|
Принятые статьи
КЛАССИФИКАЦИЯ ДАННЫХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СРЕДСТВ ВИЗУАЛИЗАЦИИ
А.Е. Дзенгелевский
Принято: 2025-04-29
Аннотация
В данной статье рассмотрены способы использования средств визуализации для построения классификаторов объектов в ходе автоматизации крупного предприятия. Предложенные подходы позволяют заинтересованным лицам получить наглядное представление и принять участие в решениях, требуемых при построении классификатора для больших массивов записей.
Применение средств визуализации рассматривается при выборе объектов классификации, определении признаков и значений признаков классификации, обеспечения удобства классификатора и реализации противоречивых требований от стейкхолдеров. Среди предлагаемых решений описываются приемы использования системных классов, построения логической и физической моделей классификатора, многомерная классификация, модель данных признак-значение, логическая модель данных для описания требуемых аналитик.
В качестве предметной области рассматривается классификатор работ и услуг, приводятся примеры использования предлагаемых решений и результаты построения классификатора на крупном предприятии.
Design of a Hybrid Metric for Fingerprint Image Matching: A Grediant, Aczil, and SourceAFIS Approach
Mohammed Abdulameer Aljanabi, Noor Abd Alrazak Shnain
Принято: 2025-04-29
Аннотация
One of the most popular biometric matchings is the fingerprint used for personal matching, verification, and authentication. Numerous fingerprint metrics have been developed to detect various types of fingerprint image distortions. The majority of these metrics are based on a single approach. It is feasible to match a specific person's fingerprint image by comparing images of the same person's fingerprint, which we will discuss in detail in this paper. In this work, we provide an alternative technique by interpolating the Aczel metric with gradient matching and Source Automated Fingerprint Matching System (SourceAFIS) algorithm. The Aczel metric demonstrates strong predictive capabilities in discerning relationships among intensity values within fingerprint images while gradient matching is used to gage the change in contrast and structure in images. SourceAFIS describes fingerprints using high-level abstractions called minutiae, creates edges, matches minutiae and edges, and scores pairings based on random feature likelihood. The combined method has been tested against powerful statistical approaches for image analysis such as gradient matching metric and SourceAFIS matching algorithm. Simulation results using four well-known FVC2000, FVC2002, FVC2004, and FVC2006 image databases prove the effectiveness of the proposed technique achieves better consequences than the current methods in matching fingerprint images.
Использование визуализации сперматозоидов методом лазерной интерференционной микроскопии для комплексной оценки функционального состояния клеток в ходе криоконсервации и действия молекулярного водорода
А.В. Дерюгина, М.Н. Иващенко, П.С. Игнатьев, В.Б. Метелин
Принято: 2025-04-29
Аннотация
Поиск эффективных технологий криоконсервации спермы, несмотря на значительные успехи достигнутые в этой области, является актуальной проблемой современной биологии и медицины, поскольку даже при самой эффективном варианте замораживания-оттаивания сперматозоидов сохранность жизнеспособных клеток достигает 50 – 60 %. В качестве нового подхода повышения защиты сперматозоидов в ходе замораживания-оттаивания в работе рассматривается использование молекулярного водорода (Н2) как универсального антиоксиданта, который способен ограничивать повреждения биомолекул за счет снижения свободных радикалов. Визуальная регистрация сперматозоидов при действии Н2 с использованием современных методов микроскопии позволяет наглядно представить изменения происходящие в клетка. Наиболее интересна с точки зрения визуализации объектов лазерная интерференционная микроскопия, регистрирующая преобразования архитектоники поверхности клеток в зависимости от модуляции оптической плотности клеточных структур. Данный вариант визуализации предоставляет информацию о происходящих изменениях на метаболическом уровне, что значительно расширяет возможности интерпретации экспериментальных результатов. Кроме того, интерференционная визуализация проводится без дополнительной пробоподготовки, использования красителей и фиксирующих средств, применение которых может оказывать дополнительное воздействие и вызывать появление артефактов. В работе проведен анализ фазовых изображений сперматозоидов при криоконсервации и при использовании Н2 в качестве криопротектора. Для верификации возможности использования фазовых характеристик сперматозоидов в качестве информационного показателя метаболического состояния клеток параллельно проведен анализ клинико-лабораторных показателей сперматозоидов. Показано, что снижение фазовой высоты сперматозоидов в ходе криоконсервации сопровождалось уменьшением интенсивности энергетических процессов и увеличением окислительного потенциала клеток, что выражалось в прямой корреляционной зависимости от концентрации АТФ и обратной – от концентрации малонового диальдегида (МДА) – показателя, позволяющего оценить степень окислительных процессов в клетке. Использование Н2 определило увеличение фазовой высоты сперматозоидов, что происходило на фоне роста энергетического метаболизма при снижении окисления клеток. Выявленные изменения метаболической активности сперматозоидов при действии Н2 сочетались с улучшением фертильности сперматозоидов. Таким образом, фазовая интерференционная микроскопия позволяет дать не только качественную, но и количественную оценку физиологического состояния сперматозоидов и быть объективным методом витального анализа комплексной метаболической активности клеток, что может быть использовано для экспресс-диагностики их функционального состояния.
