Informatics (E-Journal) / Информатика
Not a member yet
    963 research outputs found

    Способ оценивания полного электронного содержания в ионосфере на основе ретрансляции сигналов глобальной навигационной спутниковой системы GPS

    Get PDF
    Objectives. The problem of developing hardware effective method for estimating the total electron content in the ionosphere based on retransmission of the L1, L2 signals of the global navigation satellite system GPS using a repeater nanosatellite is solved.Methods. It is shown that with the retransmission of L1, L2 signals at frequencies of 150/400 MHz allocated for geophysical research, a coherent multi-position radar system is formed, including navigation satellites (NS) – signal sources, repeater nanosatellite (SR) and ground receiving points (RP). The delay time and phase of the four received signals contain the information about the total TEC on the propagation paths NS – SR and SR – RP. It is shown that due to retransmission and subsequent processing, it is possible to isolate TECs on each of the propagation paths as well as determination of the coordinates of the SR.Results. The content of the method, the procedure for evaluating TEC based on the results of processing the relayed signals, and the technical requirements for the relay equipment are determined. The accuracy characteristics of the proposed method are obtained. Simulation results are given.Conclusion. The information presented in the article may be useful for specialists and researchers who interested in the issues of radio tomographic research of the ionosphere and forecasting hazardous natural phenomena.Цели. Решается задача разработки эффективного по аппаратурным затратам способа оценивания полного электронного содержания в ионосфере на основе ретрансляции сигналов глобальной навигационной спутниковой системы GPS на двух частотах L1, L2 когерентных сигналов с использованием малогабаритного наноспутника-ретранслятора.Методы. Показано, что при ретрансляции навигационных сигналов на выделенные для геофизических исследований частоты 150/400 МГц образуется когерентная многопозиционная радиолокационная система, включающая навигационные спутники (НС) – источники сигналов, наноспутник-ретранслятор (СР) и наземные приемные пункты (ПП). Время задержки и фазы четырех принимаемых сигналов содержат информацию о суммарном полном электронном содержании на трассах распространения НС – СР и СР – ПП. За счет последующей обработки сигналов возможно выделение полного электронного содержания на каждой из трасс распространения, а также нахождение координат CР.Результаты. Определены способ и порядок оценивания полного электронного содержания по результатам обработки ретранслированных сигналов и технические требования к аппаратуре ретрансляции. Представлены характеристики точности предлагаемого метода и результаты моделирования.Заключение. Приведенные в статье сведения могут быть полезны для специалистов и исследователей, интересующихся вопросами радиотомографического изучения ионосферы и прогнозирования опасных природных явлений

    Совместное энергосберегающее кодирование состояний последовательных автоматов сети, реализующей параллельный автомат

    Get PDF
    Objectives. The problem of low power state assignment of partial states of a parallel automaton is considered. The objective of the paper is to investigate the possibilities of using the decomposition in state assignment of partial states in order to decrease the task dimension.Methods. Parallel automaton is decomposed into a net of sequential automata whose states are  assigned then with ternary vectors. The method for assignment uses searching for a maximal cut in a weighted graph that represents pairs of states connected by transitions. The edge weights of the graph are the values  related to the probabilities of transitions.Results. A method to construct a net of sequential automata that realizes the given parallel automaton is  described. The probabilities of transitions between sets are calculated by means of solving a system of linear equations according to the Chapmann – Kolmogorov method. The values of inner variables assigned to the states of every component sequential automaton are obtained from two-block partitions of its set of states that are determined by the cuts of corresponding transition graph.Conclusion. Applying parallel automaton decomposition allows decreasing the dimension of the laborious problem of state assignment. The proposed method is intended for application in computer aided systems for design of discrete devices.Цели. Рассматривается задача энергосберегающего кодирования частичных состояний параллельного автомата.  Целью работы является исследование возможности применения приема декомпозиции при кодировании частичных состояний для снижения размерности задачи.Методы. Заданный параллельный автомат разлагается в сеть последовательных автоматов, состояния которых кодируются затем троичными векторами. Метод кодирования использует поиск максимального разреза во взвешенном графе, представляющем пары состояний, связанных переходами. Весами ребер графа являются величины, связанные с вероятностями переходов.Результаты. Описан способ построения сети из последовательных автоматов, реализующей заданный параллельный автомат. Вероятности переходов между состояниями вычисляются путем решения системы линейных уравнений согласно методу Чэпмена – Колмогорова. Значения внутренних переменных, кодирующих состояния каждого компонентного последовательного автомата, находятся по двухблочным разбиениям множества его состояний, которые определяются разрезами соответствующего графа переходов.Заключение. Использование декомпозиции параллельного автомата позволяет снизить размерность трудоемкой задачи кодирования состояний. Предлагаемый метод предназначен для применения в системах автоматизированного проектирования дискретных устройств

