Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2024 - zeszyt 4

Development and implementation of algorithms for measurement and reconstruction analysis in ultrasound tomography

Opracowanie i wdrożenie algorytmów do rekonstrukcji pomiarów w tomografii ultradźwiękowej

10.15199/48.2024.04.50

nr katalogowy: 148150
10.15199/48.2024.04.50

Streszczenie

The paper presents various machine-learning methods to solve a forward problem for transmission and reflective ultrasound tomography. All described algorithms were trained on a sample from the ultrasound tomography data set. In order to compare the solutions, the image reconstruction quality measures were calculated, such as Mean Absolute Error (MAE), Mean Squared Error (MSE), PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio) and the Structural Similarity Index (SSIM).

Abstract

W artykule przedstawiono różne metody uczenia maszynowego do rozwiązania problemu prostego w transmisyjnej i refleksyjnej tomografii ultradźwiękowej. Wszystkie opisane algorytmy trenowano na próbce ze zbioru danych tomografii ultradźwiękowej. W celu porównania rozwiązań obliczono miary jakości rekonstrukcji obrazu, takie jak średni błąd bezwzględny (MAE), błąd średniokwadratowy (MSE), PSNR (szczytowy stosunek sygnału do szumu) oraz wskaźnik podobieństwa strukturalnego SSIM

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] 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.
[2] Koulountzios P., Rymarczyk T., Soleimani M., A triple-modality ultrasound computed tomography based on fullwaveform data for industrial processes, IEEE Sensors Journal, 21 (2021), No. 18, 20896-20909.
[3] Kak C. Avinash, Slaney Malcolm: Principles of Computerized Tomographic Imaging, The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. New York, 1988
[4] Rymarczyk T., Kłosowski G., Kozłowski E., Niderla K., Logistic Regression for Machine Learning in Process Tomography, Sensors, 19, (2019), 15, 1-19
[5] Polakowski K., Filipowic z S., Sikora J., Rymarczyk T., Tomography technology application for workflows of gases monitoring in the automotive systems, Przegląd Elektrotechniczny, 84 (2008), 227-229
[6] Rymarczyk T., Kłosowski G., Innovative methods of neural reconstruction for tomographic images in maintenance of tank industrial reactors, Eksploatacja i Niezawodność - Maintenance and Reliability 21 (2019), nr 2, 261-267
[7] Koulountzios P., Aghajanian S., Rymarczyk T., Koiranen T., Soleimani M., An Ultrasound Tomography Method for Monitoring CO2 Capture Process Involving Stirring and CaCO3 Precipitation, Sensors, 21 (2021), No. 21, 6995.
[8] Mazurek M., Rymarczyk T., Kłosowski G., Maj M., Adamkiewicz P., Tomographic measuring sensors system for analysis and visualization of technological processes, 2020 50th Annual IEEE-IFIP International Conference on Dependable Systems and Networks-Supplemental Volume (DSN-S), 45-46
[9] Kania K., Rymarczyk T., Maj M., Gołąbek M., Adamkiewicz P., Sikora J., RayIntegration methods for real-time reconstruction using a compact measuring device, International Interdisciplinary PhD Workshop (IIPhDW), (2019), 47-50
[10] Kłosowski G., Rymarczyk T., Niderla K., Rzemieniak M., Dmowski A., Maj M., Comparison of Machine Learning Methods for Image Reconstruction Using the LSTM Classifier in Industrial Electrical Tomography, Energies 2021, 14 (2021), No. 21, 7269.
[11] Rymarczyk T., Kłosowski G., Hoła A., Sikora J., Tchórzewski P., Skowron Ł., Optimising the Use of Machine Learning Algorithms in Electrical Tomography of Building Walls: Pixel Oriented Ensemble Approach, Measurement, 188 (2022), 110581.
[12] Kłosowski G, Rymarczyk T, Niderla K, Kulisz M, Skowron Ł, Soleimani M., Using an LSTM network to monitor industrial reactors using electrical capacitance and impedance tomography – a hybrid approach. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability, 25 (2023), No. 1, 11.
[13] Fraczyk, A.; Kucharski, J. Surface temperature control of a rotating cylinder heated by moving inductors. Appl. Therm. Eng., 125 (2017), 767–779
[14] Majchrowicz M., Kapusta P., Jackowska-Strumiłło L., Sankowski D., Acceleration of image reconstruction process in the electrical capacitance tomography 3d in heterogeneous, multi-gpu system, Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska (IAPGOŚ), 7( 2017), No. 1, 37-41
[15] Goetzke-Pala A., Hoła A., Sadowski Ł., A nondestructive method of the evaluation of the moisture in saline brick walls using artificial neural networks. Archives of Civil and Mechanical Engineering, 18 (2018), No. 4, 1729-1742
[16] 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.
[17] Gnaś, D., Adamkiewicz, P., Indoor localization system using UWB, Informatyka, Automatyka, Pomiary W Gospodarce I Ochronie Środowiska, 12 (2022), No. 1, 15-19.
[18] Korzeniewska, E., Sekulska-Nalewajko, J., Gocawski, J., Droż Dż, 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
[19] Sekulska-Nalewajko, J., Gocławski, J., Korzeniewska, E., A method for the assessment of textile pilling tendency using optical coherence tomography, Sensors (Switzerland), 20 (2020), No.13, 1-19, 3687
[20] Pawłowski, S., Plewako, J., Korzeniewska, E., Field modeling the impact of cracks on the electroconductivity of thin-film textronic structures, Electronics (Switzerland), 9 (2020), No.3, 402.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-publikacja (pdf) z zeszytu 2024-4 , nr katalogowy 148150 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY- e-zeszyt (pdf) 2024-4 licencja: Osobista Produkt cyfrowy Nowość	85.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2024-4

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma