Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Novel hybrid algorithm using convolutional autoencoder with SVM for electrical impedance tomography and ultrasound computed tomography

Maciura Łukasz, Wójcik Dariusz, Rymarczyk Tomasz, Król Krzysztof

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2023

|

T. 13, nr 2

4--9

EN

This paper presents a new hybrid algorithm using multiple support vector machines models with a convolutional autoencoder forelectrical impedance tomography, and ultrasound computed tomography image reconstruction. The ultimate hybrid solution uses multiple SVM models to convert input measurements to individual autoencoder codes representing a given scene then the decoder part of the autoencoder can reconstruct the scene.

PL

Artykuł przedstawia nowy hybrydowy algorytm który używa modeli maszyn wektorów nośnych wraz z autoenkoderem konwolucyjnym do rekonstrukcji obrazu z elektrycznej tomografii impedancyjnej oraz ultrasonograficznej tomografii transmisyjnej. Ostateczne rozwiązanie hybrydowe używa wielu modeli SVM do konwersji pomiarów wejściowych do pojedynczych kodów autoenkodera reprezentujących daną scenę a wtedy dekoder wyciętyz autoenkodera może zrekonstruować daną scenę.

2

Application of finite difference method for measurement simulation in ultrasound transmission tomography

Kania Konrad, Mazurek Mariusz, Rymarczyk Tomasz

Applied Computer Science

|

2022

|

Vol. 18, no 2

101--109

EN

In this work, we present a computer simulation model that generates the propagation of sound waves to solve a forward problem in ultrasound transmission tomography. The simulator can be used to create data sets used in the supervised learning process. A solution to the "free-space" boundary problem was proposed, and the memory consumption was significantly optimized from O(n2) to O(n). The given method of simulating wave scattering enables the control of the noise extinction time within the tomographic probe and the permeability of the sound wave. The presented version of the script simulates the classic variant of a circular probe with evenly distributed sensors around the circumference.

3

Optimization method and PCA noise suppression application for ultrasound transmission tomography

Rymarczyk Tomasz, Sikora Jan

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 2

90--93

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.

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

Effective algorithm for tomography imaging in threedimensional problems

Rymarczyk Tomasz, Sikora Jan, Adamkiewicz Przemysław

Przegląd Elektrotechniczny

|

2019

|

R. 95, nr 3

115--118

EN

This article presents a new effective imaging method that can be applied in ultrasonic and radio tomography. The proposed method by changing the shape of the voxels leads to a substantial simplification of the algorithm at the cost of small approximations of the voxels. As proved in the work, these approximations do not have a significant impact on the readability of the image which is several times faster.

PL

W pracy przedstawiono nową efektywną metodę obrazowania, która może mieć zastosowanie w transmisyjnej tomografii ultradźwiękowej lub radiowej. Proponowana metoda zmienia kształt voksela z sześciennego na kulisty dzięki czemu uzyskuje się znaczące uproszczenie algorytmu kosztem niewielkiej aproksymacji wokseli. Jak udowodniono w pracy, przyjęta aproksymacja nie ma znaczącego wpływu na wiarygodność obrazów, a jest kilkukrotnie bardziej efektywna.

6

The Acoustic Field Distribution Inside the Ultrasonic Ring Array

Staszewski W., Gudra T., Opieliński K. J.

Archives of Acoustics

|

2018

|

Vol. 43, No. 3

455--463

EN

This paper presents and analyses the results of a simulation of the acoustic field distribution in sectors of a 1024-element ring array, intended for the diagnosis of female breast tissue with the use of ultrasonic tomography. The array was tested for the possibility to equip an ultrasonic tomograph with an additional modality - conventional ultrasonic imaging with the use of individual fragments (sections) of the ring array. To determine the acoustic field for sectors of the ring array with a varying number of activated ultrasonic transducers, a combined sum of all acoustic fields created by each elementary transducer was calculated. By the use of MATLAB software, a unique algorithm was developed, for a numerical determination of the distribution of pressure of an ultrasonic wave on any surface or area of the medium generated by the concave curvilinear structure of rectangular ultrasound transducers with a geometric focus of the beam. The analysis of the obtained results of the acoustic field distribution inside the ultrasonic ring array used in tomography allows to conclude that the optimal number of transducers in a sector enabling to obtain ultrasound images using linear echographic scanning is 32 ≤ n ≤ 128, taking into account that due to an increased temporal resolution of ultrasonic imaging, this number should be as low as possible.

