Wyniki 1-10 spośród 19 dla zapytania: authorDesc:"Tomasz RYMARCZYK"

Topological Methods to Determine Damages of Flood Embankments DOI:10.15199/48.2016.12.39

Czytaj za darmo! »

This paper presents a method of testing flood embankment. There was used a specially built laboratory model to determine the moisture level of flood embankments. The finite element method was used to solve the forward problem. The proposed algorithm was initialized by using one step methods and topological sensitivity analysis. There was solved the inverse problem in order to visualize moisture inside objects. There was made possible to change topology during the optimization. The level set method and the Gauss-Newton method have been applied very successfully in many areas of the scientific modelling. Topological algorithms were based on shape sensitivity include the boundary design of the elastic interface. These algorithms are a relatively new procedure to overcome this problem. Streszczenie. Artykuł przedstawia metodę badania wału przeciwpowodziowego. Został zbudowany specjalny model laboratoryjny wału w celu określenia poziomu wilgotności. Do rozwiązania zagadnienia prostego została wykorzystana metoda elementów skończonych. Proponowany algorytm inicjowany jest metodą jednokrokową i rozwiązywany topologiczną analizą wrażliwościową. Rozwiązano zagadnienie odwrotne w celu wizualizacji wilgoci wewnątrz obiektów, poprzez zmianę topologii podczas procesu optymalizacji. Metody zbiorów poziomicowych i Gaussa-Newtona stosuje się z dużym powodzeniem w wielu dziedzinach modelowania naukowego. Metody topologiczne opierają się na analizie wrażliwościowej dostosowując kształt brzegu elastycznego interfejsu. Algorytmy te są relatywnie nowymi rozwiązaniami dla tego typu problemu. (Metody topologiczne do określania uszkodzeń w wałach przeciwpowodziowych). Keywords: Electrical Impedance Tomography, Finite Element Method, Inverse Problem Słowa kluczowe: elektryczna tomografia impedancyjna, metoda elementów skończonych, zagadnienie odwrotne Introduction This paper presents the new method examining the flood embankment dampness by electrical impedance t[...]

e-Medicus System to Segmentation and Analysis Medical Images DOI:10.15199/48.2017.01.48

Czytaj za darmo! »

In this work, there was presented authoring system to exam the medical images by using statistical methods, topological algorithms and computational intelligence methods. These methods are used to identify the properties for the images. There was prepared a special e-Medicus system to machine learning, analysis and compare data and pictures. The solution shows the architecture of the system collecting and analysing data. There was tried to develop an algorithm for level set method (LSM) applied to piecewise constant image segmentation. These algorithms are needed to identify arbitrary number of phases for the segmentation problem. The image segmentation refers to the process of partitioning a digital image into multiple regions. There is typically used to locate objects and boundaries in images. Streszczenie. W artykule, został przedstawiony autorski system do badania obrazów medycznych przy użyciu metod statystycznych, algorytmów inteligencji obliczeniowej i metod topologicznych. Metody te stosuje się w celu identyfikowania właściwości obrazów. Przygotowano specjalny system e-Medicus do uczenia maszynowego, analizy i porównywania danych i obrazów. Rozwiązanie przedstawia architekturę systemu do gromadzenia i analizy danych. Opracowano algorytmy oparte na metodzie zbiorów poziomicowych (MZP) jako odcinkowo stałej segmentacji obrazu. Algorytmy te są potrzebne do identyfikacji dowolnej liczby faz dla problemu segmentacji, która odnosi się do procesu dzielenia cyfrowego obrazu w różnych regionach. Używana jest zwykle do lokalizacji obiektów i brzegów w obrazach. (System e-Medicus do segmentacji i analizy obrazów medycznych). Keywords: Electrical Impedance Tomography, Image Analysis, Level Set Method Słowa kluczowe: tomografia impedancyjna, analiza obrazów, metoda zbiorów poziomicowych Introduction In medical clinical research and practice, imaging has become an essential part to diagnose and to study anatomy and function of the human body. T[...]

