Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Thermal modelling and screening method for skin pathologies using active thermography

Strąkowska M., Strąkowski R., Strzelecki M., De Mey G., Więcek B.

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2018

|

Vol. 38, no. 3

602--610

EN

This paper presents a novel screening approach of human skin pathologies using Active IR Thermography. The inputs of the proposed algorithm are the values of the physical parameters of the skin. Parameters are estimated based on dynamic thermographic measurements of human skin and the developed thermal model of the tissue. The calculations were based on the inverse thermal modelling. Classification was done using Support Vector Machine, Linear Discriminant Analysis and k-Nearest Neighbours classifiers. As an example, one presented the results of screening for psoriasis.

2

A simplified model of parasitic radiation in IR bolometer camera

Strąkowski R., Więcek B.

Measurement Automation Monitoring

|

2017

|

Vol. 63, No. 3

94--97

EN

This article presents the impact of thermal radiation of the internal elements of the camera on temperature and its distribution on the bolometers of the Focal Plane Array. In order to estimate the effect of this component, a simplified radiation heat transfer model was created for the detector, the object and the camera housing. The model is based on the known term of radiation configuration factors. It was also suggested to use a radiation screen to isolate the detector from the influence of the camera housing. Finally, results of numerical simulations for different camera work conditions are presented.

3

Cold Provocation and Active Thermography in Medical Screening

Strzelecki M., Strąkowska M., Strąkowski R., Kaszuba A.

Computational Methods in Science and Technology

|

2017

|

Vol. 23, No. 1

65--71

EN

This paper presents application of active thermography as a tool for supporting diagnosis of selected dermatological diseases. The cold stress method is used to stimulate human skin and to measure its temperature change in time. Image and data processing techniques are applied to calculate response parameters and plot their spatial distributions (maps). The proposed technique was applied to estimate differences between healthy and unhealthy tissue for patients with psoriasis. Another application concerns detection of regions characterized by different vascularization under the skin. Obtained preliminary results are promising. It was demonstrated that the developed method, after further testing, can be a useful tool to improve the standard diagnostic procedures.

4

Evaluation of Perfusion and Thermal Parameters of Skin Tissue Using Cold Provocation and Thermographic Measurements

Strąkowska M., Strąkowski R., Strzelecki M., De Mey G., Więcek B.

Metrology and Measurement Systems

|

2016

|

Vol. 23, nr 3

373--381

EN

Measurement of the perfusion coefficient and thermal parameters of skin tissue using dynamic thermography is presented in this paper. A novel approach based on cold provocation and thermal modelling of skin tissue is presented. The measurement was performed on a person’s forearm using a special cooling device equipped with the Peltier module. The proposed method first cools the skin, and then measures the changes of its temperature matching the measurement results with a heat transfer model to estimate the skin perfusion and other thermal parameters. In order to assess correctness of the proposed approach, the uncertainty analysis was performed.

5

Multispektralny system pomiarowy do określenia parametrów żużla stalowniczego podczas spustu stali z pieca hutniczego do kadzi odlewniczej

Wittchen W., Borecki M., Więcek B., Pacholski K., Olbrycht R., Strąkowski R.

Prace Instytutu Metalurgii Żelaza

|

2015

|

T. 67, nr 2

168--174

PL

Przedstawiono wyniki projektu badawczego, o charakterze interdyscyplinarnym, dotyczącego opracowania metody oraz wielospektralnego systemu pomiarowego do oceny zawartości tlenku żelaza w żużlu stalowniczym, podczas spustu stali z pieca hutniczego do kadzi odlewniczej. Parametr ten ma istotne znaczenie w procesie dalszego wytwarzania stali. Realizowany projekt oparty był na założeniu, że na podstawie charakterystyk promieniowania żużla podczas spustu stali z pieca do kadzi, rozkładu temperatury wzdłuż strugi oraz innych parametrów procesu metalurgicznego można ocenić zawartość tlenku żelaza (FeO) w żużlu stalowniczym. Do realizacji tego celu zaproponowano między innymi wykorzystanie kamer termowizyjnych, które coraz częściej są instalowane w wielu zakładach metalurgicznych do detekcji żużla podczas spustu stali. W ramach projektu opracowano metodykę oraz oprogramowanie komputerowe pozwalające na wyznaczanie parametrów promieniowania, które wraz z emisyjnością charakteryzują żużel stalowniczy. Wartości tych parametrów wyznaczane były za pomocą obróbki statystycznej obrazów strugi stali i żużla przy użyciu wielospektralnego systemu pomiarowego wykorzystującego dwie kamery termowizyjne (średniofalową i długofalową) w zakresie promieniowania podczerwonego oraz aparatu RGB dokonującego rejestracji obrazów w paśmie światła widzialnego. Do klasyfikacji i aproksymacji danych pomiarowych są wykorzystywane sztuczne sieci neuronowe, gdzie wartość wyjściowa odpowiada zawartości tlenku żelaza w żużlu stalowniczym, pojawiającym się podczas spustu stali z pieca hutniczego do kadzi.