7

Ultrasound Transmission Tomography Imaging of Structure of Breast Elastography Phantom Compared to US, CT and MRI

Opieliński K. J., Pruchnicki P., Gudra T., Podgórski P., Kraśnicki T., Kurcz J., Sąsiadek M.

Archives of Acoustics

|

2013

|

Vol. 38, No. 3

321--334

EN

The paper presents an analysis of the results of ultrasound transmission tomography (UTT) imaging of the internal structure of a breast elastography phantom used for biopsy training, and compares them with the results of CT, MRI and, conventional US imaging; the results of the phantom examination were the basis for the analysis of UTT method resolution. The obtained UTT, CT and MRI images of the CIRS Model 059 breast phantom structure show comparable (in the context of size and location) heterogeneities inside it. The UTT image of distribution of the ultrasound velocity clearly demonstrates continuous changes of density. The UTT image of derivative of attenuation coefficient in relation to frequency is better for visualising sharp edges, and the UTT image of the distribution of attenuation coefficient visualises continuous and stepped changes in an indirect way. The inclusions visualized by CT have sharply delineated edges but are hardly distinguishable from the phantom gel background even with increased image contrast. MRI images of the studied phantom relatively clearly show inclusions in the structure. Ultrasonography images do not show any diversification of the structure of the phantom. The obtained examination results indicate that, if the scanning process is accelerated, ultrasound transmission tomography method can be successfully used to detect and diagnose early breast malignant lesions. Ultrasonic transmission tomography imaging can be applied in medicine for diagnostic examination of women’s breasts and similarly for X-ray computed tomography, while eliminating the need to expose patients to the harmful ionising radiation.

8

Tomograficzne obrazowanie lokalnych wartości parametrów przepływów produktów spalania w technice samochodowej

Polakowski K.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektryka

|

2011

|

z. 141

3--99

PL

W pracy przedstawiono metody badań przepływów produktów spalania w układach wydechowych silników spalinowych pojazdów samochodowych, przy zastosowaniu technik tomograficznych. Zagadnienie to ma istotne znaczenie ze względu na potrzebę optymalizacji i ograniczenia szkodliwych produktów spalania w samochodowych silnikach spalinowych. Problem ten związany jest bezpośrednio z prawidłowym działaniem elektronicznych systemów sterowania zapłonem i spalaniem mieszanki paliwowo-powietrznej w silnikach. Autor uznał, iż problematyka ta ma znamiona twórczej pracy naukowej w dziedzinie elektrotechniki samochodowej, zmierzającej do poprawy warunków pracy pojazdów samochodowych. Metody ultradźwiękowej tomografii transmisyjnej mogą być tu bardzo przydatne. Podstawową trudnością pomiarów metodami akustycznymi jest ustalenie prędkości przepływu, do czego potrzebny jest dokładny obraz profilu jej rozkładu w kanale przepływowym. Jest to szczególnie ważne w przypadku transmisyjnych przepływomierzy ultradźwiękowych, które umożliwiają pomiar uśrednionej prędkości przepływu jedynie wzdłuż ścieżki przebiegu impulsu ultradźwiękowego, a do obliczeń prędkości strumienia przepływu objętościowego lub masowego wymagane są wartości prędkości, których wektory są ustawione prostopadle do powierzchni przekroju poprzecznego strumienia, czyli przekroju poprzecznego rury układu wydechowego silnika. Wartości te można określić pośrednio na podstawie danych zawartych w profilu rozkładu prędkości badanego przepływu, którego a priori brak. Istniejące metody wymagają zastosowania skomplikowanych matematycznych metod umożliwiających modelowanie w przybliżony sposób wymaganego profilu w badanym obszarze. Zdaniem autora istnieje bardziej dokładna metoda rozwiązania tego problemu, polegająca na eliminacji metod przybliżonego modelowania profilu rozkładu prędkości przepływu dzięki zastosowaniu odpowiednich algorytmów rekonstrukcji obrazów tomograficznych pełnego rozkładu prędkości przepływu w przestrzeni 2,5D i 3D na podstawie danych uzyskiwanych na drodze pomiarów tomograficznych. W przestrzeni 2,5D badany obszar dyskretyzowany jest za pomocą określonej liczby płaszczyzn ustawionych prostopadle do osi rury z analizowanym przepływem. Po przeprowadzeniu obliczeń w tych płaszczyznach ostateczny wynik powstaje ze złożenia uzyskanych wyników w przestrzeni 3D [114, 115]. Głównym celem badań było opracowanie algorytmu obliczeniowego pozwalającego na dokładne i szybkie zobrazowanie badanego przepływu emisji spalin samochodowych na podstawie wizualizacji rozkładu lokalnych wartości jego parametrów akustycznych w przestrzeni 2,5D lub 3D, bez konieczności wstępnego przybliżonego modelowania pełnego profilu rozkładu prędkości przepływu w całym badanym obszarze.

