Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Komputerowe wspomaganie detekcji zmian chorobowych w badaniach perfuzji mózgowej

100%

Ogiela M. R. , Hachaj T.

|

tom R. 56, nr 5

453-456

PL

Autorzy artykułu prezentują nowoczesne podejście do zadania komputerowego wspomagania detekcji zmian chorobowych perfuzji mózgowej. Na podstawie zaprezentowanego w tej pracy algorytmu stworzony został systemu wspomagający diagnozę medyczną, którego działanie zostało sprawdzone na rzeczywistych danych medycznych. Rozmiar zbioru testowego obejmował 75 zestawów zobrazowań pochodzących od 30 różnych pacjentów (w zbiorze tym znajdowały się zarówno zobrazowania pacjentów, u których zdiagnozowano zmiany perfuzyjne o różnym stopniu nasilenia, jak i pacjenci z prawidłowymi wartościami perfuzji). W 77,3% przypadkach opis zdjęcia wygenerowany przez algorytm autorów był taki sam jak opis sporządzony przez lekarza radiologii.

EN

The paper presents a novel approach to analysis of brain perfusion maps based on automatic image understanding. Perfusion-weighted CT (computer tomography) and MR (magnetic resonance) tech-niques, in contrast to MR and CT angiography detecting bulk vessel flow, are sensitive to microscopic, tissue-level blood flow. PCT (perfusion CT) technique enables evaluating total and regional blood flows per unit time. PCT gives a variety of functional maps of cerebral perfusion parameters such as regional Cerebral Blood Flow (CBF), Cerebral Blood Volume (CBV) and Mean Transit Time (MTT). Each pixel of a perfusion map corresponds to the perfusion value at a given point. The colour images help quick diagnosis of an acute stroke in the event of a crisis (Fig. 1). Computer vision at the current development stage offers three types of computer image handling methods [1]: image processing (quality improvement, distinguishing object of interests from the whole complex image), image analysis (defining the features of entire image or particular objects) and pattern recognition. The fusion of those three methods with medical knowledge leads to complete understanding of the visualized symptoms (Fig. 2) [13]. Automatic image understanding of medical images is a new approach that enables drawing con-clusions about the nature of the observed disease process (Fig. 3) as well as deciding on the way in which this pathology can be cured of with use of various therapeutics methods. The validation of the presented algorithms was performed on a set of 75 triplets of medical images acquired from 30 different adult patients (men and women) with suspected ischemia / stroke. In 77.3% cases description generated by the algorithm match the diagnosis made by a physician.

2

Wykrywanie wielokrotnych nieprawidłowych transakcji w protokołach wymiany elektronicznej gotówki

100%

Ogiela M. R. , Sułkowski P.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

tom R. 60, nr 4

257--261

PL

W pracy zostały opisane protokoły wymiany elektronicznej gotówki. Dla standardowego algorytmu wykorzystywanego w celu umożliwienia realizacji takich transakcji zostanie zaprezentowany możliwy atak, który po wielokrotnym wydaniu banknotu, umożliwia oszukiwanie zarówno ze strony sprzedawców jak i klienta. Głównym tematem pracy jest zaprezentowanie autorskiego protokołu, który pozwala zapobiec podobnym atakom i oszustwom, a tym samym pozwala na realizację nieodwracalnych płatności elektroniczną gotówką realizowanych w trybie off-line.

EN

This paper presents an improvement to the well-known protocol by David Chaum for anonymous currency exchange. We show its vulnerability to serious frauds by both parties: the client and the sellers, after an electronic coin is spent at least twice. In this case, the sellers can cooperate and pretend that the client spent the same coin many times. The system cannot successfully determine how many times the client spent the coin and how many times the seller faked the transaction. Therefore, the bank is not able to charge the real abuser. As a consequence of this limitation the original system cannot guarantee that all valid checks will be cashed. This leads to the conclusion that it cannot be securely used for irreversible off-line transactions, although it was originally designed to that purpose. In this paper we show the algorithm which enables sellers to cheat on other parties of the protocol. We also propose an improvement to this system that allows overcoming this vulnerability by making all transactions signed by one-time secret client keys.

