.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2016

|

nr 4

43--48

PL

Zważywszy, że różne techniki utajniania obrazów są znane od dawna, lecz nie znalazły szerszego zastosowania, być może ze względu na ich mankamenty, w tej publikacji zostaną opisane niektóre rodzaje technik sekretnego podziału obrazów, które już są. Autor ma na celu przeglądnięcie tych technik i ich podsumowanie.

EN

Considering that different techniques of hiding images are known for a long time, but have not found wider application, perhaps because of their shortcomings. In this publication are described some types of techniques secret sharing images that are already in use. The author aims to review these techniques and summarizes their features.

11

Applying Image Analysis for Automatic Density Measurement of High-tightness Woven Fabrics

Pan R., Zhang J., Li Z., Gao W., Xu B., Li W.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 2 (116)

66--72

EN

To realise the density measurement of high-tightness woven fabrics, an efficient inspection method based on the structure relation is developed in this paper. The structure relations of typical HTWF, twill and satin weave are analyzed and a calculation equation of warp density is given with the fabric weave, weft density and wale density. In the experiment, the weft and wale densities are measured with the Fourier transform, image reconstruction and threshold processing based on separately captured images. The warp density is finally calculated based on the mean value of wale and weft density and the given calculation equation constructed with the weave pattern. The experimental results prove that the automatic measurement density system can realize the precise measurement of high-tightness woven fabric density with satisfactory precision and can replace the current manual analysis method.

PL

Dla zrealizowania pomiarów gęstości tkanin o dużej zwartości opracowano metodę oceny opartą o zależności strukturalne. Zależności strukturalne typowych tkanin HTWF, o splocie skośnymi i satynowym analizowano i opracowano wzory dla obliczania gęstości osnowy, w zależności od gęstości wątku i gęstości prążków wypukłych. Przy przeprowadzeniu eksperymentu gęstości wątku i prążków wypukłych mierzono stosując transformatę Fouriera, rekonstrukcję obrazu i obliczenie wartości progowych wykorzystując indywidualnie otrzymane obrazy. Gęstość osnowy w efekcie jest obliczana w oparciu o średnią wartość gęstości prążków i wątku. Wyniki eksperymentalne potwierdziły, że automatyczny pomiar gęstości jest systemem, który może realizować precyzyjnie pomiar gęstości tkanin o dużej zwartości z zadowalającą dokładnością i w ten sposób może zastąpić dotychczas stosowane metody manualne.

12

Measuring Thread Densities of Woven Fabric Using the Fourier Transform

Pan R., Gao W., Li Z., Gou J., Zhang J., Zhu D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2015

|

Vol. 23, no. 1 (109)

35--40

EN

To replace time-consuming and lab-intensive of manual inspection, a Fourier transform is proposed to detect the thread densities of woven fabric in this paper. First, theories of the Fourier transform, yarn image reconstruction and the threshold method are introduced. Then the steps of fabric image acquisition, the Fourier transform of the fabric image, feature analysis in the frequency domain, image construction of fabric yarns, and threshold processing are analysed. Lastly, after locating and counting the yarns in the fabric segmentation results, thread densities of the woven fabric are calculated. The experimental results prove that the method proposed can detect the thread densities of woven fabric correctly and it can be used to replace the current manual analysis.

PL

W celu zastąpienia pracochłonnego i czasochłonnego ręcznego sprawdzania zaproponowano specjalny system dla oznaczania gęstości nitek w tkaninie. Przedstawiono teorię transformacji Fouriera, rekonstrukcję wyglądu przędzy wraz z metodą progową. Określono stopnie akwizycji obrazu tkaniny, zastosowanie transformacji Fouriera, analizę częstotliwościową właściwości, konstrukcję obrazu nitek tkaniny i zastosowanie metody progowej. Pod koniec, po lokalizacji i zliczeniu nitek obliczono gęstość nitek w tkaninie. Wyniki pomiarów potwierdzają, że zaproponowana metoda automatycznej detekcji nitek jest prawidłowa.

13

Kaczmarz algorithm revisited

Sznajder R.

