Multi-label Class-imbalanced Action Recognition in Hockey Videos via 3D Convolutional Neural Networks

Automatic analysis of the video is one of most complex problems in the fields of computer vision and machine learning. A significant part of this research deals with (human) activity recognition (HAR) since humans, and the activities that they perform, generate most of the video semantics. Video-based HAR has applications in various domains, but one of the most important and challenging is HAR in sports videos. Some of the major issues include high inter- and intra-class variations, large class imbalance, the presence of both group actions and single player actions, and recognizing simultaneous actions, i.e., the multi-label learning problem. Keeping in mind these challenges and the recent success of CNNs in solving various computer vision problems, in this work, we implement a 3D CNN based multi-label deep HAR system for multi-label class-imbalanced action recognition in hockey videos. We test our system for two different scenarios: an ensemble of $k$ binary networks vs. a single $k$-output network, on a publicly available dataset. We also compare our results with the system that was originally designed for the chosen dataset. Experimental results show that the proposed approach performs better than the existing solution.Comment: Accepted to IEEE/ACIS SNPD 2018, 6 pages, 3 figure

AlGaAs/GaAs Quantum Well Infrared Photodetectors

In this article, we present an overview of a focal plane array (FPA) with 640 × 512 pixels based on the AlGaAs quantum well infrared photodetector (QWIP). The physical principles of the QWIP operation and their parameters for the spectral range of 8–10 μm have been discussed. The technology of the manufacturing FPA based on the QWIP structures with the pixels 384 × 288 and 640 × 512 has been demonstrated. The parameters of the manufactured 640 × 512 FPA with a step of 20 μm have been given. At the operating temperature of 72 K, the temperature resolution of QWIP focal plane arrays is less than 35 mK. The number of defective elements in the matrix does not exceed 0.5%. The stability and uniformity of the FPA have been demonstrated

Electron and hole injection barriers between silicon substrate and RF magnetron sputtered In2O3 : Er films

In2O3 : Er films have been synthesized on silicon substrates by RF magnetron sputter deposition. The currents through the synthesized metal/oxide/semiconductor (MOS) structures (Si/In2O3 : Er/In-contact) have been measured for n and p type conductivity silicon substrates and described within the model of majority carrier thermoemission through the barrier, with bias voltage correction to the silicon potential drop. The electron and hole injection barriers between the silicon substrate and the film have been found to be 0.14 and 0.3 eV, respectively, by measuring the temperature dependence of the forward current at a low sub-barrier bias. The resulting low hole injection barrier is accounted for by the presence of defect state density spreading from the valence band edge into the In2O3 : Er band gap to form a hole conduction channel. The presence of defect state density in the In2O3 : Er band gap is confirmed by photoluminescence data in the respective energy range 1.55–3.0 eV. The band structure of the Si/In2O3 : Er heterojunction has been analyzed. The energy gap between the In2O3 : Er conduction band electrons and the band gap conduction channel holes has been estimated to be 1.56 eV

The Changing Landscape for Stroke\ua0Prevention in AF: Findings From the GLORIA-AF Registry Phase 2