Dobór metod pomiarowych i algorytmów rekonstrukcji obrazu do badania stanu pni drzew

Czytaj za darmo! »

W pracy przedstawiono metodę badania stanu pni drzew wykorzystującą tomografie impedancyjną do odtworzenia właściwości obiektu. Algorytm rekonstrukcji polega na rozwiązaniu zagadnienia odwrotnego z wykorzystaniem metody zbiorów poziomicowych i metody elementów skończonych. W procesie iteracyjnym wielokrotnie rozwiązywane jest zagadnienie proste, dopóki obliczony rozkład napięć nie osiągnie wartości maksymalnie zbliżonych napięć zmierzonych. Abstract. In this work was shown a method to examine the non-destructive analysis defects of tree trunks by solving the inverse problem in the electrical impedance tomography. The measurements use point-like electrodes at the boundary of the object. By two of these current are injected. The conductivity values in different regions are determined by the finite element method. The representation of the boundary shape and its evolution during an iterative reconstruction process is achieved by the level set method. (Choice of algorithms to image reconstruction and measurement methods to examine defects of tree trunks). Słowa kluczowe: metody optymalizacyjne, tomografia impedancyjna, zagadnienie odwrotne Keywords: Optimization Methods, Electrical Impedance Tomography, Inverse Problem Wstęp Uwzględniając coraz ostrzejsze współczesne wymogi bezpieczeństwa i ekologii, poszukuje się dokładnych i niedrogich sposobów monitorowania stanu pni starodrzewia lub drzew w szczególności w aglomeracjach miejskich. Zdolność drzewa do przewodzenia prądu elektrycznego zależy od chemicznych właściwości drewna, takich jak: zawartość wody w tkankach, struktura komórek, itp. Wszystkie te właściwości ulegają zmianie, jeżeli w drzewie występuje zgnilizna, grzyb, próchnica lub przemarznięcie czy też mamy do czynienia z mokrym drewnem, kiedy to obszar o podwyższonej wilgotności przejawia się niskim oporem elektrycznym. W pracy zaproponowano zastosowanie tomografii impedancyjnej do takich badań, a obrazowanie stanu pni przedst[...]

The Shape Reconstruction of Unknown Objects for Inverse Problems

Czytaj za darmo! »

The proposed solution of the inverse problem in the Electrical Impedance Tomography was based on a numerical scheme for the identification of the piecewise constant conductivity. The level set method is a powerful tool for representing moving of stationary interfaces. The representation of the shape of the boundary and its evolution during an iterative reconstruction process is achieved by the level set function. The forward problem was solved by the finite element method. The iterative algorithms are based a combination of the these methods. Streszczenie. Proponowane rozwiązanie zagadnienia odwrotnego w tomografii impedancyjnej zostało oparte na algorytmach numerycznych identyfikujących obiekty o różnych konduktywnościach. Reprezentację kształtu brzegu oraz jego ewolucję podczas procesu rekonstrukcji opisuje metoda zbiorów poziomicowych. Zagadnienie proste zostało rozwiązane za pomocą metody elementów skończonych. Rozwiązanie zagadnienia odwrotnego oparte zostało na odpowiednim złożeniu wymienionych metod. (Rekonstrukcja kształtu nieznanych obiektów w zagadnieniach odwrotnych). Keywords: Electrical Impedance Tomography, Level Set Methods, Inverse Problem Słowa kluczowe: tomografia impedancyjna, metoda zbiorów poziomicowych, zagadnienie odwrotne Electrical Impedance Tomography In this paper was proposed the topological numerical technique with different advantages to solve the inverse problem in the electrical impedance tomography (EIT) [2,7- 9]. The level set method is known to be a powerful and versatile tool to model the evolution of interfaces [1,3,4]. The idea is merely to define a smooth function ϕ, that represents the interface and has the following properties (fig.1): [...]

Measurement Methods and Image Reconstruction in Electrical Impedance Tomography

Czytaj za darmo! »

