Gözenekli ortamlarda taşınım olayı

Transport phenomena in porous media has received much attention in recent years because of its important role in a large variety of engineering and technical applications which span from the transport processes in biomechanical systems, such as blood flow in the pulmonary alveolar sheet, to the large scale circulation of brine in a geothermal reservoir. There is no doubt that this new branch of convective heat transfer keeps attracting engineering and scientists from diversified disciplines such as mechanical engineering, chemical engineering, civil engineering, nuclear engineering, aerospace engineering, bio engineering, food science and geothermal physics. Porous materials are encountered everywhere in everyday life, in technology, and in nature. A material can be defined as a porous medium if the material has the following properties, Dullien (1992): a) The material must contain relatively small spaces, called pores or voids, imbedded in the solid or semi-solid matrix. The pores usually contain some fluid, such as air, water, etc., or a mixture of different fluids, b) The fluids should be able to penetrate through one face of the material and emerge on the other side. Building materials, such as bricks, concrete, limestone, sand stone, soil, lungs and bones are examples of porous materials encountered in practice. All macroscopic properties of porous media are influenced by the pore structure. Macroscopic pore structure parameters represent average behaviour of a sample containing many pores and the some important pore structure parameters are the porosity, the tortuosity and the permeability. The porosity and the tortuosity are the characteristics of a porous medium; the permeability is the mass transfer property of the porous media. Porosity, e, is the fraction of the bulk volume of the porous material that is occupied by the pore space. Depending on the type of the porous medium, the porosity may vary from near zero to almost unity. Measurement of porosity is made by using several techniques, such as imbibition, mercury injection and gas injection methods give an effective porosity value. The porosity is the most important property of a porous medium and it affects most of the physical properties of the medium. For a homogeneous porous medium, the porosity may be a constant. But in general, the porosity is space dependent. Each void in the porous medium is connected to more than one other pore (interconnected), connected only to one other pore (dead end), or not connected to any other pore (isolated) and fluid flows through the interconnected pores. Tortuosity is used for the two-dimensional simulation of the porous medium. It is not a physical constant and depends on other porous media characteristics, such as porosity, pore diameter, channel shape, etc. Also, tortuosity depends on processes occurring during mass transfer and on the kind of material being transferred. In the simplest situation a porous medium can be considered as a bundle of capillaries. In this case, tortuosity is the ratio of the pore length to the porous medium thickness. It is difficult to determine tortuosity experimentally and in general, tortuosity is calculated by using the porosity and the effective diffusion coefficient or from the Kozeny coefficient, see Mota et al. (1999). The permeability, K, is the measure of the flow conductance of the porous medium and it is defined by the Darcy law and can be written by using porosity as