In this paper, a problem of a perfect recovering cosinusoidal signal of any phase being sampled critically is considered. It is shown that there is no general solution to this problem. Its detailed analysis presented here shows that recovering both the original cosinusoidal signal amplitude and its phase is not possible at all. Only one of this quantities can be recovered under the assumption that the second one is known. And even then, performing some additional calculations is needed. As a byproduct, it is shown here that a transfer function of the recovering filter that must be used in the case of the critical sampling differs from the one which is used when a cosinusoidal signal is sampled with the use of a sampling frequency greater than the Nyquist rate. All the results achieved in this paper are soundly justified by thorough derivations.
When the sampling of an analog signal uses the sampling rate equal to exactly twice the value of a maximal frequency occurring in the signal spectrum, it is called a critical one. As known from the literature, this kind of sampling can be ambiguous in the sense that the reconstructed signal from the samples obtained by criti-cal sampling is not unique. For example, such is the case of sampling of a cosinusoidal signal of any phase. In this paper, we explain in very detail the reasons of this behavior. Furthermore, it is also shown here that manipulating values of the coefficients of the transfer function of an ideal rectangular reconstruction filter at the transition edges from its zero to non-zero values, and vice versa, does not eliminate the ambiguity mentioned above.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Automated and intelligent video processing and analysis systems are becoming increasingly popular in video surveillance. Such systems must meet a number of requirements, such as threat detection and real-time video recording. Furthermore, they cannot be expensive and must not consume too much energy because they have to operate continuously. The work presented here focuses on building a home video surveillance system matching the household budget and possibly making use of hardware available in the house. Also, it must provide basic functionality (such as video recording and detecting threats) all the time, and allow for a more in-depth analysis when more computing power be available.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
An algorithm to design the small size 2-D filter masks with arbitrarily selected rotation angle has been proposed. The classical filter mask of size 3 × 3 is obtained from the reference Fourier space characteristics, rotated in the Fourier domain. The efficiency of the suggested method was illustrated with examples based on the Sobel gradient mask and two test images. Comparative computations indicated that the accuracy of the filtering result with use of the small size filters is noticeably better when the filter has been designed with use of the Fourier characteristics rotation than after direct rotation of the mask in the pixel domain.
This article discusses the recognition method of imminent failure conditions of synchronous motor. The proposed approach is based on a study of thermal images of the motor. Studies were carried out for four conditions of motor with the application of binarization and nearest mean classifier with Manhattan distance. Pattern creation process used 40 monochrome thermal images. Identification process was carried out for 160 monochrome thermal images. The experiments show that the method can be useful for protection of synchronous motor. Moreover, this method can be used to diagnose equipments in steelworks and other industrial plants.
PL
Artykuł omawia metodę rozpoznawania stanów przedawaryjnych silnika synchronicznego. Proponowane podejście jest oparte na badaniu obrazów termowizyjnych silnika. Przeprowadzono badania dla czterech stanów silnika z zastosowaniem binaryzacji i klasyfikatora najbliższej średniej z metryką Manhattan. Proces tworzenia wzorców do rozpoznawania został przeprowadzony dla 40 monochromatycznych obrazów termowizyjnych. W procesie identyfikacji użyto 160 monochromatycznych obrazów termowizyjnych. Eksperymenty pokazują, że metoda może być przydatna do ochrony silników synchronicznych. Ponadto metoda może być stosowana do diagnozowania urządzeń w hutach i innych zakładach przemysłowych.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Technological progress and decreasing prices of thermovision cameras make profitable their application to monitoring and assessing a technical state of machines. This article discusses the recognition method of imminent failure conditions of synchronous motor. The proposed approach is based on a study of thermal images of the rotor. Extraction of relevant diagnostic information coded in thermal images is important for diagnosing of machine. It can be performed with the use of selected methods of image processing, analysis and recognition. Studies were carried out for three conditions of motor with the application of two-dimensional wavelet analysis and Genetic Sparse Distributed Memory. The experiments show that the method can be useful for protection of synchronous motor. Moreover, this method can be used to diagnose machines in steelworks and industrial plants.
