Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Two-dimensional optimization of Bayesian algorithms with bandlimited basis functions

100%

Chlewicki W. , Brykalski A.

|

2006

|

tom Vol. 26, no. 3

15-32

EN

This paper describes implementation of controlled random search procedure employed to optimize and evaluate Bayesian image reconstructions algorithms with bandlimited basis functions. Median root prior (MRP) and its generalizations, i.e. the L-filter and hybrid MRP were optimized and compared to the Huber penalty. The coefficient controlling amount/weight of the penalty and parameter controlling width ofthe bandlimited basis functions were optimized for different amounts of noise in the data. The reconstruction methods were accelerated using ordered subsets principle. Taking into account quantitative accuracy of the reconstructions, basic MRP with bandlimited basis functions is a practical altemative to the L-filter or hybrid MRP.

2

Redukcja wymiarowości danych pomiarowych z wykorzystaniem liniowej i nieliniowej analizy składników głównych (PCA)

100%

Rogala T. , Brykalski A.

|

tom R. 51, nr 2

41-44

PL

Reprezentacja danych wielowymiarowych na płaszczyźnie lub w przestrzeni jest często spotykanym zagadnieniem w rozpoznawaniu obrazów. Jednak wykorzystane w tej dziedzinie metody mogą być stosowane zawsze, gdy zachodzi konieczność wizualizacji złożonych danych pomiarowych. Uznaną i często stosowaną do tego celu techniką jest tzw. Analiza Składników Głównych (ang. Principal Components Analysis). Ponieważ jest to przekształcenie liniowe, posiada ono liczne ograniczenia. Wersja nieliniowa tego przekształcenia, tzw. NLPCA, pozwala ominąć te niedogodności, za cenę pewnej niejednoznaczności wyniku. Praca opisuje wyżej wymienione przekształcenia, ich implementację (m.in. przy użyciu sieci neuronowych), oraz przykładowe zastosowanie w odniesieniu do danych "syntetycznych" i pochodzących z rzeczywistych pomiarów.

EN

Representation of multidemensional data on 2D or 3D plane is a common task in pattern classification. However, the dimensionality reduction techniques can be applied whenever sophisticated measurement data have to be visualized. Principal Component Analysis (PCA) is well known and widely applied method. Since it is a linear transform it suffers from certain limitations. Nonlinear PCA (NLPCA) enables overcoming these difficulties, in exchange for an ambiguity of the results. This paper discusses mentioned transformations and their implementations, including neural network based approaches. Two datasets are analyzed. Comparison of the results is followed by detailed discussion.

3

Toward higher spot detectability of Bayesian image reconstruction algorithms using the L-filter penalty

100%

Chlewicki W. , Brykalski A.

|

tom R. 51, nr 2

45-47

EN

Iterative Bayesian reconstruction algorithms using the L-filter penalty allow effective noise reduction and stabilization of the iteration process. They create more visually pleasing images compared to those obtained with Bayesian algorithms using median root prior. The L-filter, which is a generalized form of median root prior is very flexible, i.e. its weights can be modified. that gives possibility of compromising between median and averaging while designing the prior. A way of optimizing such weights is presented in this article. The stochastic search was utilized in order to find the L-filter weights for which the contrast recovery of small spots can be increased. This is important because such image quality is critical when detecting tumors in medical images or material defects in industrial tomography. The metodology presented here allowed finding parameters resulting in higher contrast recovery than with the weights originally proposed without deteriorating the other image properties.

PL

Interacyjne Bayesowskie metody rekonstrukcji obrazów z użyciem L-filtru pozwalają na efektywną redukcję szumu, stabilizację procesu interacyjnego oraz tworzenie obrazów wizualnie atrakcyjniejszych w porównaniu do tych otrzymanych ze zwykłym priorytetem medianowym. L-filtr, który jest uogólnioną formą priorytetu medianowego jest bardzo elastyczny. To pozwala na kompromis pomiędzy medianą, a uśrednianiem. W artykule przedstawiony został sposób optymalizacji omawianych wag filtru. Wykorzystano przeszukiwanie stochastyczne w celu znalezienia wag L-filtru, dla których odzyskanie kontrastu niewielkich plamek jest zwiekszone. Jest to ważne ponieważ taka własność obrazu jest krytyczna przy wykrywaniu tkanek nowotworowych w obrazowaniu medycznym lub defektów materiałowych w tomografii przemysłowej. Zaprezentowana metodologia pozwoliła na znalezienie takich wag dla których odzyskanie kontrastu jest większe aniżeli dla wag zaprezentowanych poczatkowo.

