• Strona główna AGH
  • AGH Main Page
 
Szukaj w systemie LAB
grupa / kierunek:
Inżynieria elektryczna i mechaniczna / Automatyka i robotyka

Programowe i sprzętowe przetwarzanie, analiza i klasyfikacja cyfrowych sygnałów

Kierownik: dr inż. Zbigniew Mikrut
Jednostka wiodąca: Katedra Automatyki
Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Inżynierii Biomedycznej
Główni wykonawcy:
dr inż. Zbigniew Mikrut, dr hab. inż. Piotr Augustyniak, dr inż. Zbigniew Bubliński, dr inż. Marek Gorgoń, prof. dr hab. Marek Ogiela, dr inż. Joanna Grabska-Chrząstowska, dr inż. Piotr Pawlik, dr Paweł Wołoszyn lek. med., mgr inż. Jaromir Przybyło, mgr inż. Mirosław Jabłoński, mgr inż. Katarzyna Chmurzyńska, mgr inż. Piotr Radkowski, mgr inż. Tomasz Orzechowski, dr inż. Andrzej Izworski, dr inż. Jarosław Bułka, dr inż. Ireneusz Wochlik
Cele ogólne badań:
1. Rozpoznawanie obrazów z wykorzystaniem sieci neuronowych
2. Adaptacyjna analiza sygnałów biomedycznych
3. Wykorzystanie rozszerzeń SIMD w przetwarzaniu obrazów
4. Badanie przydatności metod programowo-sprzętowych do przetwarzania i analizy sygnałów
5. Inteligentne systemy rozumienia obrazów
6. Zastosowanie sieci neuronowych do analizy danych
7. Analiza i rozpoznawanie obrazów w oparciu o wyszukiwanie punktów charakterystycznych
8. Chaotyczne systemy multiagentowe
9. Multimodalne interfejsy człowiek-komputer
10. Smart Camera - architektury i zastosowania inteligentnych kamer
11. Przetwarzanie i analiza mowy patologicznej oraz słuchowych potencjałów wywołanych
12. Obrazowanie działalności mózgu
13. Metody interpretacji sygnałów biologicznych
14. Cyfrowe metody przetwarzania niestacjonarnych sygnałów biologicznych
Projekty w ramach których realizowany jest temat:
Badania Własne umowa AGH nr 10.10.120.783
Najważniejsze uzyskane wyniki:
1. Opracowano algorytm tworzenia reprezentacji obiektu (np. ziaren pszenicy) i dokonano skutecznej klasyfikacji przy pomocy sieci neuronowej.
2. Dokonano analizy ścieżki wzrokowej lekarza-kardiologa podczas interpretacji zapisów. Zbadano i porównano ze sobą trzy metody pozyskiwania sygnału oddechu z EKG.
3. Osiągnięto trzykrotne przyspieszenie procedur konwersji kolorów RGB->YUV i
YUV->RGB w trakcie analizy sekwencji wideo.
4. Zaprojektowano, dokonano implementacji i weryfikacji algorytmów przetwarzania i analizy obrazów oraz kodowania sygnału wideo (np. dekoder DV, wideodetektor) w nowoczesnych układach FPGA. Opisano metodologię programowo-sprzętową do efektywnego przeniesienia algorytmu z języka "C" do "Handel-C" dla zadań przetwarzania obrazów
5. Zaproponowano model kognitywnego systemu wizyjnego realizującego zadania wnioskowania semantycznego i pozwalającego na określenie znaczenia wybranych danych obrazowych. Techniki takie są aktualnie opracowywane dla systemów analizy zobrazowań medycznych pod kątem ich wykorzystania w zadaniach wspomagania zadań diagnostycznych dla wybranych schorzeń.
6. W badaniach dotyczących badań spirometrycznych i predykcji przeżycia w przypadku raka jajnika osiągnięto bardzo dobre wyniki klasyfikacji.
7. Powstał program umożliwiający osobom niepełnosprawnym komunikację z komputerem za pomocą gestów mimicznych. Analizowany jest obraz użytkownika z prostej kamery i rozpoznane wzorce są zamieniane na ruch kursora i „kliknięcia” myszy.
8. Zdefiniowano pojęcie multiagentowego systemu dynamicznego i rozważono możliwości występowania dynamiki regularnej i chaotycznej. Zaproponowano użycie tego rodzaju systemów do modelowania złożonych zjawisk biologicznych, takich jak samorzutna synchronizacja organizmów, chemotaksja komórek, przetwarzanie obrazów. Zbudowano szereg modeli komputerowych i przeprowadzono za ich pomocą symulacje wskazujące, że zaproponowana metoda może być użyta do badania własności złożonych systemów biologicznych.
9. Zaproponowano metodę automatycznego rozpoznawania elementów mimiki w obrazie twarzy i dokonano analizy ich przydatności do sterowania
10. W systemach wizyjnych zidentyfikowano potrzebę adaptacji czujnika wizyjnego do zmiennych warunków oświetleniowych tak, aby uzyskać optymalną jakość obrazu do analizy i rozpoznawania. Zaproponowano sprzętowe architektury do automatycznej kalibracji "inteligentnej kamery" cechujące się minimalnym czasem reakcji i niską częstotliwością