ГЛИФОВЫЙ ПОДХОД К ВЕБ-РЕНДЕРИНГУ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОЛЕЙ В ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
Г.Р. Воробьева, А.В. Воробьев, Г.О. Орлов
Принято: 2025-04-29
Аннотация
Одной из значительных проблем визуализации геофизических полей является невозможность их единовременного представления интегрированным пространственным слоем с учетом комплексного характера анализируемых при этом параметров. В настоящее время обозначенная задача визуализации решается декомпозицией комплекса параметров на отдельные составляющие с последующим рендерингом пространственных слоев, не связанных друг с другом ни визуально, ни логически. В результате важная для исследования или принятия решений информация теряется из-за чрезмерной перегруженности геопространственного изображения.
В работе предлагается подход к визуализации многокомпонентных геофизических полей на основе графических примитивов, именуемых тензорными глифами и объединяемых в единый пространственный слой для представления нескольких компонент геофизического поля. Каждое отдельное изображение представляет собой суперэллипс, составленный из распределенных по осям и масштабированных согласно анализируемым величинам эллипсов, точки пересечения которых между собой и с осями дают опорные точки, соединенные с помощью кривых Ламе.
На примере параметров геомагнитного поля рассматривается работоспособность и наглядность предложенного решения. Дополнительно выполняется анализ метрик производительности его веб-реализации, что позволяет оценить качество соответствующих решений.
The Hashtag Health Revolution: A Bibliometric Study of Social Media in Health Literacy
Jasimudeen S, Jobin Jose, Deumy John, Jubin Jacob, Justin Joseph, Sheena George
Принято: 2025-04-26
Аннотация
This comprehensive study examines the burgeoning role of social media in public health literacy, utilizing Scopus as the primary database due to its extensive journal coverage. The study follows a PRISMA flow diagram to identify, screen meticulously, and include relevant papers in the bibliometric analysis. Using CiteSpace and Bibloshiny software, this study analyzes annual scientific production, identifies the most relevant sources and authors, and pinpoints the most globally cited documents. It explores trend topics, thematic maps, keyword co-occurrence, network analysis of cited journals, and timelines view of cited references and country collaboration. The findings highlight social media's critical role in disseminating health-related news, research updates, and personal experiences, especially during health crises like the COVID-19 pandemic. Health organizations and professionals are noted for utilizing social media to educate younger, digitally-savvy audiences about diseases, prevention, and healthy lifestyles. This research tries to analyse the prominence of social media in nurturing community sustenance and peer interaction, which is very significant for emotional welfare. Additionally, the study recognizes gaps in present literature and hands-on inferences for imminent studies, requiring more dedicated demographic research and the incorporation of progressive tools in health literacy.