Background GLORIA-AF (Global Registry on Long-Term Oral Antithrombotic Treatment in Patients with Atrial Fibrillation) is a prospective, global registry program describing antithrombotic treatment patterns in patients with newly diagnosed nonvalvular atrial fibrillation at risk of stroke. Phase 2 began when dabigatran, the first non\u2013vitamin K antagonist oral anticoagulant (NOAC), became available. Objectives This study sought to describe phase 2 baseline data and compare these with the pre-NOAC era collected during phase 1. Methods During phase 2, 15,641 consenting patients were enrolled (November 2011 to December 2014); 15,092 were eligible. This pre-specified cross-sectional analysis describes eligible patients\u2019 baseline characteristics. Atrial fibrillation disease characteristics, medical outcomes, and concomitant diseases and medications were collected. Data were analyzed using descriptive statistics. Results Of the total patients, 45.5% were female; median age was 71 (interquartile range: 64, 78) years. Patients were from Europe (47.1%), North America (22.5%), Asia (20.3%), Latin America (6.0%), and the Middle East/Africa (4.0%). Most had high stroke risk (CHA2DS2-VASc [Congestive heart failure, Hypertension, Age  6575 years, Diabetes mellitus, previous Stroke, Vascular disease, Age 65 to 74 years, Sex category] score  652; 86.1%); 13.9% had moderate risk (CHA2DS2-VASc = 1). Overall, 79.9% received oral anticoagulants, of whom 47.6% received NOAC and 32.3% vitamin K antagonists (VKA); 12.1% received antiplatelet agents; 7.8% received no antithrombotic treatment. For comparison, the proportion of phase 1 patients (of N = 1,063 all eligible) prescribed VKA was 32.8%, acetylsalicylic acid 41.7%, and no therapy 20.2%. In Europe in phase 2, treatment with NOAC was more common than VKA (52.3% and 37.8%, respectively); 6.0% of patients received antiplatelet treatment; and 3.8% received no antithrombotic treatment. In North America, 52.1%, 26.2%, and 14.0% of patients received NOAC, VKA, and antiplatelet drugs, respectively; 7.5% received no antithrombotic treatment. NOAC use was less common in Asia (27.7%), where 27.5% of patients received VKA, 25.0% antiplatelet drugs, and 19.8% no antithrombotic treatment. Conclusions The baseline data from GLORIA-AF phase 2 demonstrate that in newly diagnosed nonvalvular atrial fibrillation patients, NOAC have been highly adopted into practice, becoming more frequently prescribed than VKA in Europe and North America. Worldwide, however, a large proportion of patients remain undertreated, particularly in Asia and North America. (Global Registry on Long-Term Oral Antithrombotic Treatment in Patients With Atrial Fibrillation [GLORIA-AF]; NCT01468701

Розробка інтегрального методу моделювання системи вимірювання густини потоків інфрачервоного випромінювання