    Решение смешанной краевой задачи для уравнения Пуассона в нерегулярных двумерных областях

    Get PDF
    Objectives. A finite-difference computational algorithm is proposed for solving a mixed boundary-value problem for the Poisson equation given in two-dimensional irregular domains.Methods. To solve the problem, generalized curvilinear coordinates are used. The physical domain is mapped to the computational domain (unit square) in the space of generalized coordinates. The original problem is written in curvilinear coordinates and approximated on a uniform grid in the computational domain.The obtained results are mapped on non-uniform boundary-fitted difference grid in the physical domain.Results. The second order approximations of mixed Neumann-Dirichlet boundary conditions for the Poisson equation in the space of generalized curvilinear coordinate are constructed. To increase the order of Neumann condition approximations, an approximation of the Poisson equation on the boundary of the domain is used.Conclusions. To solve a mixed boundary value problem for the Poisson equation in two-dimensional irregular domains, the computational algorithm of second-order accuracy is constructed. The generalized curvilinear coordinates are used. The results of numerical experiments, which confirm the second order accuracy of the computational algorithm, are presented.Цели. Построение конечно-разностного вычислительного алгоритма решения смешанной краевой задачи для уравнения Пуассона, заданной в нерегулярных двумерных областях.Методы. Для решения задачи используются обобщенные криволинейные координаты. Физическая область отображается в расчетную (единичный квадрат) в пространстве обобщенных координат. Исходная задача записывается в обобщенных криволинейных координатах и аппроксимируется на равномерной сетке в расчетной области. Полученные результаты отображаются на неравномерную разностную сетку, сгенерированную в физической области.Результаты. Построены аппроксимации второго порядка смешанных краевых условий Неймана – Дирихле для уравнения Пуассона в пространстве обобщенных криволинейных координат. Для повышения порядка аппроксимаций условия Неймана используется аппроксимация уравнения Пуассона на границе области.Заключение. Для решения смешанной краевой задачи для уравнения Пуассона в нерегулярных двумерных областях построен вычислительный алгоритм второго порядка точности с использованием обобщенных криволинейных координат. Приведены результаты численных экспериментов, подтверждающие второй порядок точности вычислительного алгоритма