taktowania. Opracowana metodologia projektowania okazała się również przydatna w
wideodetekcji (analizie ruchu drogowego) w czasie rzeczywistym.
11. Zaprojektowano i wykonano prototyp systemu przetwarzania oraz interpretacji słuchowych potencjałów wywołanych (ABR). System poprzez aplikację sieciową udostępnia użytkownikom repozytorium wyników badań oraz narzędzia analityczne - algorytmy przetwarzania ABR.
12. Pierwsze badania interdyscyplinarnej grupy UJ-AGH dotyczące deficytu snu. Badania dotyczyły funkcjonowania neuronalnych systemów monitorowania konfliktów percepcyjnych w warunkach chronicznego deficytu snu w cyklu okołodobowym. Dynamika zmian zarejestrowana została za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego Signa Excite 1.5T MR i została poddana analizie w perspektywie zmienności dziennej przy pomocy pakietu SPM (Wellcome Department of Imaging Neuroscience) działającego w środowisku Matlab.
Najważniejsze publikacje:
1. Mikrut Z., Kubiak A.: Recognition of Wheat Grain Quality Using Log-Hough Representation and Neural Networks. Machine GRAPHICS & VISION, IPI PAN W-wa, 2007, w druku
2a. Tadeusiewicz R., Augustyniak P.: Analysis of human eye movements during the plot inspection as a tool for assessment of local informative value of the 12-lead ECG. Biocybernetics and Biomedical Engineering 2007 vol. 27 number 1/2 pp. 169-176
2b. Kikta A., Augustyniak P.: Comparing methods of ECG respiration signals derivation based on measuring the amplitude of QRS complexes. Journal of Medical Informatics and Technologies vol. 11/2007 pp. 155-163
4a. Gorgoń M.: Reconfigurable architectures for parallel execution of image processing tasks. Opto-Electronics Review, ISSN1230-3402, 2007, vol. 15 no. 4 s. 196–201.
4b. Gorgoń M., Wrzesiński M.: Neural network implmentation in reprogrammable FPGA devices – an example for MLP. Artificial Intelligence and Soft Computing – ICAISC 2006: 8th International Conference : Zakopane, Poland, June 25–29, 2006 : proceedings eds. Leszek Rutkowski, Ryszard Tadeusiewicz, Lotfi A. Zadeh, Jacek Zurada, Berlin : Springer-Verlag, 2006, Lecture Notes in Computer Science, Lecture Notes in Artificial Intelligence LNAI 4029, S. 19–28.
4c. Cichoń S., Gorgoń M., Pac M.: Handel-C design enhancement for FPGA-based DV decoder. Reconfigurable computing: architectures and applications: second international workshop, ARC 2006, Delft, The Netherlands, March 1–3, 2006 : revised selected papers / eds. Koen Bertels, João M. P. Cardoso, Stamatis Vassiliadis — Berlin ; Heildelberg : Springer -Verlag, cop. 2006, Lecture Notes in Computer Science ; ISSN 0302-9743 ; LNCS 3985, ISBN-10 3-540-36708-X ; ISBN-13 978-3-540-36708-6; S. 128–133.
4d. Gorgoń M., Cichoń S., Pac M.: Real-time Handel-C based implementation of DV decoder. 2005 International conference on Field Programmable Logic and application (FPL) : Tampere, Finland, August 24–26, 2005 : proceedings: eds. Tero Rissa, Steve Wilton, Philip Leong : The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., cop. 2005, ISBN: 0-7803-9362-7, S. 130–135.
4e. Gorgoń M., Pawlik P., Jabłoński M., Przybyło J.: PixelStreams-based implementation of videodetector. FCCM 2007 : 15th annual IEEE symposium on Field-programmable Custom Computing Machines: 23–25 April 2007, Napa, California: proceedings, Los Alamitos; Washington ; Tokyo : The Institute of Electrical and Electronics Engineering, 2007, ISBN-13 978-0-7695-2940-0 ; ISBN-10 0-7695-2940-2, S. 321–322.
5a. Tadeusiewicz R., Ogiela M., Ogiela L.: New approach for computer support of strategic decision making in enterprises by means of new class understanding based management support systems, CISIM 2007: 6th international conference on Computer information systems and industrial management applications : Elk, Poland, 28–30 June 2007: proceedings / eds. Khalid Saeed, Ajith Abraham, Romuald Mosdorf ; IEEE Computer Society. — Los Alamitos ; Washington ; Tokyo : IEEE Computer Society Conference Publishing Services (CPS), cop. 2007. — S. XVI–XVII