We have constructed an integrated method to model the system of measuring the density of flows of infrared radiation based on solving the inverse problems of dynamics using the Volterra equation of the first kind and focusing on solving the problem on dynamic correction. Solving a problem on the structural correction of the dynamic characteristics of the system for measuring the density of flows implies the construction and application in a transforming channel or a circuit in the system of a certain unit. This unit, owing to its specially formed dynamic properties, ensures the best dynamic characteristics of the entire system.We have experimentally verified the technique for the compensation for a dynamic error. To this end, the experiments were conducted to measure the density of a non-stationary flow of infra-red radiation with the assigned law of change, which is characteristic of the practical working conditions for receivers. A change in the density of the incident flow of infrared radiation was achieved at the expense of the receiver's rotation around the axis that passes through the middle of its receiving surface, in the flow of the stationary emitter. The result of the experiment is the derived nonlinear approximation of the experimentally obtained transitional characteristic in the form of the receiver's response to the sinusoidal flow of infrared radiation.It should be specifically noted that the results of numerical simulation and the experiment show a satisfactory convergence, which allows us to argue about the correct choice of the model. The developed algorithms are capable to provide a numerical implementation of integrated models and serve as the basis for constructing high-performance specialized microprocessor systems to work in real time. That has made it possible to successfully implement the dynamic correction of the system for measuring flows of infrared radiation and to significantly increase its accuracy. A combined application of the devised method for solving mathematical problems and computer tools would provide an opportunity to improve the efficiency of processes to synthesize and design computational devices for correcting means of measurementРазработанный интегральный метод моделирования системы измерения плотности потоков инфракрасного излучения на основе решения обратной задачи динамики посредством уравнения Вольтерры І рода с ориентацией на решение задачи динамической коррекции. Решение задачи структурной коррекции динамических характеристик измерительной системы плотности потоков заключается в построении и использовании в преобразующем канале или контуре системы некоторого блока. Этот блок благодаря своим специально сформированным динамическим свойствам обеспечивает самые лучшие динамические характеристики всей системы.Апробирован посредством эксперимента способ компенсации динамической погрешности. С этой целью были проведены эксперименты по измерению плотности нестационарного потока инфракрасного излучения с заданным законом изменения, характерным для практических условий работы приемников. Изменение плотности падающего потока инфракрасного излучения достигалось за счет вращения приемника вокруг оси, проходящей через середину его приемной поверхности, в поле потока стационарного излучателя. В результате эксперимента получена нелинейная аппроксимация  переходной характеристики в виде отклика приемника на синусоидальный поток инфракрасного излучения. Особенно следует отметить, что результаты численного моделирования и эксперимента показывают удовлетворительное совпадение, что дает основание сделать вывод о том, что выбор модели является правильным. Разработанные алгоритмы способны обеспечить численную реализацию интегральных моделей и служить основой при построении высокопроизводительных специализированных микропроцессорных систем для работы в режиме реального времени. Это позволило успешно осуществить динамическую коррекцию системы измерения потоков инфракрасного излучения и значительно повысить ее точность.Совместное использование разработанного метода при решении математических задач с использованием компьютерных средств обеспечит возможность повышения эффективности процессов синтеза и проектирования корректирующих вычислительных устройств средств измеренийРозроблений інтегральний метод моделювання системи вимірювання густини потоків інфрачервоного випромінювання на основі розв’язання зворотної задачі динаміки за допомогою рівняння Вольтери І роду з орієнтацією на вирішення задачі динамічної корекції. Розв’язання задачі структурної корекції динамічних характеристик вимірювальної системи густини потоків полягає в побудові та використанні у перетворюючому каналі або контурі системи деякого блоку. Цей блок завдяки своїм спеціально сформованим динамічним властивостям забезпечує найкращі динамічні характеристики всієї системи.Апробовано за допомогою експерименту спосіб компенсації динамічної похибки. З цією метою були проведені експерименти з вимірювання густини нестаціонарного потоку інфрачервоного випромінювання із заданим законом зміни, який характерний для практичних умов роботи приймачів. Зміна густини падаючого потоку інфрачервоного випромінювання досягалася за рахунок обертання приймача навколо вісі, що проходить через середину його приймальної поверхні, в полі потоку стаціонарного випромінювача. В результаті експерименту отримана нелінійна апроксимація експериментально отриманої перехідної характеристики у вигляді відгуку приймача на синусоїдальний потік інфрачервоного випромінювання.Особливо слід зазначити, що результати чисельного моделювання і експерименту показують задовільну збіжність, що дає підставу зробити висновок про те, що вибір моделі є правильним. Розроблені алгоритми здатні забезпечити чисельну реалізацію інтегральних моделей і служити основою при побудові високопродуктивних спеціалізованих мікропроцесорних систем для роботи у режимі реального часу. Це дозволило успішно здійснити динамічну корекцію системи вимірювання потоків інфрачервоного випромінювання і значно підвищити її точність.Спільне використання розробленого методу при вирішенні математичних задач з використанням комп'ютерних засобів забезпечить можливість підвищення ефективності процесів синтезу і проектування обчислювальних пристроїв корегуючих засобів вимірюван

ДОСЛІДЖЕННЯ МОЖЛИВОСТЕЙ КОМП’ЮТЕРНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ДЛЯ ВИРІШЕННЯ ЗАВДАННЯ ТЕПЛОВОЇ ДЕФЕКТОМЕТРІІ