Equation (9), see Ergun (1952). The permeability is independent of the nature of the fluid but it depends on the geometry of the porous medium and the measurement of the permeability can be achieved in the case of an isotropic media. Both liquids and gases have been used to measure permeability. Liquids sometimes change the pore structure and so it affects to the permeability. Keywords: Poroius media, porosity, permeability, Darcy's law, conservation equations.Gözenekli ortamlar günlük hayatımızda her sahada karşımıza çıkmaktadır. İçinden bir akışkanı geçirebilen gözenekli bir ortamda enerji geçişi ve akışkan akışı konusu bilim ve mühendisliğin çok değişik alanlarını ilgilendirmektedir. Bugüne kadar gözenekli ortamlar konusunda çok sayıda çalışma yapılmıştır. Ancak, günümüzde halen gözenekli ortamlarda hesaplanamayan ya da ölçülemeyen akış ve ortam özelliklerine yönelik çalışmalar yoğun olarak sürmektedir. Gözenekli ortamlardaki çalışmalar esas olarak Fransa'da Henry Darcy tarafından 1856 yılında bir hastaneye temiz su getirme projesi kapsamında yapılan çalışmaların daha sonra başka bilim adamları tarafından incelenip gözenekli ortamlarda akışı tanımlayan bir genel denkleme dönüştürülmesi ile başlar. Bu çağrılı çalışmada gözenekli ortamlarda kullanılan genel tanım ve temel denklemlerin tanıtılması esas alınmıştır. Bu çalışma gözenekli ortamlarla ilgili genel tanımlar ve gözenekli yapı içinde bir boşluk ve kati iskeletin olması sebebi ile oluşan mikroskobik boyuttaki içyapı düzensizliğinin çözümünü sağlayan Temsili Temel Hacim (TTH) kavramı tanımı ile başlamaktadır. Ortalama alarak mikroskobik seviyede taşınım olayının tanımı, Temsili Temel Hacim kavramı ile makroskobik ve sürekli ortam tanımlaması yapılarak elde edilmiştir. Bu çalışmada, gözenekli ortamlarda taşınımla ısı geçişi ve akısın matematiksel ve fiziksel temelleri, bu konuda iyi bilinen Darcy yasasından başlayarak ve onun yıllar içerisinde yeni düzenlemeleri He geliştirilerek anlatılmıştır. Bunlara ilaveten, bu çalışmada gözenekli ortam içinde kütle, momentum ve enerji geçişinin sürekli ortamlar yaklaşımı yaparak modellenmesi açıklanmaktadır. Çalışmanın sonunda gözenekli ortamlarda akışkan akışı ve ısı geçişi konusunda son yıllarda yayınlanan makaleler, kitaplar ve incelemeler hakkında bilgi verilmiştir. Anahtar Kelimeler: Gözenekli ortamlar, gözeneklilik, geçirgenlik, Darcy yasası, korunum denklemleri

Digital Video Stabilization With Sift Flow

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2015Bu çalı¸smada, bir videonun istenmeyen kamera hareketlerinin olabildi˘gince giderilmesi ele alınmaktadır. Videolardaki istenmeyen kamera hareketleri çekimin araba, helikopter gibi hareketli bir ortamda yapılması, kullanıcının elinin titremesi ya da güvenlik kameralarında rüzgar gibi hava ko¸sulları sebebiyle meydana gelebilir. Bu hareketler, videonun görsel kalitesini bozarak izleyicileri rahatsız edebilir. Bununla birlikte, hedef takibi gibi sayısal video i¸sleme uygulamalarında da belirsizliklere ve yanlı¸slıklara neden olmaktadır. Bu nedenle, sayısal video i¸sleme uygulamalarına geçmeden önce istenmeyen kamera hareketlerinin giderilmesi (video sabitleme) gerekmektedir. ˙Istenmeyen kamera hareketlerinin giderilmesi sonucunda görsel olarak daha yumu¸sak geçi¸sleri olan bir video olu¸sturulması amaçlanmaktadır. Literatürde, temel olarak üç çe¸sit video sabitleme yönteminden bahsedilmektedir. Bu yöntemler, mekanik, optik ve sayısal video sabitleme olarak adlandırılmaktadır. Mekanik video sabitlemenin