    Мадэль аўтаматызаванай ідэнтыфікацыі амографаў для беларускай мовы

    Get PDF
    Мэты. Мэтай працы з’яўляецца апісанне прататыпнай сістэмы для аўтаматызаванага здымання аманіміі ў электронных тэкстах на беларускай і рускай мовах. Гэта звязана з актуальнай праблемай аўтаматычнай апрацоўкі тэкстаў на марфалагічным узроўні, працэс якой ускладняецца флектыўнасцю беларускай мовы з разнастайнай і багатай сістэмай марфалагічных характарыстык часцін мовы.Метады. У працы выкарыстоўваюцца правілавыя метады ідэнтыфікацыі амаграфіі і метады, заснаваныя на ведах.Вынікі. Прапанаваны метады і падыходы для праектавання сістэм аўтаматычнага вызначэння амографаў. Падрабязна прадстаўлены метад, заснаваны на ведах, на аснове якога распрацаваны пакрокавы алгарытм ідэнтыфікацыі амографаў і рэалізаваны эфектыўны і хуткадзейны прататып для іх здымання на рускай і беларускай мовах.Заключэнне. Прадстаўлены працоўны прататып пошуку амографаў, які з’яўляецца першым рэсурсам па здыманні шматзначнасці для беларускай мовы ў адкрытым доступе.Objectives. A prototype system for automated removal of homonyms in Belarusian and Russian electronic texts is described. This is due to the urgent problem of automatic text processing at the morphological level, the process of which is complicated by the inflection of the Belarusian language with a diverse and rich system of morphological characteristics of parts of speech.Methods. The work uses regular homographs identification methods and knowledge-based methods.Results. Methods and approaches for designing systems for automatic detection of homographs are proposed. An algorithm for identifying homographs on the basis of knowledge-based method has been developed. An effective and fast-acting prototype for their removal in Russian and Belarusian has been implemented.Conclusion. A working prototype of the homograph search is presented, which is the first resource for removing ambiguity for the Belarusian language in open access.Мэты. Мэтай працы з’яўляецца апісанне прататыпнай сістэмы для аўтаматызаванага здымання аманіміі ў электронных тэкстах на беларускай і рускай мовах. Гэта звязана з актуальнай праблемай аўтаматычнай апрацоўкі тэкстаў на марфалагічным узроўні, працэс якой ускладняецца флектыўнасцю беларускай мовы з разнастайнай і багатай сістэмай марфалагічных характарыстык часцін мовы.Метады. У працы выкарыстоўваюцца правілавыя метады ідэнтыфікацыі амаграфіі і метады, заснаваныя на ведах.Вынікі. Прапанаваны метады і падыходы для праектавання сістэм аўтаматычнага вызначэння амографаў. Падрабязна прадстаўлены метад, заснаваны на ведах, на аснове якога распрацаваны пакрокавы алгарытм ідэнтыфікацыі амографаў і рэалізаваны эфектыўны і хуткадзейны прататып для іх здымання на рускай і беларускай мовах.Заключэнне. Прадстаўлены працоўны прататып пошуку амографаў, які з’яўляецца першым рэсурсам па здыманні шматзначнасці для беларускай мовы ў адкрытым доступе

    Онтологический анализ в задачах моделирования угроз системам на основе контейнерных приложений

    Get PDF
    Objectives. The main purpose of the work is the experimental verification of the method of automatic threat modelling based on the ontological approach using the example of multicomponent container applications presented in the form of data flow diagrams.Methods. Methods of ontological modelling and knowledge management are used in the work. The Web Ontology Language is used to represent knowledge; automatic reasoning based on description logics is used for threat modelling.Results. A machine-readable set (dataset) of 200 data flow diagrams is developed; each diagram is obtained from the configuration of a real container application and is presented as an ontology and a knowledge graph. An ontological two-level domain-specific threat model of container applications is formed. An experiment is conducted to compare the coverage by threats using the common approach and using domain-specific threats for created dataset. For 95 % of the diagrams, the domain-specific threat model showed the coverage similar or greater than the common approach.Conclusion. The results of the experiment prove the suitability and effectiveness of the ontological approach for automatic threat modelling. The created dataset can be used for various research in the field of automation of threat modelling.Цели. Основной целью работы является экспериментальная верификация методики автоматического моделирования угроз на основе онтологического подхода на примере многокомпонентных контейнерных приложений, представленных в виде диаграмм потоков данных.Методы. В работе применены методы онтологического моделирования и управления знаниями. Для представления знаний использован язык веб-онтологий, для моделирования угроз – функции автоматического логического вывода на основе дескрипционных (описательных) логик.Результаты. Разработан машинно-читаемый набор (датасет) из 200 диаграмм потоков данных, каждая диаграмма получена из конфигурации реального контейнерного приложения и представлена в виде онтологии и графа знаний. Сформирована онтологическая двухуровневая предметно-ориентированная модель угроз контейнерных приложений. Проведен эксперимент по сравнению величины покрытия угрозами посредством общепринятого подхода и посредством предметно-ориентированных угроз для разработанного датасета. Для 95 % диаграмм предметно-ориентированная модель угроз показала величину покрытия, аналогичную или бóльшую в сравнении с общепринятым подходом.Заключение. Результаты эксперимента доказывают пригодность и эффективность онтологического подхода для автоматического моделирования угроз. Разработанный датасет может быть использован для различных исследований в области автоматизации моделирования угроз