This article an approach based on the results of the direct problem of heat conduction and the approximation of the experimental and calculated data. For imputation was used to simulate the thermal process of non destructive testing, in the programming environment FEMLAB, interactive environment for modeling , which gives the opportunity to solve all kinds of scientific and engineering problems based on partial differential equations. The modeling process was to create a model of the control object with the specified geometrical parameters, with defects of known size and the location. As a control object model has thermal characteristics that meet the characteristics of steel, and thermal characteristics of defects correspond to air pockets. After that, the current model is subjected to temperature extremes with strictly defined parameters can visually observe the distribution of the thermal field on the surface of the object of control. Informative parameter in the robot performed the temperature difference between the defect and the defect-free region of the surface of the object of control, namely the change in the temperature difference between the heating control object. Construction time dependences for defects with different geometric parameters and different depth, allowed to draw conclusions about the effect of various parameter ambiguity defect on the shape of this dependence graphs. If we analyze the shape of the curves obtained for a certain period of time, with a certain probability can estimate the size of the internal defects of the object method of thermal control. It was also confirmed that the use of waveforms like informative parameter to define the geometry of the defect is only possible defects with little depth of occurrence, where the temperature difference has a significant value. Based on these graphs, it is seen that to obtain information about the geometry of the defect really only for subsurface defects. В данной статье предлагается подход, основанный на использовании результатов решения прямой задачи теплопроводности и сближении экспериментальных и расчетных данных. Для получения расчетных данных было проведено моделирование процесса теплового контроля в среде программирования FEMLAB, интерактивная среда для моделирования, дающая возможность решать все виды научных и технических задач, основанных на дифференциальных уравнениях в частных производных. Процесс моделирования заключался в создании модели объекта контроля с заданными геометрическими параметрами, с внедренными дефектами известных размеров и местом расположения. Также модель объекта контроля имеет теплофизические характеристики, которые отвечают характеристикам стали, а теплофизические характеристики дефектов соответствуют воздушным раковинам. Далее, существующая модель подвергается тепловому воздействию со строго заданными параметрами, визуально можно наблюдать распределения теплового поля по поверхности объекта контроля. Информативным параметром, в данной роботе, принята разность температур на дефектном и бездефектном участке поверхности объекта контроля, а именно изменение разности температур за время нагрева объекта контроля. Построение временных зависимостей для дефектов с разными геометрическими параметрами и различной глубиной залегания, позволило сделать выводи относительно неоднозначности влияния различных параметром дефекта на форму графиков данной зависимости. Если анализировать формы полученных кривых за определенный промежуток времени, можно с определенной вероятностью оценить размеры внутренних дефектов объекта тепловым методом контроляУ даній статті пропонується підхід, заснований на використанні результатів розв'язку прямої задачі теплопровідності і зближенні експериментальних та розрахункових даних. Для отримання розрахункових даних було проведено моделювання процесу теплового контролю в середовищі програмування FEMLAB, інтерактивне середовище для моделювання, що дає можливість вирішувати всі типи наукових і технічних завдань, заснованих на диференціальних рівняннях в часткових похідних. Процес моделювання полягав у створенні моделі об'єкта контролю із заданими геометричними параметрами, та присутніми дефектами відомих розмірів і місцем розташування. Також модель об'єкта контролю має теплофізичні характеристики, які відповідають характеристикам стали, а теплофізичні характеристики дефектів відповідають повітряним раковинам. Після чого, існуюча модель піддається тепловій дії зі відповідно заданими параметрами, візуально можна спостерігати розподілу теплового поля на поверхні об'єкта контролю. Інформативним параметром, в даній роботі, виступала різниця температур на дефектній і бездефектній ділянці поверхні об'єкта контролю, а саме зміна різниці температури за час нагрівання об'єкта контрю. Побудова часових залежностей для дефектів з різними геометричними параметрами і різною глибиною залягання, дозволило зробити висновки щодо неоднозначності впливу різних параметром дефекту на форму графіків даної залежності. Якщо аналізувати форми отриманих кривих за певний проміжок часу, можна з певною ймовірністю оцінити розміри внутрішніх дефектів об'єкта тепловим методом контролю

Development of the Method for Creating Explicit Integral Dynamic Models of Measuring Transducers

Increasing requirements to measuring transducers lead to the need to improve and propose alternatives of their mathematical description. The application in this case of differential equations of various types testifies to great computational complexity of the given problem statement. In this regard, constructively relevant are the methods for creating integral dynamic models of measuring transducers that enable expansion of the tools for computer simulation.The method considered in present paper implies determining a pulse transient characteristic and leads to the formation of the operators (cores) of measuring transducers in the form of integral mathematical dependences, that is, explicit integral dynamic models.The method of obtaining an analytic expression of the pulse transition function of measuring transducers with lumped parameters is represented as a solution to the homogeneous differential equation that corresponds to the specified non-homogeneous differential equation. This technique is easily illustrated on the examples of measuring transducers of the first and second order.The principle of determining a pulse transient characteristic for measuring transducers with distributed parameters by the assigned equations in partial derivatives is the same as for the case with lumped parameters