Analysis of the error structure in identifying the author of a text using the nearest neighbor graphs
М.Ю. Кислицына
Принято: 2025-04-25
Аннотация
In this paper, the nearest neighbor graph method is used to analyze the relationship between a large number of multidimensional vectors, which represents the distribution of letter combinations (n-grams) in the text, where n is 3. The task is the authorship attribution problem, which belongs to the field of natural language processing. The graph of the nearest neighbors is built according to the pattern distribution of the authors and visualizes the points of concentration and sparsity, which allows to identify the structure of text classification errors. The corpus consists of more 8 thousand authors and more 100 thousand literary texts in Russian including translations. Thus, this is one of the most extensive experiments with literary texts in Russian. All authors have at least five works in the corpus, each of which contains more than 10 thousand letters. The author's pattern is calculated by averaging the 3-gram statistics of his texts. The error structure associated with the proximity of texts and authors to the average pattern of lexicon is determined using graphs. It is shown that the densest centers of the graph are close to the average lexicon pattern with varying degrees of proximity. The text recognition error of such authors is about two times higher than the error of authors who are far from the lexicon. Some literary genres, such as philosophical ones, are localized at special distances.
Реализация теоретико-множественной операции вычитания в точечном исчислении
А.А. Бездитный
Принято: 2025-04-25
Аннотация
В работе представлен подход к моделированию твердотельных геометрических объ-ектов и их взаимодействий в рамках разработки булевых операций средствами аппарата точечного исчисления. Рассмотрена возможность реализации булевой операции вычита-ния применительно к точечным телам различной конфигурации. Приведены точечные уравнения вырезов и отверстий различной формы, описаны необходимые для модели-рования параметры и их комбинации.
Также в работе предложены различные способы моделирования – такие, как создание отверстий при помощи параметров без модификации точечных уравнений, что позволя-ет легко создавать тонкостенные конструкции на базе точечных тел, а также объедине-ние поверхностей в тело при помощи текущей точки с учётом согласования параметров различных типов. Описанные способы моделирования не предполагают нахождение пе-ресечений поверхностей тел, что приводит к отсутствию проблем с разрывами или не-корректными границами. Точность построения моделей напрямую зависит от вычисли-тельных мощностей, при помощи которых производится построение, и обеспечивается увеличением количества точек модели твердотельного объекта.
Для визуализации полученных в работе уравнений используется точечно представ-ленная геометрическая модель, которая определяется как аналитически задаваемое упорядоченное множество точек в евклидовом пространстве, формируемое с помощью параметрических уравнений, обладающее управляемой внутренней структурой и не тре-бующее явных топологических связей.
Pressure-gradient method for the visualization of a wave attractor
Stepan Elistratov
Принято: 2025-04-13
Аннотация
A wave attractor, a phenomenon of self-focusing of internal/inertial waves on a closed trajectory, has recently been widely studied from different viewpoints. How-ever, there is a lack of investigations concerning its visualization. Peculiar set-ups lately studied show that conventional methods need some improvement.
Herewith, in gas dynamics, the Schlieren method, based on the density gradient, is widely used. Concerning incompressible flows, it is inapplicable; however, pressure can be considered instead density. In this work, a pressure gradient is used as a way to visualize an attractor.
Определение адиабатной температуры стенки в высокоскоростных потоках газа с использованием тепловизионной съемки
Н.С. Маластовский, Н.А. Киселёв, А.Г. Здитовец, А.Ю. Виноградов
Принято: 2025-03-21
Аннотация
В работе представлен способ бесконтактного определения адиабатной температуры стенки в высокоскоростных потоках газа. Он основан на обработке последовательности термограмм, полученной тепловизором, в разработанной программе на языке Python 3.10. Данный способ показал высокую эффективность при работе с большими массивами опытных данных с точки зрения минимизации временных и вычислительных затрат. Адиабатная температура стенки определялась как на стационарном режиме течения непосредственно в эксперименте, так и на нестационарном режиме - с помощью экстраполяции зависимости плотности теплового потока от текущей температуры исследуемой теплообменной поверхности. Продемонстрирована эффективность такого подхода при исследовании безмашинного энергоразделения в сжимаемых газовых потоках.