4

Zastosowanie drukarek 3D w przemyśle

100%

Cichoń K. , Brykalski A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

tom R. 93, nr 3

156--158

PL

W ostatnich latach technologia druku 3D rozwija się bardzo dynamicznie. W pracy przedstawiono zagadnienia technologii drukarek i druku 3D. Omówiono sposób powstawania wydruku, zalety i wady tej techniki przyrostowej. Przedstawiono techniki szybkiego prototypowania (Rapid Prototyping). Wskazano na obszary zastosowań, a także przedstawiono nowe trendy i kierunek rozwoju technologii 3D i 4D.

EN

Technology of 3D printing has been used for several years in the technology industry and engineering, but also biomedical. This paper presents the current status and outlook for the future use of three-dimensional printing and 3D printers. In this article are presented, how 3D printing is made, advantages and disadvantages this technique. Also in this paper description technique of rapid prototyping and their application. The last parts shown new trends and new challenges for scientists in 3D or 4D techniques.

5

Enhancement of ordered subsets iterative image reconstruction methods

100%

Chlewicki W. , Brykalski A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2004

|

tom R. 50, nr 12

33-36

EN

Using ordered subsets is an efficient way of accelerating iterative image reconstruction techniques. Ordered Subsets - Expectation Maximization (OS-EM) is recently a very popular reconstruction method and is incorporated into many imaging systems particularly in emission tomography. Compared to the most popular reconstruction algorithm - Filtered Backprojection (FBP), it is incorporated into many imaging systems particularly in emission tomography. Compared to the most popular reconstruction algorithm - Filtered Backprojection (FBP), it is more computationally demanding but in many cases it outperforms FBP in terms of image quality. This work aimed at increasing a rate of convergence and accuracy of the OS-EM as well as reducing its overall comptational cost. This was achieved by utilizing the weighted distance projection access scheme orginally proposed for ART and using spherically symmetric image elements (blobs) for image representation. Evaluation based on synthetic projection data showed the improvement of the image quality of the obtained reconstructions and increase in the convergence speed.

PL

Użycie uporządkowanych podzbiorów rzutów jest wydajnym sposobem przyspieszania iteracyjnych technik rekonstrukcji obrazów. Metoda maksymalizacji wartości oczekiwanej z uporządkowanymi podzbiorami projekcji (OS-EM) jest obecnie bardzo popularnym algorytmem rekonstrukcji i jest stosowana w wielu systemach obrazowania, zwłaszcza w tomografii emisyjnej. W porównaniu do najbardziej popularnego algorytmu - wstecznej projekcji filtrowanych rzutów (FBP), OS-EM jest bardziej wymagający obliczeniowo, ale w wielu przypadkach przewyższa FBP w kategoriach jakości obrazu. Celem pracy było zwiększenie zbieżności oraz dokładności metody OS-EM, a także zredukowanie jej złożoności obliczeniowej. Zostało to osiągnęte poprzez użycie schematu dostępu do rzutów z ważonym dystansem (WDS) oryginalnie zaproponowanym dla metody ART oraz użycie sferyczne symetrycznych elementów obrazu (blobów) do reprezentacji obrazu. Ocena bazująca na symulaownych rzutach wykazała poprawę jakości uzyskanych rekonstrukcji oraz przyśpieszenie zbieżności algorytmu.

6

Analisis of field dynamics using numerically obtained normalized ordinary moments

80%

Dudziak K. , Brykalski A. , Stawicki K.

|

tom z. 1-2

49--60

EN

The article presents possibilities of describing the dynamics of the electromagnetic field making use of ordinary normalized moments. Numerical calculations has been carried out with the help of computer software COMSOL. Calculated moments have been used for determination of transfer function parameters.

PL

W artykule przedstawiono możliwości opisu dynamiki pola elektromagnetycznego z wykorzystaniem momentów zwykłych znormalizowanych. W pracy wykorzystano dane otrzymane w wyniku przeprowadzenia eksperymentu numerycznego, symulacji komputerowej w programie COMSOL. Obliczone momenty posłużyły do wyznaczenia modeli transmitancyjnych badanego układu.