Czasopismo Techniczne. Nauki Podstawowe

|

2015

|

Y. 112, iss. 2-NP

247--254

EN

In 1937, Stefan Kaczmarz proposed a simple method, called the Kaczmarz algorithm, to solve iteratively systems of linear equations Ax = b in Euclidean spaces. This procedure employs cyclic orthogonal projections onto the hyperplanes associated with such a system. In the case of a nonsingular matrix A, Kaczmarz showed that his method guarantees convergence to the solution of Ax = b. The Kaczmarz algorithm was rediscovered in 1948 and became an important tool in medical engineering. We briefly discuss generalizations of this method and its ramifications, including applications in computer tomography, image processing and contemporary harmonic analysis.

PL

W 1937 roku Stefan Kaczmarz zaproponował prostą metodę [KA], zwaną obecnie algorytmem Kaczmarza, za pomocą której można rozwiązywać iteracyjnie układy równań liniowych Ax = b w przestrzeniach euklidesowych. Metoda ta używa cyklicznego ciągu rzutów ortogonalnych na hiperpłaszczyzny związane z tym układem. W przypadku macierzy odwracalnej A Kaczmarz pokazał, że jego metoda gwarantuje zbieżność do rozwiązania układu równań Ax = b. Metoda ta została ponownie odkryta w 1948 roku i stała się ważnym narzędziem w inżynierii medycznej. Omawiamy tutaj pokrótce uogólnienia tej metody i ich zastosowania w tomografii komputerowej, przetwarzaniu obrazów i we współczesnej analizie harmonicznej.

14

An analytical iterative statistical algorithm for image reconstruction from projections

Cierniak R.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2014

|

Vol. 24, no. 1

7--17

EN

The main purpose of the paper is to present a statistical model-based iterative approach to the problem of image reconstruction from projections. This originally formulated reconstruction algorithm is based on a maximum likelihood method with an objective adjusted to the probability distribution of measured signals obtained from an x-ray computed tomograph with parallel beam geometry. Various forms of objectives are tested. Experimental results show that an objective that is exactly tailored statistically yields the best results, and that the proposed reconstruction algorithm reconstructs an image with better quality than a conventional algorithm with convolution and back-projection.

15

Nowa metoda tunelowego wyznaczania macierzy wrażliwości dla potrzeb procesu rekonstrukcji obrazów dla trójwymiarowej tomografii pojemnościowej

Wajman R., Banasiak R.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2013

|

nr 3

32--37

PL

Macierz wrażliwości jest głównym czynnikiem wpływającym na finalną jakość wyników procesu rekonstrukcji obrazów dla trójwymiarowej elektrycznej tomografii pojemnościowej 3D ECT. Dotychczasowe metody ich wyznaczania dają w większości przypadków dobre wyniki rekonstrukcji i umożliwiają dodatkowo wykonanie procesu iteracyjnej aktualizacji map wrażliwości, dostosowując ich naturę do zmieniającego się wraz z procesem rekonstrukcji symulowanego rozkładu pola elektrycznego. W ramach niniejszego artykułu autorzy przedstawią własną istotną modyfikację procesu wyznaczania map wrażliwości poprzez uwzględnienie w tym procesie szczegółowego rozkładu pola we wnętrzu czujnika. Opracowany nowy tunelowy algorytm wyznaczania macierzy wrażliwości konstruuje mapy wrażliwości w oparciu o śledzenie powierzchni budowanych wzdłuż linii sił pola elektrycznego. W artykule zostaną przedstawione wyniki procesu rekonstrukcji obrazów, które wykażą większą skuteczność nowej metody.

EN

The sensitivity matrix is main part of the image reconstruction process for 3D ECT imaging and strictly decides about the its final quality. Common sensitivity determination methods mostly provide acceptable results and additionally allow to perform the recalculation of the sensitivities according to the changing permittivity distribution. In this paper authors introduce the crucial modification of the sensitivity determination process based on the electric field distribution analysis. The designed new tunnel based algorithm follows the surfaces constructed along the electric field lines. In the paper the results of the image reconstruction experiments will be shown and the better accuracy of the new method will be proved.