    Двухмерные физически неклонируемые функции типа арбитр

    Get PDF
    Objectives. The problem of constructing a new class of physically unclonable functions of the arbiter type (APUF) is being solved, based on the difference in delay times for the inputs of numerous modifications of the base element, due to both an increase in the number of inputs and the topology of their connection. Such an  approach allows building two-dimensional physically unclonable functions (2D-APUF), in which, unlike  classical APUF, the challenge generated for each basic element selects a pair of paths not from two possible, but from a larger number of them. The relevance of such a study is associated with the active development of  physical cryptography. The following goals are pursued in the work: the construction of the basic elements of the APUF and their modifications, the development of a methodology for constructing 2D-APUF.Methods. The methods of synthesis and analysis of digital devices are used, including those based on  programmable logic integrated circuits, the basics of Boolean algebra and circuitry. Results. It is shown that the classical APUF uses a standard basic element that performs two functions,  namely, the function of choosing a pair of paths Select and the function of switching paths Switch, which, due to their joint use, allow achieving high performance. First of all, this concerns the stability of the APUF functioning, which is characterized by a small number of challenge, for which the response randomly takes one of two  possible values 0 or 1. Modifications of the base element in terms of the implementations of its Select and Switch functions are proposed. New structures of the base element are presented in which the modifications of their  implementations are made, including in terms of increasing the number of pairs of paths of the base element from which one of them is selected by the challenge, and the configurations of their switching. The use of  various basic elements makes it possible to improve the main characteristics of APUF, as well as to break the regularity of their structure, which was the main reason for hacking APUF through machine learning. Conclusion. The proposed approach to the construction of physically unclonable 2D-APUF functions, based on the difference in signal delays through the base element, has shown its efficiency and promise. The effect of improving the characteristics of such PUFs has been experimentally confirmed with noticeable improvement in the stability of their functioning. It seems promising to further develop the ideas of constructing two-dimensional physically unclonable functions of the arbiter type, as well as experimental study of their characteristics, as well as resistance to various types of attacks, including using machine learning.Цели. Решается задача построения нового класса физически неклонируемых функций типа арбитр (АФНФ), основанного на различии задержек по входам многочисленных модификаций базового элемента путем увеличения как количества входов, так и топологии их подключения. Подобный подход позволяет строить двухмерные физически неклонируемые функции (2D-АФНФ), в которых в отличие от классических АФНФ запрос, формируемый для каждого базового элемента, выбирает пару путей не из двух возможных, а из большего их количества. Актуальность данного исследования связана с активным развитием физической криптографии. В работе преследуются следующие цели: построение базовых элементов АФНФ и их модификаций, разработка методики построения 2D-АФНФ. Методы. Используются методы синтеза и анализа цифровых устройств, в том числе на программируемых логических интегральных схемах, основы булевой алгебры и схемотехники.  Результаты. Показано, что в классических АФНФ применяется стандартный базовый элемент, выполняющий две функции, а именно функцию выбора пары путей Select и функцию переключения путей Switch, которые за счет их совместного использования позволяют достичь высоких характеристик. В первую очередь это касается стабильности функционирования АФНФ, характеризующейся небольшим числом запросов, для которых ответ случайным образом принимает одно из двух возможных значений:  0 или 1. Предложены модификации базового элемента в части реализаций его функций Select и Switch. Приводятся новые структуры базового элемента с внесенными модификациями их реализаций, в том числе в части увеличения количества пар путей базового элемента, из которых путем запроса выбирается одна из них и конфигурации их переключений. Применение разнообразных базовых элементов позволяет улучшать основные характеристики АФНФ, а также нарушать регулярность их структуры, которая является главной причиной взлома АФНФ путем машинного обучения.Заключение. Предложенный подход к построению 2D-АФНФ, основанный на различии задержек сигналов через базовый элемент, показал свою работоспособность и перспективность. Экспериментально подтвержден эффект улучшения характеристик подобных ФНФ, и в первую очередь стабильности их функционирования. Перспективным представляется дальнейшее развитие идеи построения 2D-АФНФ, экспериментальное исследование их характеристик и устойчивости к различного рода атакам, в том числе с использованием машинного обучения.