EN

This article presents results of the multidisciplinary research project for development of the method and multispectral measuring system for evaluation of ferric oxide content in steel slag during steel tapping from metallurgical furnace to casting ladle. This parameter is essential during further steelmaking process. The project relied on the assumption that ferric oxide (FeO) content in steel slag could be evaluated on the basis of slag radiation characteristics during steel tapping from furnace to ladle, temperature distribution along the stream and other metallurgical process parameters. To accomplish this objective, it was proposed, among other things, to use thermal cameras, which are more and more often installed in many metallurgical plants for slag detection during steel tapping. Under the project, the methodology and computer software were developed to allow the determination of radiation parameters, which, together with emissivity, characterise steel slag. The values of these parameters were determined by static treatment of steel and slag stream images using the multispectral measuring system with two infrared radiation thermal cameras (medium- and long-wave) and the RGB device to record images in the visible light band. For classification and approximation of measuring data the artificial neural networks are used where the initial value corresponds to ferric oxide content in steel slag that occurs during steel tapping from metallurgical furnace to ladle.

6

Automatic eye corners detection and tracking algorithm in sequence of thermal medical images

Strąkowska M., Strąkowski R.

Measurement Automation Monitoring

|

2015

|

Vol. 61, No. 6

199--202

EN

The article presents automatic eye corners detection algorithms in thermal images. Its target application is to perform quick and unnoticed measurement of human body temperature. It is proved that the temperature of eyes’ corners is the most reliable and stable temperature considering infrared imaging. That measurements were done manually so far. Our approach is to do this automatically and create complete system for measurement of core human body temperature in crowded places where it is impossible to do this in another way (for example on the airport, railway station). Such system could prevent people for spreading off the epidemic. Two proposed algorithms are presented: first based on morphological operations and geometric features of human face, second based on the cross-correlation and idea of pattern tracking. The selection of appropriate ROI size for reliable temperature extraction was tested according to the distance to person under observation.

7

Program do wyznaczania statystycznych cech promiennych żużla stalowniczego

Strąkowski R., Pacholski K., Więcek B., Olbrycht R., Wittchen W., Borecki M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 9

985--988

PL

W artykule opisano oprogramowanie pozwalające na wyznaczenie promiennych parametrów statystycznych, które wraz z emisyjnością charakteryzują skład chemiczny żużla stalowniczego pojawiającego się podczas spustu stali z pieca hutniczego. Wartości tych parametrów wyznaczane są za pomocą obróbki statystycznej obrazów strugi rejestrowanych podczas spustu stali za pomocą wielospektralnego komputerowego systemu pomiarowego wykorzystującego dwie kamery termowizyjne (średnio i długofalową) oraz cyfrowy aparat fotograficzny rejestrujący zdjęcia w pasmie światła widzialnego.

EN

The authors have applied thermovision in iron and steel industry, where basing on the analysis of the recorded sequence of thermograms it is possible to estimate the FeO content in the slag during the process of steel discharge from a converter to a ladle. Not only mid and long wavelength infrared cameras are required for this purpose but also appropriate software dedicated for analysis of the recorded thermal images. This paper describes such a software (Figs. 3, 4) created especially for this purpose, enabling qualitative and quantitative analysis of FeO content in the slag. The software enables determination of radiative statistical parameters that (alongside with emissivity) characterize chemical ingredients of the steel slag discharged from the converter with molten steel. The values of the above mentioned parameters are determined by the statistical analysis of thermograms recorded with a multispectral computer measurement system containing two thermal cameras and one vision-range camera. This analysis is performed with the developed algorithms (Fig. 5) using neural network approach (Fig. 6). The obtained results are promising as the software managed to properly asses the FeO content in 27 test cases (Fig. 7).

8

Ilościowe aspekty zastosowania termowizji w podczerwieni w hutnictwie

Wittchen W., Borecki M., Więcek B., Pacholski K., Olbrycht R., Strąkowski R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2013

|

R. 59, nr 9

916--919

PL

Przedstawiono możliwości wykorzystania techniki termowizyjnej w hutnictwie żelaza i stali jako bezinwazyjną metodę pomiarową służącą do badania rozkładu pola temperaturowego na zewnętrznej powierzchni monitorowanego obiektu. Zaprezentowano wybrane przykłady wykorzystania kamery termowizyjnej w aplikacjach hutniczych jako narzędzia umożliwiającego kontrolę stanu termalnego urządzeń oraz ostrzegania przed awariami jak również badanie procesów technologicznych. Podkreślono nieinwazyjny charakter badań.