16

A PCG-PSO Image Reconstruction Algorithm For Electrical Capacitance Tomography System

Chen Y., Cao J., Chen D.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 9b

37-41

EN

To solve the ‘soft-field’ nature and the ill-posed problem in electrical capacitance tomography (ECT) technology, this paper first presents a preconditioned conjugate gradient iterative algorithm for electrical capacitance tomography (PCG), Then, the results of the PCG algorithm using PSO method for imaging gray scale compensation.

PL

Artykuł przedstawia algorytm PCG (preconditioned conjugate gradient) do rekonstrukcji obrazu w elektrycznej pojemnościowe tomografii. Skala szarosci jest rekonstruowanoa przy wykorzystanoiu algorytmu PSO (particle swarm optimization).

17

Zastosowanie metod regularyzacji do filtracji zakłóceń pomiarowych rejestrowanych obrazów

Iwaniec J.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 1

86-89

PL

Praca dotyczy zagadnienia redukcji szumów pomiarowych obrazów z zastosowaniem metod regularyzacji. W pracy przedstawiono rezultaty filtracji obrazu testowego (16×16 pikseli) przeprowadzonej przy użyciu metody regularyzacji Tichonowa, TSVD, DSVD oraz ME [1, 3]. Do rekonstrukcji obrazów o dużych rozmiarach zastosowano sformułowaną i zaimplementowaną przez autorkę iteracyjną przybliżoną metodę filtracji obrazów opartą o metody regularyzacji. Wykazano przydatność sformułowanych metod w przypadku obrazów, których rekonstrukcja nie jest możliwa do przeprowadzenia innymi metodami ze względu na zbyt dużą utratę informacji spowodowaną nałożeniem szumów.

EN

In practical applications of signal processing, the problem of picture reconstruction on the basis of a recorded noisy picture is frequently encountered. Such a problem is an inverse, ill-posed problem (Fig. 1), which means that even small disturbances of the recorded picture have significant influence on the accuracy of picture reconstruction. Therefore, in this paper, for the purposes of pictures noise reduction, regularization methods were used. Noisy pictures were filtered by means of the Tikhonov regularisation [1, 3], Truncated SVD (TSVD) [1, 3], Damped SVD (DSVD) [1,3] and Maximal Entropy (ME) [1,3] methods. Noise reduction of the test picture of dimensions 16×16 pixels was carried out by means of the algorithm (Fig. 2) requiring decomposing matrix modelling noise into singular values, which, in case of pictures of significant dimensions, requires significant computational effort. Therefore, for the purposes of regularization of pictures of significant dimensions (512×512 pixels) the iterative approximate method (Fig. 3) formulated by the author was used. The method idea consists in application of the selected regularization method to regularization of the issue (1), where [A1(k)] is a matrix consisted of elements lying in the vicinity of the matrix [A] main diagonal, corresponding to the kth part of the considered picture written in the form of vector (Fig. 3). The obtained results prove that the formulated and implemented methods can be used for noise reduction of pictures, the reconstruction of which is impossible to carry out by means of other methods because of the excessive loss of information resulting from imposed noise.

18

Nowe techniki rekonstrukcji trójwymiarowych obrazów i kształtów dla tomografii pojemnościowej

Banasiak R., Wajman R.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2010

|

z. 121

89-106

PL

W poniższym artykule przedstawiono podstawowe wyniki badań nad rozwojem nowych metod rekonstrukcji obrazu dla trójwymiarowej elektrycznej tomografii pojemnościowej. W ramach tych badań został opracowany szereg nowych algorytmów, między innymi: algorytm wyznaczający rozkład czułości sensora w węzłach siatki metody elementów skończonych oraz algorytmy nieliniowej rekonstrukcji obrazów oraz kształtów z uwzględnieniem kompletnego modelu numerycznego trójwymiarowej sensora pojemnościowego. Ponadto w artykule zaprezentowano przykładowe rekonstruowane obrazy uzyskane przy pomocy opracowanych algorytmów.

EN

This paper presents some results of the research on new reconstruction techniques for 3D electrical capacitance tomography development. This works covers new algorithms e.g. new nodal jacobian matrix calculation and nonlinear image and shape reconstruction techniques using new complete 3D capacitance sensor computational model. Furthermore few examples of reconstructed 3-dimensional images are presentes using described methods.