    Моделирование электростатического поля заряженного кольца, расположенного внутри бесконечного цилиндра в присутствии тора

    Get PDF
    Objectives. Analytical solution of the boundary value problem of electrostatics for modeling the electrostatic field of a charged ring located inside a grounded infinite circular cylinder in the presence of a perfectly conducting torus is considered. The field source is a thin charged ring located on a plane perpendicular to the axis of the cylindrical screen.Methods. To solve the problem, the method of addition theorems is used. The potential of the initial electrostatic field is presented in the form of spherical harmonic functions and in the form of a superposition of cylindrical and toroidal harmonic functions, using addition theorems relating spherical, cylindrical and toroidal harmonic functions. The secondary potential of the electrostatic field is also represented as a superposition of cylindrical and toroidal harmonic functions.Results. The solution of the formulated boundary problem is reduced to the solution of an infinite system of linear algebraic equations of the second kind with respect to the coefficients included in the representation of the secondary field. The influence of some parameters of the problem on the value of the electrostatic potential inside a grounded cylindrical shield in the presence of a toroidal inclusion is numerically studied. The calculation results are presented in the form of graphs.Conclusion. The proposed technique and the developed software can find practical application in the development and design of screens in various fields of technology.Цели. Аналитическое решение граничной задачи электростатики для моделирования электростатического поля заряженного кольца, расположенного внутри заземленного бесконечного кругового цилиндра в присутствии идеально проводящего тора. Источник поля - тонкое заряженное кольцо, расположенное на плоскости, перпендикулярной оси цилиндрического экрана.Методы. Для решения поставленной задачи используется метод теорем сложения. Потенциал исходного электростатического поля представлен в виде сферических гармонических функций, затем с помощью теорем сложения, связывающих сферические, цилиндрические и тороидальные гармонические функции, - в виде суперпозиции цилиндрических и тороидальных гармонических функций. Вторичный потенциал электростатического поля также представлен в виде суперпозиции цилиндрических и тороидальных гармонических функций.Результаты. Решение поставленной граничной задачи сведено к решению бесконечной системы линейных алгебраических уравнений второго рода относительно коэффициентов, входящих в представление вторичного поля. Численно исследовано влияние некоторых параметров задачи на значение электростатического потенциала внутри заземленного цилиндрического экрана в присутствии тороидального включения. Результаты вычислений представлены в виде графиков.Заключение. Предложенная методика и разработанное программное обеспечение могут найти практическое применение при разработке и конструировании экранов в различных областях техники

    Генерация потоковых сетей акторов поиска кратчайших путей для параллельной многоядерной реализации