PL
Postęp technologiczny wraz ze spadkiem kosztów kamer termowizyjnych sprawiają, że ich zastosowanie do monitorowania i oceny stanu technicznego maszyn jest opłacalne. W artykule omówiono metodę rozpoznawania stanów przedawaryjnych silnika synchronicznego. Proponowane podejście jest oparte na badaniu obrazów cieplnych wirnika. Ekstrakcja istotnej informacji diagnostycznej zakodowanej w obrazie cieplnym jest ważna dla diagnozowania maszyny. Może być ona wykonana z użyciem wybranych metod obróbki, analizy i rozpoznawania obrazów. Przeprowadzono badania dla trzech stanów silnika z zastosowaniem dwuwymiarowej analizy falkowej i Genetycznie Rozrzedzonej Pamięci Rozproszonej. Eksperymenty pokazują, że metoda może być przydatna do ochrony silników synchronicznych. Ponadto metoda może być stosowana do diagnozowania maszyn w hutach i zakładach przemysłowych.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This work presents analysis of chromatographic signal used to identify substances in samples. First part consists of chromatography overview and description of three classification methods (neural network with backpropagation, probabilistic neural network with Parzen window and support vector machines). Designed algorithm consists of several stages: signal filtering, peak detection and its approximation with sum of two Gaussian functions. The parameters of that two curves are the features vectors describing the peak of the substance. The last step is classification, for which two types of supervised machine learning were compared, based on the whole signal and on features vectors. Both types were tested for different classificators and their parameters. Verification was based on 55 chromatography signals. The best results for both methods of learning were achieved for probabilistic neural networks. The correct classification rate was 82% for the whole signal and 93% for feature vectors.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article presents an algorithm based on a short-time Fourier transform for reliable detection of epileptic seizures measured with three-dimensional (3D) accelerometry. The objective of the described work is to provide basic technical information to create useful alarm models for epileptic seizure detection using a mobile phone. The presented material is based on experimental measurements. Finally, the possibility of increasing smartphone detection capability by attaching a triaxial piezoelectric accelerometer to the patient’s wrist is suggested.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this article, the application of the Ångström method in estimating the thermal diffusion parameter in an example of natural biological environment is described. The present study is based on measurements performed in forest soils. The main advantage of the suggested procedure is that it does not need the collection of samples of the soil for a later study in the laboratory. Collecting such data is typically very laborious and requires the preservation of the natural content and structure of all elements of the soil profile in the samples, such as organic components, soil parts, or rocks. The harmonic time runs necessary to implement the Ångström method were computed with the short-time Fourier transform. The obtained results, compared with reference values taken from literature, confirm the accuracy of the proposed methodology.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper assumptions for a computational experiment along with obtained results leading to positive verification of the hypothesis about efficient Mallat scheme decomposition stage realization with use of the filters derived from the 16 DTTs, instead of the wavelet convolution filters, have been described. Introduction of windowing in the time domain resulted in considerable reduction of computations, up to 34 times, while the accompanying distortion has been assessed at the PSNR level about 40dB. The investigation was performed with statistically defined signals, based on the first-order Markov process with assumed intersymbol correlation.
PL
W artykule opisano założenia oraz wyniki eksperymentu obliczeniowego pozytywnie weryfikującego hipotezę o możliwości efektywnego zrealizowania etapu dekompozycji według schematu Mallata przy zastąpieniu splotowych filtrów zafalowaniowych filtrami pochodzącymi z 16 dyskretnych transformacji trygonometrycznych. Zastosowanie okien w dziedzinie czasu pozwoliło na zmniejszenie ilości obliczeń do 34 razy, przy wprowadzeniu nieznacznych deformacji sygnału, oszacowanych na poziomie około 40dB (PSNR). Badania przeprowadzono dla sygnałów zdefiniowanych statystycznie z wykorzystaniem procesów Markowa pierwszego rzędu z założoną wartością korelacji międzysymbolowej.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents the diagnostic method for fault recognition of the synchronous motor. The decision on the condition of the motor is based on an analysis of thermal images. Thermal monitoring can quickly, accurately and safely locate problems, indicated by thermal anomalies. Studies were carried out for four conditions of motor with the application of image cross-section and Linear perceptron classifier. Patiem creation process used 60 color thermal images. Identification process was carried out for 200 color thermal images. Analysis of the effectiveness of the proposed recognition algorithms shows that the method can be used for diagnosis of industrial motors.