3

Real time area-based stereo matching algorithm for multimedia video devices

100%

Hachaj T. , Ogiela M. R.

|

tom Vol. 21, No. 4

367-375

EN

In this paper we investigate stereovision algorithms that are suitable for multimedia video devices. The main novel contribution of this article is detailed analysis of modern graphical processing unit (GPU)-based dense local stereovision matching algorithm for real time multimedia applications. We considered two GPU-based implementations and one CPU implementation (as the baseline). The results (in terms of frame per second, fps) were measured twenty times per algorithm configuration and, then averaged (the standard deviation was below 5%). The disparity range was [0,20], [0,40], [0,60], [0,80], [0,100] and [0,120]. We also have used three different matching window sizes (3×3, 5×5 and 7×7) and three stereo pair image resolutions 320×240, 640×480 and 1024×768. We developed our algorithm under assumption that it should process data with the same speed as it arrives from captures’ devices. Because most popular of the shelf video cameras (multimedia video devices) capture data with the frequency of 30Hz, this frequency was threshold to consider implementation of our algorithm to be “real time”. We have proved that our GPU algorithm that uses only global memory can be used successfully in that kind of tasks. It is very important because that kind of implementation is more hardware-independent than algorithms that operate on shared memory. Knowing that we might avoid the algorithms failure while moving the multimedia application between machines operating different hardware. From our knowledge this type of research has not been yet reported.

4

Picture languages in machine understanding of medical vizualization

100%

Ogiela M. R. , Tadeusiewicz R.

|

tom Vol. 14, No. 1

71-82

EN

This paper presents theoretical fundamentals and application of context-free and graph languages for cognitive analysis of selected medical visualization. It shows new opportunities for applying these methods automatic understanding of semantic contents of images in intelligent medical information system. A successful extraction of the crucial semantic content of medical image may contribute considerably to the creation of new intelligent cognitive systems, or medical computer vision systems. Thanks to the new idea of cognitive resonance between a stream of the data extracted from the image using linguistic methods, and expectations following from the language representation of the medical knowledge, it is possible to understand the subject-oriented content of the visual data. This article shows that structural techniques of soft-computing may be applied in automatic classification and machine perception based on semantic pattern content in order to determine the semantic meaning of the patterns.

5

Examples of the Application of New Approach to Structural Analysis of Medical Images

100%

Tadeusiewicz R. , Ogiela M. R.

|

tom T. 13, z. 4

311-327

EN

This paper presents some representative applications of new methodology of computer analysis of medical images. Key of new computer methods under consideration is as follows: How to automatically understand of medical images instead of its recognition only. New methods, developed by authors and based syntactic pattern recognition are presented on the base of particular applications for analysis of morphology of selected organs visualized on medical images. We discuss and explain ways of discovering pathological symptoms of chronic diseases such as ischaemic heart disease, upper urinary tract disorders as well as pancreas neoplasm. Detecting these lesions will be conducted due to an application of context-free attributed grammars, languages of description of shape features and tree grammars. This kind of presentation allows explaining main advantages of new methodology with very close connection with the demands of real medical practice.

PL

W pracy przedstawiono kilka reprezentatywnych zastosowań nowo opracowanej metodologii komputerowej analizy obrazów medycznych. Kluczowym zagadnieniem dla rozważanych metod jest dokonanie takiego sposobu analitycznej analizy obrazów medycznych, który pozwala na rozumienie ich medycznego znaczenia w miejsce tylko prostego rozpoznania. Nowe metody wprowadzone przez autorów są oparte na algorytmach syntaktycznych rozpoznawania obrazów i zostaną zaprezentowane na konkretnych przykładach analizy morfologii wybranych narządów, uwidocznionych na obrazach medycznych. W pracy zostanie przedyskutowany sposób wykrywania patologicznych symptomów chorobowych charakteryzujących niektóre przewlekłe jednostki chorobowe takie jak stany niedokrwienia mięśnia sercowego, nieprawidłowości funkcjonowania układy moczowego jak również zmiany nowotworowe trzustki. Rozpoznanie takich zmian jest możliwe z wykorzystaniem bezkontekstowych gramatyk atrybutowanych, języków opisu cech kształtów oraz gramatyk drzewowych. Przyjęty rodzaj prezentacji pozwoli na ukazanie głównych zalet opracowanej metodologii w ścisłym związku z wymaganiami stawianymi w praktyce medycznej.