Трехмерные изображения полей остаточных деформаций, полученные методом вейвлет-преобразования
И.В. Лактионов, Е.В. Гладких, А.П. Федоткин, Г.Х. Султанова, А.С. Усеинов
Принято: 2025-03-21
Аннотация
Точность определения значений твердости по методу Виккерса зависит от сфокусированности изображения как при автоматизированном определении длин диагоналей остаточного отпечатка, так и при работе оператора. В данной работе предлагается альтернативный широко распространенным алгоритмам, основанным на подстройке яркости и контрастности, подход к разработке системы фокусировки микроскопа, используемой при разметке отпечатков после индентирования. Рассмотрены алгоритмы на основе дисперсии, функции Лапласа и функции вейвлет-преобразования. Подобраны оптимальные значения базиса и глубины преобразования при использовании вейвлет-преобразования. В качестве исследуемых материалов были взяты образцы со слабой контрастностью, с шероховатой поверхностью, а также материалы, на которых образуются валы в процессе индентирования. Применение различных функций фокусировки в зависимости от положения микроскопа на различных образцах демонстрирует более стабильную результативность алгоритма с вейвлет-преобразованием. В данной работе также было показано построение полностью сфокусированного кадра и построение псевдотрехмерной карты образца.
Визуализация участка сборки и контроля ТВС РУ БРЕСТ-ОД-300 c использованием технологий виртуальной реальности
А.О. Толоконский, Д.Г. Ковалёнок
Принято: 2025-03-20
Аннотация
В настоящее время для подготовки специалистов в области ядерной энергетики используются технологии виртуальной реальности, которые позволяют обучаемому непосредственно окунуться в среду своей деятельности, произвести обучение максимально приблеженное к реальным условиям, при этом не причив вреда своему здоровью. Для того чтобы изготовить тепловыделяющую сборку (ТВС) необходимо на этапе производства пройти ряд установок контроля, подтверждающих качество и безопасность. Авторами была предложена разработка виртуального тренажера с установками контроля ТВС для РУ БРЕСТ-ОД-300 такими как: отмывка и сушка ТВС, контроль герметичности ТВС, контроль поверхностной загрязненности ТВС, контроль массы и входимости ТВС в стапель, контроль геометрии ТВС.
Данный тренажер разрабатывался в среде Unity c использованием очков виртуальной реальности Oculus. Результаты визуализации участка контроля позволяют производить проверку внешнего вида ТВС на наличие дефектов и повреждений, измерения массы и длины ТВС, а также проверку на герметичность, отсутствия утечек и загрязненности.
Восстановление параметров неоднородности объекта по измерению ближнего поля в задаче микроволновой томографии с применением нейронных сетей
А.В. Медведев, М.Ю. Медведик
Принято: 2025-03-20
Аннотация
В статье предложен способ восстановления параметров неоднородности по результатам измерения ближнего поля в задачах медицинской диагностики. Это классическая обратная задача, возникающая в разных областях науки и техники. На первом этапе рассматривается задача распространения волн внутри объекта. Дано строгое описание проблемы как в виде краевой задачи, так и в виде объемного интегрального уравнения. Далее, используя численное решение данного уравнения, определяются значения поля за пределами тела в ближней зоне. На втором этапе, используя полученные значения ближнего поля с помощью двухшагового алгоритма, происходит поиск неоднородностей. Специально обученная нейронная сеть фильтрует значения, полученные до и после двухшагового алгоритма, тем самым улучшая качество изображений, визуализирующих неоднородности. Представлены графические иллюстрации исходных и восстановленных значений неоднородностей для рассматриваемых объектов. Проведен эксперимент, демонстрирующий особенности восстановления параметров объекта при использовании нейронных сетей. Результаты показывают эффективность фильтрации автоэнкодером расчетных данных. Предложен и реализован программный комплекс для определения параметров неоднородностей внутри объекта.
