Enhanced Crack Depth Measurement through Binary Image Processing and Geometric Analysis

Kavita Bodke

Принято: 2025-10-07

Аннотация

This paper presents a novel, image-based approach for automated quantifying structural crack width and depth in concrete using binary image processing techniques. Concrete cracks are critical indicators of potential structural failure, and traditional manual inspection methods are often time-consuming, unsafe, and prone to inaccuracies. The proposed method automates crack detection by converting RGB images of concrete surfaces into binary images, isolating the cracks, and measuring their width using the Euclidean distance formula. The depth of the cracks is then estimated using trigonometric relationships based on the measured crack width and viewing angles (30°, 45°, and 60°). This lightweight, cost-effective approach provides a practical alternative to more complex machine learning-based detection methods, making it ideal for real-time infrastructure health monitoring. The results highlight the effectiveness of this technique in accurately measuring crack width and depth across multiple angles, providing critical data for infrastructure health monitoring.

Визуальное отображение оценки опасности зон структуры тропических циклонов на основе почти периодического анализа

А.А. Парамонов, А.В. Калач

Принято: 2025-09-24

Аннотация

Предложена визуальная оценка опасности зон структуры тропических циклонов на ос-нове почти периодического анализа. Рассматривается инструментарий визуализации, позво-ляющий настраивать и отображать как зоны тропических циклонов, радиусы которых крат-ны найденным характерным почти периодам, так и штриховка межзонального пространства с учётом степени опасности относительно центра циклона.
В качестве основных инструментов использовали модули для визуализации библиотеки matplotib Circle и Wedge, позволяющие настраивать необходимым образом выявленные структурные зоны по степени их опасности. Данная разработка может быть полезна аварий-но-спасательным службам в качестве оперативного диагностического инструмента для под-держки принятия решений в условиях чрезвычайных ситуаций, обусловленных опасными природными явлениями.

AUTOMATED DIABETIC RETINOPATHY DIAGNOSIS AND CLASSIFICATION USING DEEP LEARNING WITH CAPSULE NETWORK LAYERS AND STOCHASTIC ENSEMBLE APPROACH

M.A Abini, S Sridevi Sathya Priya

Принято: 2025-09-10

Аннотация

Adapting Virtual Vegetation Samples to Multiobject Visualization of a New Type

P.Yu. Timokhin, M.V. Mikhaylyuk

Принято: 2025-09-06

Аннотация

The paper focuses on the visualization of vegetation arrays within virtual environment systems through a novel type of virtual object known as multiplicable point cloud (MPC). It addresses the challenge of adapting virtual vegetation samples, derived from 3D scans of real natural objects, to the MPC-format. The research highlights key discrepancies between these samples and the MPC-format, and presents a method to resolve these issues using the open-source CloudCompare software. Additionally, the paper proposes an output file format for the adapted virtual samples, utilizing a straightforward and easily interpretable PLY-syntax (Polygon File Format). Under the approbation of the proposed solutions, the adaptation and multiobject visualization of various virtual samples of tree- and grass-like plants were conducted. The results of the approbation affirm the expediency of the proposed method and approach, as well as their potential to effectively enhance the realism of virtual environments.

Принципы организации непрерывности в дискретном геометризированном пространстве

А.В. Толок, Н.Б. Толок

Принято: 2025-08-24

Аннотация

В работе рассматривается принцип аналитического перехода к локальной функции в точках на области функции неявного вида, задающей геометрический объект. При этом обеспечивается переход к частным производным для получения общего вида неявной локальной функции, описывающей локальную геометрию для любой отдельной точки области объекта. По аналогии с R-функциональным моделированием приводится математический аппарат операций объединения/пересечения локальных геометрических характеристик локальной функции в отдельно взятой точке для построения дискретной области сложного геометрического объекта. Приводится пример пересечения двух функций на задаваемой области аргументов с получением дискретно геометризованной трёхмерной области для описания цилиндра. Предложенная работа является продолжением развития метода функционально-воксельного моделирования и предлагает аналитическую структуру дискретно-непрерывного описания сложных геометрических объектов взамен на средства линейной аппроксимации, применяемой на данный момент в указанном методе.

Visualization of Complex Roots for Nonlinear Algebraic Equations

Mehmet Pakdemirli

Принято: 2025-05-26

Аннотация

Visualization of complex roots of a nonlinear algebraic equation is discussed in this work. The method is based on calculating the modulus of the complex valued function and representing it as a surface in a three dimensional space where the axis consist of real and imaginary axis and the modulus function. Since it may be inconvenient to visualize multiple roots in a three dimensional surface, contour plot is suggested as an alternative to visualize better the location of roots. Roots of polynomial functions as well as non-polynomial functions are treated as examples. The contour plot is the best to visualize the complex roots in a single graph.

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.

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.

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.

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.