PL
Artykuł ten przedstawia metodę diagnostyczną do rozpoznawania uszkodzenia silnika synchronicznego. Decyzja o stanie silnika jest podejmowana na podstawie analizy zdjęć termowizyjnych. Monitorowanie podczerwieni może szybko, dokładnie i bezpiecznie zlokalizować problemy, wskazane przez anomalie termiczne. Przeprowadzono badania dla czterech stanów silnika z zastosowaniem przekroju obrazu i klasyfikatora liniowego perceptronu. Proces tworzenia wzorców do rozpoznawania został przeprowadzony dla 60 kolorowych zdjęć termowizyjnych. Proces identyfikacji wykorzystywał 200 kolorowych zdjęć termowizyjnych. Analiza skuteczności rozpoznawania proponowanych algorytmów pokazuje, że metoda może być stosowana do diagnozowania silników przemysłowych.
W artykule zaproponowano graficzną formę prezentacji wyników regresji logistycznej, zastosowanej dla dwustanowej zmiennej zależnej i dwóch numerycznych zmiennych pomiarowych. Przed wyznaczeniem współczynników regresji jedna z tych zmiennych została poddana transformacji z wykorzystaniem logarytmu o podstawie 2. Opisano sposób przeprowadzenia odpowiednich obliczeń i zaprezentowano przykładowe wyniki, bazując na wynikach badania klinicznego (dla N=47 pacjentów) stężeń interleukiny 6 w surowicy dzieci poddawanych zabiegom kardiochirurgicznym w krążeniu pozaustrojowym, narażonych na ryzyko wystąpienia ostrego uszkodzenia nerek (OUSzN). Metoda pozwala na szybką identyfikację ryzyka i podjęcie właściwych działań terapeutycznych, w tym - terapii nerkozastępczej.
EN
In the paper there are proposed nomograms being graphical presentation of logistic regression results. Such graphs depict the probability and odds functions of the considered feature in a readable form. The investigated particular case is suited for the binomial output variable and two numerical input variables. The suggested presentation form has been selected with focus on clinical personnel accustomed to such form of data presentation. After introductory explanation of the logistic regression essentials with emphasis on the Gaussian-based distribution, there are presented assumption and resulting - alternative model formulation supported by the simulation experiment results, basing on the clinically collected data from 47 patients suspected to experience acute kidney injury (AKI) diagnosed accordingly to interleukin 6 serum concentration. The interpretation of unit selection for each input variable is shortly discussed along with the consequences of possible logarithmic transformation. The presented method allows for either quick, graphical, bedside risk identification and mapping of lifethreating condition or early introduction of renal replacement therapy.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper an experiment is described, that was designed and conducted to verify hypothesis that artificial neuron with sigmoidal activation function can efficiently solve the task of logistic regression in the case when the explaining variable is one-dimensional, and the explained variable is binomial. Computations were performed with 12 sets of statistical parameters, assumed for the generation of 65356 sets of data in each case. Comparative analysis of the obtained results with use of the reference values for the regression coefficients indicated that the investigated neuron can satisfactory perform the task, with efficiency similar to that obtained with classical logistic regression algorithm, when the teaching sets of input data, corresponding with output values 0 and 1, do not allow for simple separation. Moreover, it has been discovered that the simple formulas estimating the statistical distributions parameters from the samples, offer statistically superior assessment of the regression coefficient parameters.
14
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents an application of the Lopot-plot, which compares the time-averaged concentration (TAC) and the time-averaged deviation (TAD) of the weekly dialysis cycle, to comprise the results of intensive computational study. The presented case is based on 420 one-week-cycle simulations to verify the consequences implied by the change of the treatments schedule from nonuniformly to uniformly distributed over the week. The concept of steady state is explained and utilized to obtain periodical runs of the urea concentration. The presented graphs encouragingly indicate the potential of such plots in presenting results of multivariable intensive computations that should be advisably performed during the planning process of hemodialysis treatment.
In the paper an experiment is described, designed and conducted to verify hypothesis that neural networks of relatively small size can provide relevantly accurate approximation of unknown analytical solution of the two-compartment hemodialysis model with variable volume of the extracellular compartment. The experiment was based on a thousand pseudorandomly generated sessions. The concentration values at the end of treatment and the equilibrated Kt/V index were approximated with absolute relative error less or equal 2% for around 90% values, with only 8 or 12 hidden neurons. Such results have been considered to confirm the main hypothesis.