5b. Ciecholewski M., Ogiela M.R., Dębski K: Automatic recognition of single and multiply focus changes in tomographic hepatic visualizations, IV Krakowskie Warsztaty Inżynierii Medycznej : Kraków, 17–18 maja 2007, s. 14 – (in Polish)
6a. Grabska-Chrząstowska J., Tomalak W.: Zastosowanie neuronowego systemu wnioskującego do klasyfikacji wyników badania spirometrycznego. Materiały konferencyjne Sztuczna Inteligencja w Inżynierii Biomedycznej, Kraków 2004.
6b. Grabska-Chrząstowska J., Libuszowski W., Tomalak W.: Zastosowanie sieci neuronowych do klasyfikacji wyników spirometrycznych. Pomiary Automatyka Kontrola, nr 5 bis, Wydanie Specjalne Dodatkowe, str. 29-34, 2006.
6c. Grabska-Chrząstowska J., Kulpa J.., Rychlik U.: Zastosowanie sieci neuronowych do predykcji przeżycia w przypadku raka jajnika. Automatyka, Półrocznik, tom 11, zeszyt 3 , str. 345-354, Zeszyty Naukowe AGH, ISNN 1429-3447, Kraków 2007.
7. Pawlik P., Iwaniec D., Iwaniec M.: Analiza obrazu z kamery jako podstawa interfejsu człowiek niepełnosprawny-komputer. Automatyka, vol 10, no. 3, pp. 399-406, Wydawnictwa AGH, Kraków 2006
8a. Wołoszyn P.: Analiza chaotycznej dynamiki w systemach multiagentowych i możliwości jej zastosowania w przetwarzaniu danych. Badania Naukowe, zeszyt 2: 167–173, Wyższa Szkoła Umiejętności w Kielcach, Kielce 2002.
8b. Wołoszyn P.: System multiagentowy jako dyskretny system dynamiczny o skończonej przestrzeni stanów – ujęcie formalne. Automatyka 2004, t. 8, z. 3, 293-302, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2004.
8c. Wołoszyn P.: Systemy multiagentowe i hiperagentowe jako modele złożonych systemów dynamicznych. Academic Research 2005, vol. 15, no. 1, 151-157, University of Arts and Sciences, Kielce 2005.
8d. Wołoszyn P.: Ergodyczność i własność mieszania w chaotycznej dynamice systemów komputerowych. Zeszyty Naukowe Małopolskiej Wyższej Szkoły Ekonomicznej w Tarnowie, Z. 7, 201-212, Tarnów 2005.
8e. Wołoszyn P.: Modelowanie chemotaksji w populacji komórek przy użyciu metod multiagentowych. Automatyka 2006, t. 10, z. 3, 99-106, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2006.
9. Przybyło J.: Śledzenie cech charakterystycznych twarzy w systemie rozpoznawania mimiki. Automatyka, AGH UST 2007 t. 11 z. 3 str. 257-266.
10a. Jabłoński M.: Hardware architecture for automatic color calibration, CMS'07, Computer Methods and Systems, 21-23 November 2007, ONT, Kraków, Poland, 2007, pp. 277-282
10b. Jabłoński M.: Reconfigurable FPGA-based platform enables real-time video detection, ITS-ILS'07, 11-12 November 2007 Transportation and Logistics Integrated Systems, Kraków 2007
10c. Jabłoński. M.: Inteligentna kamera - Podsystem automatycznej kalibracji
barwnej, Automatyka, AGH UST w Krakowie, 2007 t. 11 z. 3 pp. 245-255
10d. Jabłoński M., Przybyło J., Wołoszyn P.: Automatyczna segmentacja twarzy dla
potrzeb interfejsu człowiek-komputer. Automatyka, AGH UST 2005 t. 9 z. 3 pp. 587-600
10e. Jabłoński M., Gorgoń M.: Handel-C implementation of classical component
labelling algorithm. Proc. of the EUROMICRO systems on Digital system design, 31 August-3 September 2004 Rennes, France, IEEE Computer Society, IEEE, Los Alamitos, pp. 387-393
11. Wochlik I., Chmurzyńska K., Radkowski P., Izworski A., Koleszyńska J.: Web application-based system for processing and interpretation of auditory brain stem responses - - VI International Congress on Health Informatics, 2007, Habana, Cuba
12a. Fąfrowicz, M., Golonka, K., Marek, T., Mojsa-Kaja, J., Tucholska, K., Ogińska, H., Gatkowska, I., Kozub, J., Sobiecka, B., Swierczyna, A., Urbanik, A., Orzechowski, T.: Attention disengagement operation, activity of parietal lobes, and diurnal variability: fMRI study. Perception, 2007, 36 Supplement, p. 135.
12b. Fąfrowicz, M. Golonka, K., Marek, T., Mojsa-Kaja, J., Tucholska, K., Ogińska, H., Gatkowska, I., Kozub, J. Sobiecka, B. Swierczyna, A. Urbanik, A., Orzechowski, T.: Attention engagement operation, pulvinar activity, and diurnal variability: fMRI study. Acta Neurobiologiae Experimentalis, 2007, 67 (3) Supplement, p. 320.
Adres strony internetowej:
Dane osoby kontaktowej:
dr inż. Zbigniew Mikrut 3853 zibi@agh.edu.pl

data aktualizacji: 2008-06-17

All rights reserved (c) 2013 Akademia Górniczo-Hutnicza