In this work was shown a method to examine the non-destructive analysis defects of the objects by solving the inverse problem in the electrical impedance tomography. The measurements use point-like electrodes at the boundary of the object. By two of these current are injected. The representation of the shape of the boundary and its evolution during an iterative reconstruction process is achieved by the level set function and Chan-Vese model. The forward problem was solved by the finite element method. Streszczenie. W pracy zaprezentowano dwie metody pomiarów tomograficznych wybranych obiektów oraz rekonstrukcje obrazów ich nieznanych właściwości w wyniku rozwiązania zagadnienia odwrotnego. Algorytm rekonstrukcji oparty został na idei zbiorów poziomicowych a do rozwiązania zagadnienia prostego wykorzystano metodę elementów skończonych. Reprezentację wyglądu obrazu badanego obiektu wykonano rozwiązując wielokrotnie zadanie proste tak, aby w procesie iteracyjnym otrzymać rozkład napięć maksymalnie zbliżony do uzyskanego z pomiarów. (Metody pomiaru i konstrukcja obrazu metodą zbiorów poziomicowych w tomografii impedancyjnej). Keywords: Electrical Impedance Tomography, Finite Element Method, Inverse Problem, Level Set Method Słowa kluczowe: tomografia impedancyjna, metoda elementów skończonych, zagadnienie odwrotne, metoda zbiorów poziomicowych Introduction Electrical impedance tomography is a widely investigated problem with many applications in physical and biological sciences. It is well known that the inverse problem is nonlinear and highly ill-posed. The objection function is minimized (the difference between the potential due to the applied current and the measured potential). The conductivity values in different regions are determined by the finite element method [1]. The representation of the boundary shape and its evolution during an iterative reconstruction process is achieved by the level set method [2,9,11]. Given the boundary,[...]

Variational level set method for minimizing the functional in EIT

Czytaj za darmo! »

A method based on the variational level set algorithm and the Mumford-Shah algorithm to solve the inverse problem in the electrical impedance tomography was proposed. In addition to minimizing the objection function of the difference between the potential due to the applied current and the measured potential. The conductivity values in different regions are determined by the finite element method. The representation of the shape of the boundary and its evolution during an iterative reconstruction process is achieved by the level set method. Streszczenie. W pracy przedstawiono metodę rozwiązania zagadnienia odwrotnego w tomografii impedancyjnej opartą na idei zbiorów poziomicowych z wykorzystaniem metody Mumford-Shaha. Algorytm numeryczny rozwiązania jest odpowiednią kombinacją wariacy[...]

Various kinds of level set applications in electrical impedance tomography

Czytaj za darmo! »

This paper presents the applications of the level set function for identification the unknown shape of an interface motivated by Electrical Impedance Tomography (EIT) by using a several level set algorithms. The conductivity values in different regions are determined by the finite element method. The applications were based on the level set method, the variational level set algorithm and the Mumford-Shah algorithm to solve the inverse problem. Streszczenie. W pracy przedstawiono metodę rozwiązania zagadnienia odwrotnego w tomografii impedancyjnej opartą na idei zbiorów poziomicowych, wariacyjnej metodzie zbiorów poziomicowych oraz modelu Mumforda-Shaha. Algorytmy numeryczne rozwiązania są odpowiednią kombinacją wymienionych metod oraz metody elementów skończonych. (Typy aplikacji zbiorów poziomicowych w tomografii impedancyjnej). Keywords: Variational Level Set Method, Mumford-Shah model, Electrical Impedance Tomography, Finite Element Method Słowa kluczowe: wariacyjna metoda zbiorów poziomicowych, tomografia impedancyjna, metoda elementów skończonych Introduction In this paper there were proposed algorithms based on the level set function [6,7,8,9], Mumford-Shah model [5,10,11] and the variational level set method [4] to solve the inverse problem in the electrical impedance tomography (fig.1). The conductivity values in different regions are determined by the finite element method [2]. Numerical iterative algorithm is a combination of the level set methods for the evolving step edges and the finite element method for computing the velocity. The objective function is defined as the difference between the potential due to the applied current and the measured potential [1,2,3]. This function is minimized. Fig. 1. The reconstruction methods Level set methods The idea, as devised in 1987 by S. Osher and J.A. Sethian is merely to define a smooth function (x,t) , that represents the interface as the set where (x,t) ɧ[...]

Image reconstruction with discontinuous coefficient in electrical impedance tomography

Czytaj za darmo! »