    Get PDF
    Objectives. The problem of parallelizing computations on multicore systems is considered. On the Floyd – Warshall blocked algorithm of shortest paths search in dense graphs of large size, two types of parallelism are compared: fork-join and network dataflow. Using the CAL programming language, a method of developing actors and an algorithm of generating parallel dataflow networks are proposed. The objective is to improve performance of parallel implementations of algorithms which have the property of partial order of computations on multicore processors.Methods. Methods of graph theory, algorithm theory, parallelization theory and formal language theory are used.Results. Claims about the possibility of reordering calculations in the blocked Floyd – Warshall algorithm are proved, which make it possible to achieve a greater load of cores during algorithm execution. Based on the claims, a method of constructing actors in the CAL language is developed and an algorithm for automatic generation of dataflow CAL networks for various configurations of block matrices describing the lengths of the shortest paths is proposed. It is proved that the networks have the properties of rate consistency, boundedness, and liveness. In actors running in parallel, the order of execution of actions with asynchronous behavior can change dynamically, resulting in efficient use of caches and increased core load. To implement the new features of actors, networks and the method of their generation, a tunable multi-threaded CAL engine has been developed that implements a static dataflow model of computation with bounded sizes of buffers. From the experimental results obtained on four types of multi-core processors it follows that there is an optimal size of the network matrix of actors for which the performance is maximum, and the size depends on the number of cores and the size of graph.Conclusion. It has been shown that dataflow networks of actors are an effective means to parallelize computationally intensive algorithms that describe a partial order of computations over decomposed data. The results obtained on the blocked algorithm of shortest paths search prove that the parallelism of dataflow networks gives higher performance of software implementations on multicore processors in comparison with the fork-join parallelism of OpenMP.Цели. Рассматривается задача распараллеливания вычислений на многоядерных системах. Посредством блочного алгоритма Флойда – Уоршалла поиска кратчайших путей на плотных графах большого размера сравниваются два вида параллелизма: разветвление/слияние и сетевой потоковый. С использованием языка программирования CAL разрабатываются метод построения акторов потока данных и алгоритм генерации параллельных сетей акторов. Целью работы является повышение производительности параллельных сетевых реализаций алгоритмов, обладающих свойством частичного порядка вычислений, на многоядерных процессорах.Методы. Используются методы теории графов, теории алгоритмов, теории распараллеливания, теории формальных языков.Результаты. Доказаны утверждения о возможности переупорядочивания вычислений в блочном алгоритме Флойда – Уоршалла, способствующие повышению загрузки ядер при реализации алгоритма. На основе утверждений разработан метод построения акторов на языке CAL и предложен алгоритм автоматической генерации CAL-сетей потока данных для различных конфигураций матриц блоков, описывающих длины кратчайших путей. Доказано, что сети обладают свойствами согласованности, ограниченности и живучести. В акторах, работающих параллельно, порядок выполнения действий с асинхронным поведением может динамически меняться, что приводит к эффективному использованию кэшей и увеличению загрузки ядер. Для реализации новых возможностей акторов, сетей и метода их генерации разработан настраиваемый многопоточный CAL-движок, реализующий статическую модель потоковых вычислений с ограниченными размерами буферов. Из экспериментальных результатов, полученных на четырех типах многоядерных процессоров, следует, что существует оптимальный размер сетевой матрицы акторов, для которого производительность максимальна, и этот размер зависит от размера графа и количества ядер.Заключение. Показано, что сети акторов потока данных являются эффективным средством распарал-леливания алгоритмов с высокой вычислительной нагрузкой, описывающих частичный порядок вычислений над данными, декомпозированными на части. Результаты, полученные на блочном алгоритме поиска кратчайших путей, показали, что параллелизм сетей потока данных дает более высокую производительность программных реализаций на многоядерных процессорах по сравнению с параллелизмом разветвления/слияния стандарта OpenMP

    Метод структурно-параметрической адаптации «умного города» к цифровой экономике

    Get PDF
    Objectives. The interaction between a "smart city" and digital economy can be explored and analyzed within the framework of the structural-parametric adaptation method. This method allows the adaptation of the parameters and structure of the system model to ensure optimal functioning in the conditions of changing external environment. The concept of a "smart city" can be examined based on the principles of structural-parametric adaptation, such as interoperability, decentralization, virtualization, real-time operation, modularity, and service orientation. Within the scope of structural-parametric analysis, a "smart city" is regarded as a complex multi-level cyber-physical system.Methods. Structural-parametric adaptation methods and structural-parametric optimization methods are employed.Results. A general form of the algorithm for structural-parametric adaptation of the system and a mathematical model of the problem of structural-parametric optimization of "smart city" systems have been developed.Conclusion. To address the challenges of constructing, optimizing, and adapting the structure of a "smart city" system, it is necessary to consider the technical requirements of the system and the capabilities of the infrastructure used, and to apply the structural-parametric adaptation method.Цели. Взаимодействие «умного города» с цифровой экономикой можно раскрыть и проанализировать в рамках применения метода структурно-параметрической адаптации, который позволяет адаптировать параметры модели системы и ее структуру для обеспечения оптимальной работы в условиях изменяющейся внешней среды. Рассмотреть концепцию «умного города» можно исходя из принципов структурно-параметрической адаптации, таких как интероперабельность, децентрализация, виртуализация, возможности работы в режиме реального времени, модульности и ориентации на услуги. В рамках структурно-параметрического анализа «умный город» рассматривается как сложная многоуровневая киберфизическая система.Методы. Используются методы структурно-параметрической адаптации и структурно-параметрической оптимизации.Результаты. Разработаны общий вид алгоритма структурно-параметрической адаптации системы и математическая модель задачи структурно-параметрической оптимизации систем «умного города».Заключение. Для решения задач построения, оптимизации и адаптации структуры системы «умного города» необходимо опираться на технические требования к системе и возможности используемой инфраструктуры. Для этого может также применяться метод структурно-параметрической адаптации