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ БЫЛЫХ ОБРАЗОВ РАЗРУШЕННЫХ ПРАВОСЛАВНЫХ ХРАМОВ НА ФОНЕ СОВРЕМЕННОЙ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ДОПОЛНЕННОЙ РЕАЛЬНОСТИ
В.А. Немтинов, В.Ф. Лисюнин, А.Б. Борисенко, В.В. Морозов, Ю.В. Протасова, К.В. Немтинов
Принято: 2025-01-24
Аннотация
В настоящее время виртуальная и дополненная реальности являются одними из перспективных технологий, внедряемых во многие сферы жизнедеятельности человека. Технология дополненной реальности позволяет встраивать в настоящий, физический мир виртуальные объекты. При этом использует три принципа построения дополненной реальности на основе: отслеживания маркеров (Marker Tracking); отслеживания координат местоположения (Location Based); распознавания изображений (Image Tracking). В последние годы технология дополненной реальности широко используется для сохранения и реконструкции объектов культурного наследия. В статье кратко рассмотрены истории строительства, функционирования и разрушения трех из семнадцати существовавших на начало XX-го века храмов г. Тамбова: Храма в честь Покрова Пресвятой Богородицы, церкви во имя первомученика архидиакона Стефана (Уткинской церкви) и церкви во имя великомученицы Варвары (Варваринской церкви). На основе доступных исторических материалов авторами была установлена связь известных людей России, которые жили и работали в Тамбовском крае в конце XIX – начале XX века и часто навещали эти храмы, которые были украшением города. Реконструкция разрушенных православных храмов города Тамбова осуществлялась в программе для визуализации архитектурных проектов Twinmotion. Созданные для этого трёхмерные модели затем были использованы при визуализации былых образов разрушенных православных храмов на фоне действительности XXI века с использованием технологии дополненной реальности, обеспечивающей встраивание в настоящий, физический мир виртуальных объектов. Применение современных информационных технологий способствует не только восстановлению и сохранению исторической памяти о православных храмах, но и развитию и популяризации краеведческой и музейной деятельности, в том числе среди подрастающего поколения.
Visualization of Results of Bibliometric Analysis of Scilit Platform Data on AI & Machine Learning for 2021-2023
B.N. Chigarev
Принято: 2024-12-16
Аннотация
The aim of this study was to demonstrate the ability to visualize the results of the Scilit platform's bibliometric data analysis on the topic "AI & Machine Learning" to identify publications reflecting specific issues of the topic. Data source. Bibliometric records exported from the Scilit platform on the topic "AI & Machine Learning" for the years 2021–2023 were used. For each year, 6,000 records were downloaded in CSV and RIS format. Programs and utilities used. VOSviewer, Scimago Graphica, Inkscape, FP-growth utility, GSDMM algorithm. Used services: Elicit, QuillBot, Litmaps. Results. It has been shown that bibliometric data from the open access abstract database Scilit can serve as a quality alternative to subscription-only databases. Data exported from the Scilit platform require preprocessing to make them available in a format that can be processed by programs such as VOSviewer and Scimago Graphica. The use of GSDMM and FP-growth algorithms is effective for structuring bibliometric data for further visualization. The Scimago Graphica software provides wide possibilities for building compound diagrams, in particular, for representing the network of keywords in such important coordinates for bibliometric analysis as average year of publication and average normalized citation, as well as for building an alluvial diagram of co-occurrence of more than two keywords. The possibility of using such services as elicit.com, quillbot.com and app.litmaps.com to accelerate the selection of publications on the topic under study is shown.
Двухканальная система визуализации высокотемпературного горения на основе скоростных камер EVERCAM F 1000-16-C
Ф.А. Губарев, Л.Ю. Давыдова, М.С. Цирон
Принято: 2024-11-24
Аннотация
В работе представлены результаты применения скоростных камер Evercam F 1000-16-C для скоростной визуализации лазерного инициирования и высокотемпературного горения термитной смеси Al-CuO. Показана возможность определения параметров процессов по результатам скоростной съемки. Рассмотрены два режима визуализации: синхронная работа двух камер для получения изображений с двух ракурсов и синхронная работа двух камер в составе лазерного монитора с усилителем яркости на парах бромида меди. В случае прямой видеорегистрации одна из камер выполняет роль ведущей, и частота съемки задается программным путем. Двухракурсный режим видеорегистрации предлагается использовать для исследования распространения пламени в объеме. Впервые камеры Evercam F 1000-16-C использованы в составе лазерного монитора с усилителем яркости на парах бромида меди. Лазерный мониторинг, совмещенный с прямой видеорегистрацией, дает возможность исследования поверхности образца в области лазерного воздействия и распространения пламени в одной из плоскостей. Особенностью работы камер Evercam в составе лазерного монитора необходимость формирования цугов синхроимпульсов, синхронизованных с импульсами излучения усилителя яркости и импульсом излучения инициирующего лазера. При этом обе камеры работают как ведомые. Блок синхронизации реализован с применением платы микроконтроллера STM32F103C8T6 и имеет гальванически развязанные входные и выходные сигналы.