The problem of the image reconstruction in Electrical Impedance Tomography (EIT) is a highly ill-posed inverse problem. There are mainly two categories of image reconstruction algorithms, the direct algorithm and the iterative algorithm which was used in this publication. The representation of the shape of the boundary and its evolution during an iterative reconstruction process is achieved by the level set function and the Chan-Vese model. The forward problem was solved by the finite element method. Streszczenie. Rekonstrukcja obrazu w tomografii impedancyjnej jest dokonywana poprzez rozwiązanie zagadnienia odwrotnego. Stosując algorytmy deterministyczne mamy do dyspozycji dwie kategorie rozwiązania: metodę bezpośrednią i model iteracyjny, który został wykorzystany w tej publikacji. W procesie rekonstrukcji została użyta funkcja zbiorów poziomicowych oraz model Chana-Vese (Rekonstrukcja obrazu w zagadnieniu odwrotnym tomografii impedancyjnej). Keywords: Electrical Impedance Tomography, Level Set Methods, Chan-Vese Model, Inverse Problem Słowa kluczowe: tomografia impedancyjna, metoda zbiorów poziomicowych, model Chana-Vese, zagadnienie odwrotne Introduction In this paper was proposed a method based on the combination level set idea [5,7,8] and the finite element methods [2] to solve the inverse problem in the electrical impedance tomography. The presented method was based on a numerical scheme for the identification of piecewise constant conductivity. Electrical Impedance Tomography Electrical impedance tomography is a widely investigated problem with many applications in physical and biological sciences [3,4]. It is well known that the inverse problem is nonlinear and highly ill-posed. The forward problem in EIT is solved by Laplace’s equation: (1) div( grad u)  0 where: u - electric potential,  - conductivity. The following functional is minimized: (2)     [...]

Using Electrical Resistance Tomography to Detect Leaks in Landfills DOI:10.15199/48.2017.12.39

Czytaj za darmo! »

Electrical tomography (ERT) is known that the inverse problem is nonlinear and highly ill-posed [13,18-24]. The problem is the low level of measured values which should be measured quite accurately and in a very short time. ERT involves placing electrodes on the examined object. The two electrodes are connected to AC power and the voltage drop is measured on others. Then, power supply is connected to the next two electrodes, and measuring steps are repeated until each electrode is connected to power supply. The measurement in electrical resistance tomography involves placing electrodes on the examined object. This solution allows to obtain a conductivity distribution within the test object, and this consequently allows a distinction between materials of different conductivity. Effective algorithms in the optimization process are topological methods [10-12, 14-17]. In carrying out further measurements over time and comparing them with previous we can observe the changes occurring in the study area. Fig. 1. Geophysical measurement model ERT is a geophysical technique in which DC electrical current is injected into the ground between one pair of electrodes and the voltage is measured between another pair [14]. Electrical signals are then transmitted through selected electrode locations while electrical potential measurements are recorded at numerous other locations. This process is repeated systematically for many different source-receiver combinations and the resulting data-set enables the reconstruction of a cross-section through the survey area [1-5,8,9]. The cross-sectional image, or tomographic slice, depicts a spatial distribution of electrical resistivity, which is closely related to the internal structure of the object. Contrasts in the electrical properties of different geological materials enable earth scientists to noninvasively map structures in the subsurface. Fig. 2. ERT measurements in the geophysical environm[...]

Implementation Image Analysis and Optimization Techniques in e-Medicus System DOI:10.15199/48.2018.01.24

Czytaj za darmo! »

In this paper. gradient reconstruction algorithms, medical and stereoscopic images in e-Medicus system were implemented. The reconstruction problem is a nonlinear and ill-posed, whose solution calls for special regularized algorithms [6-8]. In many cases the linear systems arising in practice consist of real number coefficients and data. The image reconstruction is very sensitive to the ubiquitous modelling errors which are caused by inaccurately known auxiliary variables of the measurement model [21-25]. Figure 1 presents the model of the imaging system. Fig. 1. The model of the imaging system The image data is of immense practical importance in medical informatics. Medical images, such as Computed Axial Tomography (CAT), Magnetic Resonance Imaging (MRI), Ultrasound, and X-Ray, in standard DICOM formats are often stored in Picture Archiving and Communication Systems (PACS) and linked with other clinical information in EHR clinical management systems. Research efforts have been devoted to processing and analysing medical images to extract meaningful information such as volume, shape, motion of organs, to detect abnormalities, and to quantify changes in follow-up studies. Recent advances in a wide range of medical imaging technologies have revolutionized how we view functional and pathological events in the body and define anatomical structures in which these events take place. X-ray, CAT, MRI, Ultrasound, nuclear medicine, among other medical imaging technologies, enable 2D or tomographic 3D images to capture in-vivo structural and functional information inside the body for diagnosis, prognosis, treatment planning and other purposes. Stereoscopic images Stereoscopic imaging techniques allow for 3D images. Simultaneous recording of two images allows for the mutual dependence of the spatial object, the distance from the observer and the depth of the scene. In order to obtain stereosc[...]

 Strona 1  Następna strona »