6

Rozpoznawanie i komputerowe rozumienie zmian patologicznych na przykładzie analizy przestrzennych wizualizacji 3D tętnic wieńcowych serca

100%

Trzupek M. , Ogiela M. R.

|

tom R. 15, nr 12

102-105

PL

W ostatnich latach coraz większy nacisk kładziony jest na poprawę jakości oraz skuteczności opieki medycznej. Aby sprostać temu zadaniu powstaje coraz więcej nowych, bądź nowszej generacji urządzeń obrazowej diagnostyki medycznej. Rosnąca liczba badań wykonywanych dla każdego pacjenta powoduje, że lekarze mają do czynienia z coraz większą liczbą obrazów diagnostycznych skojarzonych z danym pacjentem. Aby sprostać oczekiwaniom zmniejszenia liczby błędów medycznych, poprawy efektywności interpretacji licznych zbiorów danych obrazowych oraz usprawnienia dostępu i wymiany informacji, konieczne jest wykorzystanie zaawansowanych i komputerowych metod wspomagania diagnostyki medycznej. W artykule zaprezentowano autorskie rozwiązania w zakresie wspomaganej komputerowo interpretacji zmian patologicznych, uwidacznianych na obrazach pochodzących z badań diagnostycznych tętnic wieńcowych serca. Wskazano także dalsze kierunki badawcze w tym zakresie, które będą rozwijane w niedalekiej przyszłości.

EN

In recent years, increasing emphasis is put on improving the quality and effectiveness of healthcare. To meet this challenge there are more new, or newer generation of medical diagnostic imaging equipment. A growing number of diagno stic examination causes that doctors have to deal with an increasing number of diagnostic images associated with a given patient. To meet the expectations of reducing medical errors, improving the efficiency of the interpretation of numerous sets of visual data, and improving access, and exchange of information, it is necessary to use computer-aided diagnostic methods. This article presents both original solutions in the field of computer-aided interpretation of pathological changes visible in images obtained from diagnostic examination of coronary arteries, as well as further research directions in this area.

7

Metody sztucznej inteligencji w analizie morfologii wybranych narządów na obrazach medycznych

100%

Ogiela M. R. , Tadeusiewicz R.

|

2001

|

tom Vol. 3

61-70

PL

W pracy przedstawione zostały możliwości zastosowania syntaktycznych metod komputerowej analizy obrazów do wykrywania przewężeń światła tętnic wieńcowych oraz rozpoznawania symptomów chorobowych, występujących w górnych odcinkach moczowodów i miedniczkach nerkowych. Analiza prawidłowej morfologii tych struktur jest możliwa dzięki wykorzystaniu metod ciągowych oraz drzewowych z grupy syntaktycznych metod rozpoznawania obrazów. W przypadku obrazów koronarograficznych celem analizy jest komputerowe wspomaganie wczesnej diagnostyki różnych postaci choroby niedokrwiennej serca. Choroba taka może objawić się w postaci: dławicy stabilnej lub niestabilnej, bądź zawału mięśnia sercowego. W analizie radiogramów nerek celem jest rozpoznanie lokalnych nieprawidłowości światła moczowodów oraz zbadanie morfologii miedniczki i kielichów nerkowych.

EN

The goal of this paper is the presentation of the possibilities of application of syntactic methods of computer image analysis for recognition of local stenoses of coronary arteries lumen and detection of pathological signs in upper parts of ureter ducts and renal calyxes. Analysis of correct morphology of these structures is possible thanks to the application of sequence and tree methods from the group of syntactic methods of pattern recognition. In the case of analysis of coronary arteries images the main objective is computer-aided early diagnosis of different forms of ischemic cardiovascular diseases. Such diseases may reveal in the form of stable or unstable disturbances of heart rhythm or infarction. In analysis of kidney radiograms the main goal is recognition of local irregularities in ureter lumens and examination of morphology of renal pelvis and calyxes.