Визуализация методов машинного обучения. Графическое программирование
Н.О. Шестерин
Принято: 2024-09-24
Аннотация
Технологии искусственного интеллекта и машинного обучения совершили фундаментальный скачок в своих возможностях за последний десять лет. Рост вычислительных мощностей и появление новых всё более эффективных методов машинного обучения позволяет ИИ не только выполнять типичные для них задачи в областях статистического анализа и оптимизации математических процессов, но и находить новые применения в смежных направлениях исследования, а также применяться в принципиально новых областях – как научного поиска, так и практических применений, в том числе на рынке, доступном массовому покупателю. Генерация изображений, аудио, анимаций, самообучение моделей управления роботизированных платформ и виртуальных механических моделей – эти и многие другие новые применения последних лет привели к медиа-буму вокруг ИИ и развитию интереса разработчиков и авторов самых разных областей и направлений.
При этом, методы разработки, исследования, тестирования и внедрения ИИ остались практически неизменными и до сих пор требуют знания языков программирования, библиотек машинного обучения, как и глубоких познаний и опыта непосредственно в области ИИ. Этот барьер специализации не только требует включения специалистов по машинному обучению в процесс разработки типичных для современных ИИ тривиальных программных приложений, но и лишает небольшие команды разработчиков и независимых авторов возможности использовать последние достижения этих технологий без существенных временных или даже денежных инвестиций в обучение.
Нами разработан прототип графического интерфейса, позволяющего пользователю без специального образования и без знания языков программирования разрабатывать и настраивать различные архитектуры методов машинного обучения, самообучения, а также тестировать эти методы как на широком спектре математических задач, так и в симуляциях физической среды. В этой статье, мы даём краткое описание структуры, организации, принципа действия и возможностей этого интерфейса.
Применение матриц Адамара в однопиксельной визуализации
Д.В. Сыч
Принято: 2024-08-13
Аннотация
Однопиксельная визуализация — новый метод вычислительной визуализации, позволяющий получать изображения объектов с использованием фотодетектора, не имеющего пространственного разрешения. Объект в таком методе освещается светом, имеющим специальную пространственно-временную структуру, — световыми паттернами, а однопиксельный фотодетектор измеряет общее количество отраженного от объекта света. Возможность получения изображения и его качество тесно связаны со свойствами применяемых паттернов и вычислительными алгоритмами. В данной работе мы рассматриваем паттерны, полученные из модифицированных матриц Адамара, и изучаем особенности вычисления изображений методом однопиксельной визуализации с их использованием. Мы показываем возможность уменьшения как времени сэмплирования, так и вычислительных ресурсов, требуемых для получения изображений, за счет модификаций системы паттернов. Предложенный теоретический метод может быть использован при практической реализации метода однопиксельной визуализации в эксперименте.
Визуализация вихревых следов за крупными частицами методом TWC(Q)
А.А. Мочалов, А.Ю. Вараксин
Принято: 2024-08-11
Аннотация
Предпринята попытка визуализации течения, формирующегося в следах за крупными частицами, движущимися в восходящем турбулентном потоке воздуха в канале. Численное моделирование выполнено с использованием упрощенного варианта подхода, называемого в англоязычной литературе «two – way coupling» (TWC) и учитывающего обратное влияние частиц на характеристики газа. Расчет движения частиц производился приближенным образом, поэтому используемый метод назван «quasi – two – way coupling», TWC(Q). Приведены результаты численного моделирования характеристик турбулентных следов за крупными движущимися частицами на основе осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса (RANS).
|
|
|