7

The use of additive technology in craniofacial reconstruction

80%

Cichoń K. , Brykalski A. , Smektała T.

|

tom z. 1-2

61--66

EN

Three-dimensional printing technology is widely used in biomedicine. This article demonstrates how to get the virtual and physical models which are used in additive technology used for facial reconstruction. The article presents prospects for the future use of 3D printing and 3D printers.

PL

Trójwymiarowa technologia druku jest szeroko stosowana w biomedycynie. W artykule tym przedstawiono sposoby uzyskiwania wirtualnych i fizycznych modeli, które są wykorzystywane w technologii odbudowy twarzoczaszki. W artykule przedstawiono perspektywy dla przyszłego wykorzystania druku i drukarek 3D.

8

Computed radiography system with defect detection algorithms based on limited 3D reconstruction view

80%

Chlewicki W. , Baniukiewicz P. , Chady T. , Brykalski A.

Modelowanie Inżynierskie

|

2010

|

tom T. 9, nr 40

31-36

EN

In this work we present recently assembled computed radiography system which allows achieving approximate 3D reconstruction of the object under study from limited set of projections. The system is able to localize defects in three-dimensional space. This is shown for a notch in pipe made of Inconel alloy. Current limitations of the system are discussed and the directions for future improvements are indicated.

PL

W pracy przedstawiono zintegrowany system radiografii cyfrowej pozwalający uzyskać przybliżoną rekonstrukcję obrazu 3D z ograniczonej liczby projekcji. System został zbudowany z użyciem przenośnego źródła promieniowania X CP1201, detektora promieniowania Shad-o-Box 1024 umożliwiającego digitalizację obrazu radiograficznego w czasie rzeczywistym, manualnego systemu pozycjonującego oraz systemu komputerowego. Akwizycja projekcji dla pełnych 360 stopni nie jest zawsze możliwa w warunkach rzeczywistych z powodu ograniczonego dostępu do obiektu lub też ograniczeń czasowych. Autorzy proponują zastosowanie algorytmów rekonstrukcji wykorzystujących mniejszą ilości projekcji, rzędu kilku - kilkunastu. Dodatkowo projekcje są uzyskane w wyniku liniowego przesuwu źródła promieniowania nad obiektem przy stałej pozycji detektora. To powoduje, że proponowany system może być szczególnie użyteczny w zastosowaniach praktycznych. Wstępna inspekcja wizualna zrekonstruowanych obrazów z symulowanych projekcji wykazały uzyskanie wyższego współczynnika kontrastu niż dla pojedynczego zdjęcia, co przedkłada się na zwiększenie prawdopodobieństwa detekcji wad w badanym obiekcie. Istnieje również możliwość identyfikacji położenia defektu w przestrzeni trójwymiarowej.

9

Certain aspects of bioelectrical signal smoothing

80%

Rogala T. , Penkala K. , Brykalski A.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2004

|

tom R. 50, nr 9

21-24

EN

Signal averaging plays an important role during the process of biomedical signal acquisition and further analysis. It allows smoothing of the waveform and noise suppression. It has, however, a significant disadvantage, which is elongation of the recording process, because many iterations of the same signal have to be acquired. In certain circumstances it can seriously complicate the examination, or even prevent its completion. This study concerns a concrete example of such signals: transient PERG waveforms, which are electrical responses of the human retina to a special light stimulans. Among many other methods of clinical electrophysiology of vision, PERGs are considered especially useful in the diagnosis of glaucoma. Due to their low amplitude and high noise content many single responses are usually averaged in order to obtain "readable" results. This paper analyzes the influence of the number of averages on PERG "readability" and discusses the application of alternate signal processing methods.

PL

W przypadku rejestracji i analizy sygnałów biomedycznych charakteryzujących się bardzo niską amplitudą oraz obecnością zakłóceń standardową praktyką jest wielokrotne uśrednianie zarejestrowanych realizacji sygnału. Pozwala to na wygładzanie przebiegu i eliminację przypadkowych zakłóceń. Ma jednak swoją cenę, która jest wydłużenie czasu rejestracji sygnału. W pewnych warunkach utrudnia to (lub wręcz uniemożliwia) ukończenie badania. Takimi sygnałami są np. elektroretinogramy, czyli zapisy czynności elektrycznej siatkówki wykorzystywane w diagnostyce okulistycznej, a w szczególności sygnał transient PERG (tzw. elektroretinogram patternowy - wywołany wzorcem). Praca przedstawia analizę wpływu liczby uśrednień na "czytelność" sygnału PERG oraz rozważa wykorzystanie alternatywnych metod poprawy jego jakości.