PL
W artykule opisano eksperyment, zaprojektowany i zrealizowany w celu zweryfikowania hipotezy, że relatywnie nieduża sieć neuronowa może zapewnić odpowiednio dokładną aproksymację nieznanego rozwiązania analitycznego dla modelu dwuprzedziałowego ze zmienną objętością przedziału zewnątrzkomórkowego. Eksperyment bazował na tysiącu pseudolosowo wygenerowanych sesji. Wartości stężeń w chwili zakończenia zabiegu oraz indeks Kt/V dla uśrednionego stężenia były oszacowane z dokładnością modułu błędu względnego mniejszą lub równą 2% dla około 90% wartości, przy zaledwie 8 lub 12 neuronach w warstwie ukrytej. Wynik ten uznano za potwierdzający prawdziwość postawionej hipotezy.
In the paper a novel approach to discrete signal filtering based on the discrete trigonometric transforms (DTTs) is proposed. The concept is derived from the generalized convolution, modified by the rectangular windowing applied to the convolution matrix. The experimental results obtained for the four basic filter types: low - pass, high - pass, band - pass and band - reject, defined in domains of all 16 DTTs, as compared to the relevantly adjusted finite impulse response (FIR) filter characteristics in the Fourier (frequency) domain, indicate that the proposed approach may be treated as offering resembling alternatives to the classical Fourier-based FIR filtering, This observation opens new direction of interesting DTTs applications.
PL
W artykule zaproponowano nowy sposób filtracji sygnałów dyskretnych, polegający na zastosowaniu dyskretnych transformacji trygonometrycznych (DTT). Pomysł wynika z koncepcji uogólnionego splotu, uzupełnionego o operację wycinania elementów macierzy splotu oknem prostokątnym. Wyniki eksperymentów, przeprowadzone dla czterech podstawowych typów filtrów: dolno - przepustowy, górno - przepustowy, pasmowo - przepustowy i pasmowo - zaporowy, zdefiniowanych w dziedzinach wszystkich 16 DTT, wskazują, że w porównaniu z odpowiednio dostrojonymi w dziedzinie Fouriera (częstotliwości) charakterystykami filtrów o skończonej odpowiedzi impulsowej (FIR), zaproponowane ujęcie może być uznane za prowadzące do rozwiązań alternatywnych, podobnych do klasycznej Fourierowskiej filtracji FIR. Ta obserwacja otwiera nowy kierunek interesujących zastosowań DTT.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the paper an intensive computational comparative study has been described. With use of a hundred thousand pseudo-randomly generated hemodialysis sessions, a comparison between the efficiency of the Bayesian approach and the classic RMSE optimisation used in the urea kinetic modelling has been performed. The studied procedure of kinetic modelling utilized asingle-pool model to find from a number of measured urea concentration values: a) clearance K, b) generation rate G, c) distribution volume V. The obtained results indicate that the Bayesian approach, while in general being better than the classic one, is very sensitive to errors in the assumed a priori distributions parameters, and in such cases it may also lead to considerably unreliable results. Additionally, a strong critique emerged against the classic optimisation used for the studied task. The above observations indicate a need to design a specific optimisation technique, relevantly suited for the studied problem.
PL
W artykule opisano intensywne obliczeniowe studium porównawcze. Z wykorzystaniem stu tysięcy symulowanych sesji hemodializy skonfrontowano efektywność zastosowania w modelowaniu kinetycznym mocznika klasycznej optymalizacji z minimalizacją błędu średniokwadratowego i podejścia bayesowkiego. Poddana badaniom procedura modelowania kinetycznego wykorzystywała model jednokompartmentowy w celu wyznaczenia, na podstawie kilku wartości stężenia mocznika, następujących parametrów: a) klirensu K, b) tempa generacji G oraz c) objętości dystrybucji V. Uzyskane wyniki wykazały, iż podejście bayesowkie, chociaż generalnie lepsze od klasycznego, jest bardzo wrażliwe na błędy w założonych parametrach rozkładów i w takim przypadku może prowadzić do wyników w znacznym stopniu niewiarygodnych. Ponadto stwierdzono, że należy poddać poważnej krytyce klasyczną metodę optymalizacji, stosowaną typowo do postawionego zadania. Obserwacje te wskazują na konieczność opracowania nowej metody, odpowiednio dostosowanej do rozważanego zagadnienia.