amacı, kameranın üzerinde durdu˘gu platformun hareketinin algılanarak kamerayı titre¸simsiz bir çekim yapacak ¸sekilde fiziksel olarak düzeltmektir. Oldukça iyi sonuçların alınabildi˘gi mekanik video sabitlemede kamera dı¸sında ta¸sınması gereken aygıtlar bulundu˘gu için günlük kullanım ve amatör kullanıcılar için uygun olmayabilir. Bir di˘ger yöntem ise optik video sabitlemedir. Optik video sabitlemenin amacı ise kamera içindeki mercek grubunu görüntünün titre¸simine uygun olarak de˘gi¸sikli˘ge u˘gratmak ve görüntü düzlemine ula¸san ı¸sınların düzeltilmesini sa˘glamaktır. Son yıllarda, video kameraların pek ço˘gunda optik video sabitleme özelli˘gi bulunmaktadır. Buraya kadar bahsedilen iki video sabitleme yöntemi de istenmeyen hareketlerden arınmı¸s videolar çekmeyi amaçlamaktadır. Üçüncü ve son yöntem olan sayısal video sabitleme, sayısal video i¸sleme yöntemleri kullanılarak videolardaki titre¸simi gidermeye çalı¸smaktadır. Uygulamaya göre gerçek zamanlı ya da çekim sonrası i¸sleme ¸seklinde iki seçene˘gi mevcuttur. Gerçek zamanlı video sabitleme mobil cihazlara uygulanabilmektedir ve çekim sırasında titre¸simli çerçeveleri düzeltmeyi amaçlamaktadır. Bu yöntemin sakıncalı yanı, zaman kısıtlaması olmasıdır. Kullanılan yöntemlerin hesaplama karma¸sıklı˘gının ve süresinin mümkün oldu˘gunca az olması gerekmektedir. Bu nedenle, daha kolay uygulanabilir yöntemler tercih edilir. Örne˘gin, video sabitleme uygulamalarında en temel adım olan hareket kestriminde basitli˘gi sebebiyle ötelemeye dayalı hareket modeli kullanınabilmektedir. Gerçek zamanlı video sabitleme ile mobil uygulamalar için yeterli olabilecek bir sabitleme gerçekle¸stirilebilir. Ancak do˘grulu˘gu daha yüksek bir uygulamaya ihtiyaç varsa zaman kısıtlması olmayan çekim sonrası i¸sleme tercih edilmelidir. Bu yolla, gürültü, geometrik dönü¸sümler, ı¸sık de˘gi¸simleri gibi etkenlere daha dayanıklı ve hesaplama karma¸sıklı˘gı nispeten fazla olan daha kapsamlı yöntemler kullanılabilir. Bu nedenle, çekim sonrası video i¸sleme yöntemlerinin do˘grulu˘gu ve görsel kalitesi gerçek zamanlı yöntemlere göre daha iyi olmaktadır. Bu yöntemin olumsuz yani ise artan hesap karma¸sıklı˘gı ile programların çalı¸sma süresinin uzamasıdır. Her ne kadar gerçek zamanlı yöntemler gibi hesaplama süresi üzerinde bir kısıtlama olmasa da titre¸simsiz videoları elde etme süresinin kabul edilebilir ölçülerde olması gerekmektedir. Sayısal video sabitleme, hareket kestirimi ve hareket kar¸sılama olmak üzere iki temel adımdan olu¸smaktadır. Özellikle hareket kestiriminin do˘grulu˘gu video sabitleme uygulamaları açısından büyük öneme sahiptir. Hareket kestirimi sırasında meydana gelebilecek herhangi bir hata, video sabitleme performansının bütününü etkilemektedir. Bu nedenle, dayanıklı ve do˘grulu˘gu yüksek bir hareket kestirimi yöntemi tercih edilmelidir. Hareket kestirimi, blok e¸sleme algoritması, optik akı¸s yöntemleri, faz ili¸skisi, vb. çe¸sitli yöntemler kullanılarak gerçekle¸stirilmektedir. Bahsedilen bu yöntemler kullanılarak kom¸su video çerçevelerinin pikselleri veya piksel blokları e¸slenerek aralarındaki yer de˘gi¸stirme kestirilmeye çalı¸sılır. Bu e¸sleme esnasında, piksellerin gri seviye de˘gerleri, kenar, kö¸se noktaları ya da çerçeveler boyunca istikrarlı kalabilecek bir takım öznitelikler kullanılabilir. Tahmin edilece˘gi üzere gürültü, ı¸sık de˘gi¸simleri, ölçek ve geometrik dönü¸süm de˘gi¸simlerine kar¸sı dayanıksızlı˘gı sebebiyle do˘grudan piksellerin gri düzeylerini kullanmak tercih edilen bir yol