    Методика формирования базы гистопатологических изображений папиллярного рака щитовидной железы для глубокого обучения

    Get PDF
    Objectives. Morphological analysis of papillary thyroid cancer is a cornerstone for further treatment planning. Traditional and neural network methods of extracting parts of images are used to automate the analysis. It is necessary to prepare a set of data for teaching neural networks to develop a system of similar anatomical region in the histopathological image. Authors discuss the second selection of signs for the marking of histological images, methodological approaches to dissect whole-slide images, how to prepare raw data for a future analysis. The influence of the representative size of the fragment of the full-to-suction image of papillary thyroid cancer on the accuracy of the classification of trained neural network EfficientNetB0 is conducted. The analysis of the resulting results is carried out, the weaknesses of the use of fragments of images of different representative size and the cause of the unsatisfactory accuracy of the classification on large increase are evaluated.Materials and methods. Histopathological whole-slide imaged of 129 patients were used. Histological micropreparations containing elements of a tumor and surrounding tissue were scanned in the Aperio AT2 (Leica Biosystems, Germany) apparatus with maximum resolution. The marking was carried out in the ASAP software package. To choose the optimal representative size of the fragment the problem of classification was solved using the pre-study neural network EfficientNetB0.Results. A methodology for preparing a database of histopathological images of papillary thyroid cancer was proposed. Experiments were conducted to determine the optimal representative size of the image fragment. The best result of the accuracy of determining the class of test sample showed the size of a representative fragment as 394.32×394.32 microns.Conclusion. The analysis of the influence of the representative sizes of fragments of histopathological images showed the problems in solving the classification tasks because of cutting and staining images specifics, morphological complex and textured differences in the images of the same class. At the same time, it was determined that the task of preparing a set of data for training neural network to solve the problem of finding invasion of vessels in a histopathological image is not trivial and it requires additional stages of data preparation.Цели. Морфологический анализ образцов папиллярного рака щитовидной железы важен для дальнейшего планирования лечения. Автоматизация этого процесса связана с использованием традиционных и нейросетевых способов извлечения признаков изображений. Подготовительная работа предполагает подготовку набора данных, содержащих изображения, которые применяются для обучения нейронных сетей. В статье рассматривается вопрос выбора признаков для разметки гистологических изображений, особенности работы с полнослайдовыми изображениями, предлагается методика подготовки данных для разработки системы поиска похожих фрагментов гистопатологического изображения рака щитовидной железы. Исследуется влияние размера представительного фрагмента полнослайдового изображения папиллярного рака щитовидной железы на точность классификации обученной нейронной сети Efficient-NetB0, оцениваются слабые стороны использования фрагментов изображений разного представительного размера и причины неудовлетворительной точности классификации на больших увеличениях.Материалы и методы. Использовались гистопатологические полнослайдовые изображения 129 пациентов. Гистологические микропрепараты, содержащие элементы опухоли и окружающей ткани, сканировались в аппарате Aperio AT2 (Leica Biosystems, Германия) с максимальным разрешением. Разметка проводилась в программном пакете ASAP. Для выбора оптимального представительного размера фрагмента решалась задача классификации с применением предобученной нейронной сети EfficientNetB0.Результаты. Предложена методика подготовки базы данных гистопатологических изображений папиллярного рака щитовидной железы, проведены эксперименты по определению оптимального представительного размера фрагмента изображения. Наилучший результат точности определения класса тестовой выборки показал размер представительного фрагмента 394,32×394,32 мкм.Заключение. Анализ влияния представительных размеров фрагментов гистопатологических изображений выявил проблемные места при решении задачи классификации, обусловленные спецификой нарезки и окрашивания изображений, морфологической сложностью и текстурным различием изображений одного класса. Поскольку проблема подготовки набора данных для обучения нейронной сети на решение задачи поиска инвазии сосудов на гистопатологическом изображении является нетривиальной, требуются дополнительные этапы подготовки данных

    851

    full texts

    875

    metadata records
    Updated in last 30 days.
    Informatics (E-Journal) / Информатика is based in Russia
    Access Repository Dashboard
    Do you manage Open Research Online? Become a CORE Member to access insider analytics, issue reports and manage access to outputs from your repository in the CORE Repository Dashboard! 👇