EN

Thermovision has a wide range of applications in iron and steel industry, where on the basis of the obtained results, researches and analysis, it is possible to evaluate the thermal state of a device, to control the production cycle, to verify technological procedures and to support processes of physical and numerical simulation. With using an infrared camera and appropriate software dedicated for the analysis of thermal images, we have the possibility to detect spots with the lowest and highest temperature on the surface of the examined object and determining the real-time temperature distrbution along a specified line, area or point. This method allows creating a qualitative and quantitative analysis. Considering the fact, that in the iron and steel metallurgy many processes consisting of great heat removal are realized, thermovision plays an important role in control of the state of devices and technological processes. In many cases, infrared cameras or scanners are installed on the production lines in order to monitor the production cycle e.g. systems of slag detection during draining steel from a metallurgical furnace to a ladle or infrared scanners used during the plate rolling process, where maintaining the temperature in a given scope is obligatory. The presented problems do not cover all possibilities of thermovision technique in iron and steel metallurgy; they only show selected aspects and examples of its typical applications.

9

Metrologiczna kamera termowizyjna z detektorem mikrobolometrycznym VOx

Strąkowski R., Strąkowska M., Więcek B.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 10

1104-1107

PL

W artykule opisano budowę kamery termowizyjnej zaprojektowanej i wykonanej w Instytucie Elektroniki Politechniki Łódzkiej. Opisano blokowy schemat układu elektronicznego współczesnej kamery termowizyjnej. Omówiono proces akwizycji i korekcji obrazu termowizyjnego podczas jego transmisji na całej długości toru transmisyjnego kamery, od detektora do komputera. Przedstawiono operacje wykonywane na sygnale analogowym w układzie odczytu detektora oraz metody cyfrowej korekcji termogramu w czasie rzeczywistym zaimplementowane w procesorze sygnałowym.

EN

In this paper construction of a new thermovision camera together with its parameters are presented. The camera was designed and realized in the Institute of Electronics at Technical University of Lodz. At first, the block diagram of a modern infrared camera was analyzed. It was divided into two parts: detectors and control-processing sections. First section, apart from VOx detector, contained also analog power suppliers, a focal plane array temperature stabilization circuit and a digital to analog converter. The second section consisted of a digital signal processor, SRAM and nonvolatile memories, a programmable logic device and the Ethernet interface for image transmission. The overall logic was implemented in a CPLD device for controlling the VOx detector. The image acquisition and correction processes along the whole transmission path are presented. Real time non-uniformity and bad pixel corrections performed by a powerful digital signal processor are described. Finally, the calibration process existing for every metrological camera and conclusions are given.

10

Importance of radiative heat transfer for infrared thermography measurements

De Mey G., Więcek B., Kałuża M., Olbrycht R., Strąkowski R., Strąkowska M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 10

1112-1115

EN

The basics of heat transfer by radiation will be shortly outlined: Planck's law, Stefan Boltzmann's law, emissivity, construction of a black body, effective emissivity, reflection. Several applications for infrared thermography, basic physical principles of microbolometer detector, non uniformity correction without shutter and blocking the image and some original experiments will be discussed afterwards. The main conclusion of this work is that calibration of metrological cameras has to be performed for different temperature of their housing.

PL

W artykule przedstawiono podstawy wymiany ciepła przez radiację: prawo Plancka, Stefana Boltzmanna, emisyjność materiałów, budowę ciała doskonale czarnego, efektywną emisyjność oraz prawo odbicia. Omówiono również niektóre aplikacje w termografii w podczerwieni, w których wykorzystuje się efekty radiacyjne. Omówiono fizyczne podstawy działania detektora mikrobolometrycznego, korekcję niejednorodności matrycy bolometrycznej bez migawki i blokowania obrazu oraz wybrane oryginalne eksperymenty. Przedstawiono wpływ promieniowania obudowy na działanie detektora i kamery termowizyjnej oraz zastosowanie pierścieni pośrednich w badaniach termowizyjnych.Niestety obudowa i pierścienie emitują pasożytnicze promieniowanie, które musi być uwzględnione w pomiarach termowizyjnych. Wnioskiem z pracy jest stwierdzenie, że w metrologicznej kamerze termowizyjnej, kalibracja powinna być przeprowadzona dla różnych wartości temperatury obudowy. Mówimy wówczas o korekcji RNU (ang. Residual Nonuniformity Correction). The work is an effect of design and building a prototype of the new infrared camera.