EN

The subject of this thesis is to develop methods for testing the products of combustion flow in the exhaust systems of internal combustion engines of motor vehicles, using tomographic techniques. This issue is important because of the need to optimize and reduce the harmful products of combustion in automobile engines. The problem is related directly to the proper operation of electronic ignition control systems and combustion air-fuel mixture in engines. Therefore, the author concluded that this matter has the characteristics of creative scientific work in the field of automotive electrotechnics, aiming at improving the working conditions of vehicles. Ultrasound transmission tomography can be very useful in this regard. A key difficulty in acoustic measurement methods is that the determination of the flow rate needs an accurate picture of its distribution profile in the flow channel. This is especially important for transmission of ultrasonic flow meters, which allow measurement of flow rate averaged only along the paths, and of ultrasonic pulse velocity to calculate flow volume or mass velocity; values are required, whose vectors are perpendicular to the flow cross-sectional area, or cross-sectional engine exhaust pipe. These values can be determined indirectly, based on data contained in the profile of the flow velocity distribution, the a priori absence. Existing methods require the use of complex mathematical modeling methods to approximate the profile as required in the test area. The author believes there is a more accurate method to solve this problem by eliminating the need for approximate modeling of the flow velocity profile through the use of appropriate algorithms for tomographic image reconstruction of the full distribution of flow velocity in the space of 2.5D and 3D data generated by tomographic measurements. Taking up this theme, the main goal has been decided to be to prove the basic thesis that it is possible to create an algorithm which allows the calculation for accurate and fast visualization of the flow of car emissions on the basis of visualization of the distribution of local values of acoustic parameters in the space of 2.5D or 3D without the need of preliminary estimation of the full profile modeling the flow velocity distribution throughout the area.

9

Idea of the 3D imaging of flow processes in automotive systems

Polakowski K., Sikora J., Filipowicz S. F.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Łódzka

|

2009

|

z. 114

135-137

EN

The factor that limits use of hydrogen for common use in automotive systems is danger of explosion of hydrogen-oxygen mixture. Because of that, detection and research on hydrogen content in air is very important from the security point of view. Use of tomography can be an alternative (in relation to currently used) method for such measurement, because it is not invasive, very fast, convenient and relatively cheap. The ultrasonic flowmeters using transit time or time of flight method can be used for such measurement.

10

Ultrasonic parameters of hen's egg

Opieliński K. J.

Molecular and Quantum Acoustics

|

2007

|

Vol. 28

203-216

EN

Hen’s egg is an easily accessible biomolecular model for ultrasonic study. It is a perfect object, allowing testing of the visualization possibilities by means of ultrasound transmission tomography. The aim of paper is showing complex characteristics of the ultrasonic parameters of hen’s egg in the frequency range 1–10 MHz.

11

Investigation of Biological Structures and Their Phantoms Using Ultrasound Transmission Tomography

Gudra T., Opieliński K.

Molecular and Quantum Acoustics

|

2001

|

Vol. 22

85-94

EN

The paper contains introductory of investigation of different biological structures and their phantoms carried aut by using the UTT method. The otained images of internal structure cross-sections were compared with images obtained by means of classical ultrasonic reflection methods. The results of tis analysis allow us to conclude that investigations using UTTenable obtaning more information aboute the internal structure of the investigated object than ultrasonic investigations consisting in visualising differences of acoustic impedances. In addition, UTT enables both qualitative and quantitive measurement.