W artykule opisano eksperyment pozytywnie weryfikujący tezę, iż za pomocą sieci perceptronowej możliwe jest zadowalająco dokładne szacowanie klirensu międzyprzedziałowego oraz obu objętości przedziałów w modelu dwuprzedziałowym, na podstawie danych modelujących wartości pomiarowe stężenia mocznika co 10 minut oraz dodatkowych danych liczbowych dostępnych pomiarowo w czasie rzeczywistej sesji dializacyjnej. W eksperymencie wykorzystano dziesięć tysięcy symulowanych sesji modelowych. Wykazano także, iż uzyskana wysoka precyzja szacowania wymienionych parametrów szybko maleje przy zmniejszeniu liczby wartości pomiarowych stężenia do 5 i 2 wartości w czasie sesji.
EN
In the paper an experiment aimed at verification of the thesis that the multilayer perceptron network may be succesfully used to assess the intercompartmental clearance and the volumes of both compartments has been descibed. The results with satisfactory precision were obtained when data simulating measurements of urea in blood concentration every 10 minutes, accompanied by other numerical data available via measurement where applied. In the experiment a set of ten thousand simulated hemodialysis sessions were utilized. Additionaly, it has been shown, that the high precision of assessed parameters drops rapidly while reducing the number of measurements of the concentration values to 5 and 2 during each session.
In this paper a possibility of the use of the whole set of 16 discrete trigonometric transforms (DTTs) is presented for efficient image watermarking in the transform domain. The proposed technique is based on transformation of the whole image with the watermark defined in a part of the transform domain. Advantageous properties of this approach are shown for all DTTs. Two attacking techniques, namely: Gaussian filtering and JPEG coding have been selected to verify the efficiency of all DTTs applied in the considered task. Additional discussion of a case of two different DTTs the first one used for watermark generation and the second for the reconstruction, has provided hints to mutual classification of the DTTs. The study indicates that all DTTs perform as efficiently as the commonly used discrete cosine transform type II - even (DCT IIe) and may be considered as a set of alternative solutions for better watermarking efficiency.
PL
W artykule zaprezentowano wykorzystanie pełnego zestawu 16 dyskretnych transformacji trygonometrycznych (DTT) do efektywnego oznaczania obrazów za pomocą znaków wodnych tworzonych w dziedzinie transformaty. Zaproponowano technikę bazującą na transformacji całego obrazu, przy czym znak wodny umieszczano w części pola transformaty. Opisano korzystne cechy takiego rozwiązania w połączeniu z rodziną DTT. Do weryfikacji efektywności proponowanej techniki oraz transformacji DTT wybrano dwa podstawowe sposoby ataku: filtrację gaussowską oraz kodowanie JPEG. Zbadano także problem, gdy do generowania znaku wodnego jest użyta inna transformacja niż do jego odtworzenia, uzyskując wskazanie do opracowania względnej klasyfikacji rodziny DTT. Przeprowadzone badania wykazały, że wszystkie transformacje DTT są równie efektywne jak parzysta dyskretna transformacja kosinusowa typu II (DCT IIe) i mogą być traktowane jako zbiór alternatywnych propozycji w celu poprawy efektywności oznakowania.
W artykule zaproponowano uproszczoną strukturę modelu przepływowego hemodializy, zbliżoną do klasycznego modelu dwuprzedziałowego. W celu przeprowadzenia obliczeń porównawczych umożliwiających ocenę przydatności nowego modelu opracowano metodykę pseudolosowego generowania danych symulujących zabieg dializy. Dla wytworzonego w ten sposób zbioru danych testowych, N — 1000 wykazano, iż oba modele - proponowany i klasyczny - wykazują podobną zdolność odtwarzania zadanych przebiegów stężeń. Dla opisanych wyżej danych wyznaczono zależność między najważniejszymi parametrami obu modeli, wykazując możliwość ich łatwego przeliczania. Wskazano jednak także na pewne różnice w przebiegach uzyskanych za pomocą obu modeli, co stanowi uzasadnienie dalszego badania modeli przepływowych.
EN
In the paper a simplified blood flow model of hemodialysis is sugested, being a modified version of the classical two-compartment model. A method of pseudorandom hemodialysis data generation has been designed to enable relevant comparative study of both models. For such test data, N = 1000, it has been shown that the flow model has very similar capability of modeling the concentration runs, as the classical two-compartment model. For the randomly generated data, the mutual relationship between the crucial model parameters has been shown. Such property makes the convertion between discussed models very simple. However, some differences in the runs obtained from both models were also indicated, which encourages further investigation of the blood-flow models.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.