Regularization of the solution for noisy data using the FOCUSS method in transmission ultrasound tomography

• Autorzy: Kania, Konrad , Mazurek, Mariusz , Sikora, Jan

Warianty tytułu

PL

Regularyzacja rozwiązania dla danych zaszumionych przy użyciu metody fokusowej w transmisyjnej tomografii ultradźwiękowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, the FOCUSS method was applied to the noisy data, and the effect of the Tikhonov regularization factor on image retrievability was analysed. This method is used to solve systems of underdetermined equations, strongly underdetermined systems could not be solved by this method even with different values of the regularization parameter. It turned out that overdetermined systems can also be solved by this method. The execution time of the algorithm implementing the linear least squares task is much longer than that of the FOCUSS method algorithm.

PL

W pracy zastosowano metodę fokusową do zaszumionych danych oraz przeanalizowano wpływ współczynnika regularyzacji Tichonowa na odtwarzalność obrazu. Metoda ta służy do rozwiązywania układów równań niezdeterminowanych, silnie niezdeterminowane układy nie mogły być rozwiązane tą metodą nawet przy różnych wartościach parametru regularności. Okazało się, że układy naddeterminowane również mogą być rozwiązywane tą metodą. Czas wykonania algorytmu realizującego zadanie liniowych najmniejszych kwadratów jest znacznie dłuższy od czasu wykonania algorytmu metody FOCUSS.

Słowa kluczowe

PL

tomografia ultradźwiękowa; problem odwrotny; czujniki; metoda fokusowa

EN

ultrasound tomography; inverse problem; sensors; FOCUSS method

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 2
• Strony: 169--172
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Kania, Konrad

• Lublin University of Technology, Nadbystrzycka 38A, Lublin, Poland,

autor

Mazurek, Mariusz

• Institute of Philosophy and Sociology of the Polish Academy of Science Warsaw, Poland,

autor

Sikora, Jan

• Netrix S.A/University of Economics and Innovation, Projektowa 4, Lublin, Poland,

Bibliografia

• [1] Kłosowski G., Rymarczyk T., Cieplak T., Niderla K., SkowronŁ., Quality Assessment of the Neural Algorithms on the Example of EIT-UST Hybrid Tomography, Sensors, 20 (2020), No. 11, 3324.
• [2] Koulountzios P., Rymarczyk T., Soleimani M., A triple-modality ultrasound computed tomography based on full-waveform data for industrial processes, IEEE Sensors Journal, 21 (2021), No. 18, 20896-20909.
• [3] Rymarczyk T., Kłosowski G., Hoła A., Sikora J., Wołowiec T., Tchórzewski P., Skowron S., Comparison of Machine Learning Methods in Electrical Tomography for Detecting Moisture in Building Walls, Energies, 14 (2021), No. 10, 2777.
• [4] Kłosowski G., Hoła A., Rymarczyk T., Skowron Ł., Wołowiec T., Kowalski M., The Concept of Using LSTM to Detect Moisture in Brick Walls by Means of Electrical Impedance Tomography, Energies, 14 (2021), No. 22, 7617.
• [5] Kłosowski G., Rymarczyk T., Kania K., Świć A., Cieplak T., Maintenance of industrial reactors supported by deep learning driven ultrasound tomography, Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability; 22 (2020), No 1, 138–147.
• [6] Gnaś, D., Adamkiewicz, P., Indoor localization system usingUWB, Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 12 (2022), No. 1, 15-19.
• [7] Styła, M., Adamkiewicz, P., Optimisation of commercial building management processes using user behaviour analysis systems supported by computational intelligence and RTI, Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 12 (2022), No 1, 28-35.
• [8] Korzeniewska, E., Sekulska-Nalewajko, J., Gocawski, J., Drożdż, T., Kiebasa, P., Analysis of changes in fruit tissue after the pulsed electric field treatment using optical coherence tomography, EPJ Applied Physics, 91 (2020), No. 3, 30902.
• [9] Korzeniewska, E., Krawczyk, A., Mróz, J., Wyszyńska, E., Zawiślak, R., Applications of smart textiles in post-stroke rehabilitation, Sensors (Switzerland), 20 (2020), No. 8, 2370.
• [10] Gorodnitsky I. F., George J. S., Rao B. D., Neuromagnetic source imaging with FOCUSS: a recursive weighted minimum norm algorithm, Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 95 (1995), 231–251
• [11] Gorodnitsky I. F., Rao B. D., Sparse signal reconstruction from limited data using FOCUSS: a re-weighted minimum norm algorithm. IEEE Trans Signal Process, 45 (1997), 600–616
• [12] Polakowski K., Sikora J., Kaczorowski P., Kaźmierczak J., Filipowicz S. F., Liniowe zadanie najmniejszych kwadratów w konstrukcji obrazów wielościeżkowej tomografii ultradźwiękowej, Przegląd Elektrotechniczny, 10 (2006), 1824
• [13] Kak C. Avinash, Slaney Malcolm: Principles of ComputerizedTomographic Imaging, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. New York, 1988
• [14] Lawson Ch.L., Hanson R.J., Solving Least Squares Problems,Classics in Applied Mathematics, 15 (1995), SIAM
• [15] Rymarczyk T., Tomographic Imaging in Environmental, Industrial and Medical Applications, Innovation Press Publishing House, 2019
• [16] Opieliński J. K., Analiza możliwości zobrazowania struktury wewnętrznej obiektów metodą ultradźwiękowej tomografii transmisyjnej, Praca doktorska, Wrocław 1998
• [17] Rymarczyk T., Sikora J., Polakowski K., Adamkiewicz P., Efektywny algorytm obrazowania w tomografii ultradźwiękowej i radiowej dla zagadnień dwuwymiarowych, Przegląd Elektrotechniczny, 94 (2018).

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.02.30