19

Image noise reduction by means of regularization methods – Part I

Iwaniec J.

Vibrations in Physical Systems

|

2010

|

Vol. 24

155--160

EN

In practical applications of vision systems to mechanical systems vibration measurements, the problem of image reconstruction on the basis of registered noisy image is frequently encountered [6]. Such problem is an inverse, ill-posed problem, which means that even small disturbances of the registered image have significant in fluence on the accuracy of its reconstruction. For the purposes of image noise reduction, regularization methods were used. In the current paper (part I), noise reduction of the test image was carried out by means of the algorithm requiring decomposing matrix modelling noise into singular values, which, in case of images of significant dimensions, requires significant computational effort. Therefore, for the purposes of regularization of images of significant dimensions, in the second paper (part II) the iterative approximate method formulated by the author was used. Obtained results proved that formulated and implemented methods find application to noise reduction of images, the reconstruction of which is impossible to carry out by means of other methods because of the excessive loss of information resulting from imposed noise.

PL

Praca dotyczy zagadnienia redukcji szumów pomiarowych obrazów z zastosowaniem metody regularyzacji Tichonowa, TSVD, DSVD oraz ME. Rekonstrukcję obrazów przeprowadzono z zastosowaniem sformułowanych i zaimplementowanych przez autorkę algorytmów. Wykazano przydatność sformułowanych metod w przypadku obrazów, których rekonstrukcja nie jest możliwa do przeprowadzenia innymi metodami ze względu na zbyt dużą utratę informacji spowodowaną nałożeniem szumów.

20

Image noise reduction by means of regularization methods – Part II

Iwaniec J.

Vibrations in Physical Systems

|

2010

|

Vol. 24

161--166

EN

In practical applications of vision systems to mechanical systems vibration measurements, the problem of image reconstruction on the basis of registered noisy image is frequently encountered [6]. Such problem is an inverse [1], ill-posed problem [2, 7], which means that even small disturbances of the registered image have significant influence on the accuracy of its reconstruction. The first paper, denoted as part I, concerns the issue of the test image noise reduction carried out by means of the direct image regularization method. The main step of the method algorithm consists in decomposing matrix modelling noise into singular values, which, in case of images of significant dimensions, requires significant computational effort. Therefore, for the purposes of regularization of images of significant dimensions, in the current paper (part II), the iterative approximate method formulated by the author was used. Obtained results proved that formulated and implemented methods find application to noise reduction of images, the reconstruction of which is impossible to carry out by means of other methods because of the excessive loss of information resulting from imposed noise.

PL

Często spotykanym w praktyce problemem przetwarzania sygnałów jest rekonstrukcja obrazu na podstawie zarejestrowanego obrazu zaszumianego. Problem ten jest zagadnieniem odwrotnym źle zdefiniowanym, co oznacza, że niewielkie zakłócenia rejestrowanego obrazu mają znaczący wpływ na dokładność rekonstrukcji obrazu. W pierwszym artykule (oznaczonym jako „część I”) przedstawiono rezultaty redukcji zakłóceń obrazu testowego uzyskane z zastosowaniem sformułowanego przez autorkę algorytmu opartego o metody regularyzacji Tichonowa, TSVD, DSVD oraz ME. Przeprowadzenie regularyzacji obrazu zgodnie z tym algorytmem wymaga dokonania rozkładu macierzy modelującej szum na wartości szczególne, co w przypadku macierzy o dużym rozmiarze wymaga bardzo dużych nakładów obliczeniowych. Z tego względu w niniejszym artykule (oznaczonym jako „część II”), do redukcji obrazów o znacznych rozmiarach, zastosowano sformułowaną przez autorkę iteracyjną metodę przybliżoną. Na podstawie analizy rezultatów przeprowadzonych badań nasuwa się wniosek, że metody regularyzacji nie powinny być stosowane w przypadkach gdy zastosowanie „konwencjonalnych” metod analizy prowadzi do uzyskania rezultatów o zadawalającej dokładności. Ich zastosowanie staje się konieczne w przypadku obrazów, których rekonstrukcja nie jest możliwa do przeprowadzenia innymi metodami ze względu na zbyt dużą utratę informacji spowodowaną nałożeniem szumów.