8

Nowy element w instrumentarium inteligencji obliczeniowej - automatyczne rozumienie obrazów

100%

Tadeusiewicz R. , Ogiela M. R.

|

2008

|

tom T. 12, z. 2

365-385

PL

Techniki inteligencji obliczeniowej są rozwijane od blisko pół wieku, dlatego mimo wciąż awangardowego charakteru tego działu informatyki, niektóre z nich osiągnęły już swoisty stan nasycenia zarówno w obszarze rozwoju teorii, jak i w zakresie ważniejszych zastosowań. Z tego powodu bardzo ważne jest poszukiwanie nowych narzędzi, które mogą tę problematykę skierować na nową drogę, pozwalając na jej dalszy rozwój. Jednym z takich nowych obszarów, w których inteligencja obliczeniowa może się rozwijać, jest automatyczne rozumienie obrazów. W artykule przedstawiono uzasadnienie celowości dążenia do automatycznego rozumienia obrazów z punktu widzenia logiki rozwoju systemów informacyjnych, a także przytoczono wybrane informacje o tym, co autorom udało się osiągnąć w zakresie praktycznej realizacji tego dążenia. Głównym celem tej pracy jest podsumowanie wcześniejszych prac, generalizacja ich wyników oraz nakreślenie kierunków dalszego rozwoju badań nad automatycznym rozumieniem.

EN

Computational Intelligence (CI) technology develops over half of century yet. Therefore remaining the frontier of the computer science it become now a kind of maturity together with a kind of saturation. Last years we can observe decreasing progress in theoretical achievements of computational intelligence as well as decreasing level of originality of new practical applications of CI. Taking into account past achievements of artificial intelligence (former name of CI) and taking into account still huge needs for intelligent solutions in all information systems, we must find and develop new paradigms and new tools for computational intelligence. One of such tools should be automatic understanding of the images. In the paper we try explain, why automatic understanding is necessary and we try describe contemporary achievements in automatic understanding of the images area. The main idea of this paper is generalization of our previous results and planning of the future works in the automatic understanding area.

9

Security issues on digital watermarking algorithms

100%

Wójtowicz W. , Ogiela M. R.

|

tom Vol. 12, no. 4

123--139

EN

This paper gives a general introduction to the digital watermarking procedures and their security aspects. The first issue is to clarify unifying and differentiating properties of steganography and watermarking. Then the most important aspects of digital watermarking are reviewed by studying application, requirement and design problems. We put emphasis on the importance of digital watermark as an effective technology to protect intellectual property rights and legitimate use of digital images. In the paper we provide an overview of the most popular digital watermarking methods for still images available today. The watermarking algorithms are divided into two major categories of spatial and transform domains. Because of outstanding robustness and imperceptibility the transform domain algorithms are the mainstream of research. Popular transforms of images include the DFT (Discrete Fourier Transform) ([1, 2, 3, 4, 5]), DCT (Discrete Cosine Transform) ([1, 3, 6, 5]) and DWT (Discrete Wavelet Transform) ([1, 3, 4, 7, 6, 5]). In the paper we emphasize the advantageous features of DWT such as local time-frequency and multi-scale analysis, preserving the quality of host image and ensuring high robustness of watermark. Finally, we present three algorithms which are based on the combination of DWT and some other transformations like DFT ([4]), DCT ([6]) and the Arnold transform ([7, 6]). Finally, we discuss security requirements and possible attacks on the watermarking systems.