11

Wybrane biomedyczne zastosowania termowizji

Więcek B., Strąkowska M., Strąkowski R., Strzelecki M.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2011

|

nr 1

24-26

PL

Praca przedstawia wybrane zastosowania termowizji w medycynie. Na początku jest zaprezentowana nowa metoda automatycznego bezstykowego pomiaru temperatury ciała. Zakłada się pomiar temperatura wewnętrzna (narożniki oczy) korzystając z algorytmu automatycznego wykrywania oczu na obrazy termicznego. Dalej analizujemy użyteczność pomiarów przesiewowych w różnych zastosowaniach medycznych. Rozwiązanie opiera się na cechach termicznych obrazu i sieci neuronowej klasyfikacji. Następnie przedstawiona jest nowatorska kamera termograficzna zaprojektowana w Instytucie Electroniki Politechniki Łódzkiej do zastosowań biomedycznych. W pracy zawarte są niektóre uwagi dotyczące oprogramowania ThemalScope.

EN

The paper presents chosen application of thermography in medicine. At first, a new method for automatic contactless measurement of the body core temperature is presented. It assumes the measurement of temperature in the inner canthi (the corners of eyes) using an algorithm of automatic detection of the eyes on thermal images. Next, we discuss the useness of thermography for screening in different medical applications. The approach is based on thermal image features and neural network classification. At last, the novel microbolometer thermographic camera designed in the Institute of Electronics, Technical University of Lodz, for biomedical applications is presented. Some remarks on ThemalScope software are included in this paper.

12

Zastosowanie termowizji w badaniach przesiewowych na przykładzie zmian nowotworowych piersi

Więcek M., Strąkowski R., Jakubowska T., Więcek B.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2010

|

Vol. 16, nr 1

49-55

PL

W pracy przedstawiono procedurę termowizyjnych badań przesiewowych, w których dokonano selekcji oraz klasyfikacji obrazów za pomocą sieci neuronowych. Metodę zastosowano do badań zmian nowotworowych piersi. Sieć nauczono za pomocą 15 termogramów obrazujących zmiany patologiczne i 15 termogramów z grupy kontrolnej w projekcji przedniej i bocznej. Dodatkowo zastosowano analizę różnicy cech piersi zdrowej i chorej, co zapewniło największą skuteczność klasyfikacji na poziomie 70%. Lepsze wyniki klasyfikacji uzależnione są od wielkości zbioru uczącego.

EN

In this work, the procedure of screening breast pathology based on thermovision examinations was presented. The thermal image features were evaluated and classified by means of neural networks. 15 thermal images representing pathological lesions and 15 images from control group were examined, both from fivntal and side positions of a patient. In addition, the differences of features of neoplastic and healthy breasts tissue, were evaluated. The classification efficiency up to 70% was achieved. The better classification can be obtained in case of bigger number of thermal images from both groups: pathological and control ones.

13

Metody ilościowej oceny rozpoznawania ludzi na podstawie termogramów

Owczarek G., Strąkowski R., Więcek M.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2010

|

Vol. 16, nr 3

276-279

PL

W artykule zaprezentowano algorytm pozwalający na ilościową ocenę ludzi znajdujących się na zarejestrowanym obrazie, wykonanym kamerą termowizyjną. Zadaniem opracowanych modułów programowych jest wyselekcjonowanie parametrów obrazu o właściwościach dyskryminacyjnych, pozwalających wykryć człowieka. Poddano analizie: parametry statystyczne I rzędu liczone na podstawie histogramu jasności, parametry statystyczne II rzędu wyznaczone na podstawie macierzy zdarzeń wyliczonej dla czterech kierunków i trzech wielkości sąsiedztwa, parametry wyznaczone na podstawie macierzy gradientu dla maski 3 x 3 i 5 x 5, macierzy długości ciągów (run length) oraz na podstawie transformacji falkowej. Za pomocą współczynnika Fishera dokonano wyboru najlepszych parametrów charakteryzujących analizowane obrazy (o największej zdolności dyskryminacyjnej). W ten sposób wybrane cechy zostały wykorzystane do klasyfikacji termogramów za pomocą sztucznej sieci neuronowej ANN (artificial neural network).

EN

The algorithm of quantitative evaluation of people recognition based on thermograms, is presented. The aim of the research was to select parameters of thermal image, characterized by discrimination properties, allowing the recognition of the person. The first-level static parameters obtained from luminance histogram, second-level static parameters derived from co-occurrence matrix parametrized by offset (4 directions and 3 neighborhoods), luminance