10

Wykorzystanie sprzężonych pakietów obliczeniowych COMSOL Multiphysics® i MATLAB® do optymalizacji w wybranych zagadnieniach pola elektromagnetycznego

80%

Dudziak K. , Stawicki K. , Brykalski A.

|

2018

|

tom No. 93

77--88

PL

W artykule autorzy opisują proces modelowania czujnika indukcyjnego i optymalizacji wybranych parametrów oraz wymiany danych między pakietami obliczeniowymi COMSOL Multiphysics [5] i Matlab [6]. W zaprezentowanych przypadkach program COMSOL, wykorzystujący Metodę Elementów Skończonych (MES), posłużył do obliczania pola elektromagnetycznego, natomiast w programie Matlab została przeprowadzona optymalizacja z wykorzystaniem Algorytmu Genetycznego (AG). Układ wykorzystany w pracy składa się z trzech współosiowych cewek, umieszczonych w pewnej odległości od siebie (rys. 3). Jest to przykład przetwornika wiroprądowego, który ma służyć do określania rodzaju materiału z jakiego zbudowany jest badany obiekt, umieszczany pomiędzy cewkami. W tym modelu optymalizacji podlegają wymiary geometryczne cewek. Funkcja celu została zdefiniowana w taki sposób, aby napięcie różnicowe między cewkami odbiorczymi było możliwie najbliższe zera, gdy nie ma obiektu.

EN

In the article, the authors describe the process of modeling the inductive sensor and optimization of selected parameters with data exchange between COMSOL Multiphysics and Matlab calculation packages. In the presented cases, the COMSOL program was used to model the electromagnetic field with the Finite Element Method (FEM), while the Matlab program was used to optimize the sensor using the Genetic Algorithm (AG). The system used in the work consist of three coaxial coils placed at a distance from each other. In the space between the coils an object can be placed. This is an example of the eddy current transducer, which is to be used to determine the type of material from which the tested object is made. In this model, the geometrical dimensions of the coils are subject to optimization. The objective function has been defined in such a way that the differential voltage on the receiver coils should be as close to zero as possible when there is no object.

11

Magnetoacoustic tomography with magnetic induction for low conductivity objects

61%

Cichoń-Bańkowska K. , Ziółkowski M. , Gratkowski S. , Stawicki K. , Brykalski A. , Szymanik B. , Żywica A.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2014

|

tom Vol. 20, nr 4

187--192

EN

This paper presents a new promising non-invasive electrical conductivity imaging method of low-conductivity objects (e.g. biological tissues), called Magneto-Acoustic Tomography with Magnetic Induction (MAT-MI). The described method combines ultrasound and magnetism into one unified hybrid technique. The object is placed in a static and a pulsed (μs) magnetic field. The time-varying (pulsed) magnetic field induces eddy currents in the object. Consequently, the object emit ultrasonic waves through the Lorentz force produced by the combination of the eddy current and the static magnetic field. The ultrasonic waves are then collected by the detectors located around the object for image reconstruction. MAT-MI combines the good contrast of Electrical Impedance Tomography (EIT) with the good spatial resolution of sonography. The aim of this paper is a review of theoretical studies of MAT-MI and discussion of possible future research directions.

PL

W pracy opisano nową obiecującą metodę nieinwazyjnego obrazowania przewodności elektrycznej obiektów słabo przewodzących (np. tkanek biologicznych) zwaną tomografią magnetoakustyczną ze wzbudzeniem indukcyjnym (ang. Magneto-Acoustic Tomography with Magnetic Induction – MAT-MI). Prezentowana metoda jest techniką hybrydową i łączy badania ultradźwiękowe z magnetyzmem. Badany obiekt umieszczony jest w statycznym oraz impulsowym (μs) polu magnetycznym. Zmienne pole magnetyczne indukuje w nim prądy wirowe. W wyniku działania sił Lorentza powstałych dzięki interakcji prądów wirowych oraz statycznego pola magnetycznego, obiekt będzie emitował fale ultradźwiękowe. Fale te są odbierane przez detektory umieszczone wokół obiektu. Metoda MAT-MI łączy dobry kontrast elektrycznej tomografii impedancyjnej (ang. Electrical Impedance Tomography – EIT) z dobrą rozdzielczością przestrzenną metody ultradźwiękowej. Celem niniejszej pracy jest przegląd badań teoretycznych metody MAT-MI oraz dyskusja przyszłych kierunków badawczych.