10

Grafowe języki obrazowe w znaczeniowym opisie przestrzennych struktur naczyń wieńcowych

100%

Ogiela M. R. , Trzupek M.

|

tom Vol. 7

115-125

PL

W niniejszej pracy zaproponowano sposób stworzenia nowego syntaktyczno - semantycznego opisu znaczeniowego przestrzennych struktur naczyń wieńcowych serca. Dzięki takiemu opisowi możliwe jest dokonywanie merytorycznie ukierunkowanej interpretacji znaczeniowej morfologii poszczególnych odcinków tętnic wieńcowych, co pozwala na szybką oraz automatyczną identyfikację istotnych miejsc przewężeń ich światła. W tym celu wykorzystane zostały grafowe języki obrazowe, oparte na gramatykach ekspansywnych typu edNLC. Gramatyki takie umożliwiają stworzenie uniwersalnego i informatywnego opisu znaczeniowego przestrzennych struktur naczyń wieńcowych. Wykorzystanie takich opisów semantycznych w zintegrowanych modułach inteligentnych systemów diagnostyki medycznej umożliwia wspomaganie zadań wczesnego wykrywania patologicznych przewężeń tętnic utrudniających przepływ utlenowanej krwi do danego obszaru mięśnia sercowego.

EN

In this paper has been proposed developing the new syntactic - semantic meaning description of spatial coronary arteries structure. Thanks such description will be possible to make essentially steered semantic interpretation of section coronary arteries morphology, what will allow us fast identification and automatisation of lumen structure detection. In this aim has been used graph image languages based on the expansive graph grammars of edNLC type, enabling creation the universal and informative meaning description of spatial coronary arteries structure. Application of such semantic description in the integrated modules of intelligent systems medical diagonosis, supporting the early detection stricture which defect the flow of oxidizing blood to given area of cardiac muscle.

11

Notes on a linguistic description as the basis for automatic image understanding

80%

Tadeusiewicz R. , Ogiela M. R. , Szczepaniak P. S.

|

tom Vol. 19, no 1

143-150

EN

The main paradigm of image understanding and a concept for its practical machine realisation are presented. The crucial elements of the presented approach are the formalisation of human knowledge about the class of images that are to be automatically interpreted, a linguistic description and the realization of cognitive resonance.

12

Formalizmy lingwistyki matematycznej w komputerowym wspomaganiu detekcji zmian chorobowych unaczynienia wieńcowego

80%

Trzupek M. , Ogiela M. R. , Tadeusiewicz R.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2012

|

tom R. 58, nr 2

206-209

PL

W artykule zaprezentowano nowe podejście do automatycznego rozumienia obrazów medycznych na przykładzie zobrazowań unaczynienia wieńcowego uzyskiwanych w trakcie badań spiralną tomografią komputerową (CT). W szczególności przedstawiono próby wykorzystania lingwistycznych metod strukturalnej analizy obrazów w postaci algorytmów grafowych, wykorzystywanych do tworzenia systemów wspomagania diagnostyki medycznej, a także kognitywnej analizy i rozumienia zobrazowań medycznych tętnic wieńcowych serca. Uzyskane wyniki potwierdzają duże znaczenie zaproponowanych rozwiązań w diagnostyce choroby niedokrwiennej serca.

EN

The paper presents a novel approach to analysis of CT (computed tomography) coronary artery images based on automatic image understanding paradigm. In particular there will be presented attempts at using linguistic methods of structural image analysis in the form of graph algorithms to develop a new type of systems for the cognitive analysis and understanding of images. Such methodology will be described on an example of detection of pathological changes in coronary arteries of the heart. The problem undertaken is important because the identification and location of significant stenoses in coronary vessels is a widespread practical task. The first section describes the current state of computer-assisted therapeutic decisions taken by the doctors. The second section shows the difficulties faced by developers of systems supporting the work of diagnosing physicians. The third section describes in detail the next steps in modeling and then searching for lesions in coronary arteries (Fig. 2). The fourth section presents analysis of the effectiveness of the proposed solutions which in the set of imaging data reached about 85%. The summary presents the advantages of this technique, in particular graph languages for describing shape features that can effectively be used for modeling and semantic descriptions of occurring pathological changes. The obtained results confirm the importance of the proposed methods in the diagnosis of coronary heart disease.