de˘gildir. Bu nedenle video çerçevelerini e¸slerken Scale Invarinat Feature Transform (SIFT), Speeded up Robust Features (SURF), Oriented FAST and Rotated BRIEF (ORB), vb. özniteliklerden yararlanılmaktadır. Öznitelik tabanlı görüntü i¸sleme algoritmaları her ne kadar ayırt edici noktalar bulabilse de çerçeve içinde hareket eden nesneler ya da yanlı¸s e¸slemeler sebebiyle hareket kestiriminde istenmeyen sonuçlarla kar¸sıla¸sılabilir. Yanlı¸s e¸slemeler nedeniyle seçilen hareket modeline uymayan ya da hareket eden cisimler nedeniyle hareket vektörlerinde yerel de˘gi¸simlere sebep olan bu noktalar aykırı noktalar olarak adlandırılabilir. Aykırı noktalar, bir video sabitleme algoritması için büyük öneme sahip olan global hareketin kestirilme performansını olumsuz etkilemektedir. Bu nedenle, aykırı noktaların elenmesi gerekmektedir. 1981’de Fischler ve Bolles tarafından önerilen Random Sample Consensus (RANSAC) sık kullanılan bir aykırı nokta eleyici algoritmadır. Ayrık noktalar elendikten sonra artık video sabitleme için gerekli olan global hareket, elemeden geçen noktalar ile kestirilmeye çalı¸sılır. Ardı¸sık video çerçeveleri arasında bulunan hareket, iki boyutlu bir akı¸s alanı olarak ifade edilebilmektedir. ˙Iki boyutlu akı¸s vektörlerinin elemanları, yatay ve dü¸sey eksendeki yer de˘gi¸stirmeyi göstermektedir. Hesaplamalarda kolaylık sa˘gladı˘gı için yatay ve dü¸sey yer de˘gi¸stirmeler genellikle birbirlerinden ba˘gımsız olarak ele alınmaktadır. Bu akı¸s vektörlerini elde edebilmek için ayrık, sürekli ya da kabadan inceye e¸sleme yöntemleri bulunmaktadır. Ayrıca kom¸su çerçeveler arasındaki hareketi geometrik bir dönü¸süm olarak ifade etmek de mümkündür. Video sabitleme problemlerinde de sıkça kullanılan iki boyutlu parametrik hareket kestirimi, iki boyutlu yer de˘gi¸stirmeleri kullanarak ardı¸sık çerçeveler arasında geometrik bir dönü¸süm bulmayı hedefler. Yaygın olarak kullanılan parametrik hareket modelleri iki boyutlu do˘grusal koordinat dönü¸sümleridir. Bu çalı¸smada SIFT özniteliklerinden yararlanan ve optik akı¸s algoritmasından esinlenen bir e¸sleme yöntemi olan SIFT akı¸sı kullanılmı¸stır. SIFT akı¸sı, orijinal görüntüleri kullanarak her noktasında 128 boyutlu SIFT öznitelik vektörleri olan SIFT gürüntülerini elde eder. Böylece orijinal SIFT yöntemine göre daha sık bir SIFT gösterilimi elde edilmi¸s olur. Ancak SIFT akı¸sı SIFT özniteliklerini hesaplarken orijinal SIFT öznitelik çıkarma adımlarının tamamını izlemez. Buna ra˘gmen görüntü e¸slemede piksellerin gri düzey de˘gerlerini kullanmak yerine SIFT akı¸sı yönteminde hesaplanan SIFT özniteliklerini kullanmak gürültü, geometrik dönü¸sümler, ı¸sık de˘gi¸sikleri vb. etkenlere kar¸sı dayanıklılık sa˘glamaktadır. SIFT akı¸sı, SIFT görüntülerini optik akı¸sa benzer bir yakla¸sım ile e¸slemektedir. SIFT akı¸sının enerji fonksiyonu, yer de˘gi¸stirmenin akı¸s vektörleri boyunca olaca˘gı, bu akı¸s vektörlerinin Taylor açılımını sa˘glayacak kadar küçük bulunaca˘gı ve kom¸su akı¸s vektörlerinin birbirine benzer olaca˘gı yani süreksizliklerin kontrol altına alınabildi˘gi bir yapıda seçilmi¸stir. Enerji fonksiyonu ayrıca parçalı Markov Rastgele Alanı (piecewise Markov Random Field) ¸seklinde modellenmi¸stir ve böylece bu maliyet fonksiyonunu enküçülten akı¸s vektörlerinin bulunmasında Bayesçi bir yakla¸sım olan inanç aktarımı (belief propagation) yöntemi kullanılabilmektedir. SIFT akı¸sı sonucunda ardı¸sık iki çerçeve arasındaki yer de˘gi¸stirmeleri ifade eden akı¸s alanı elde edilmi¸s olmaktadır. Bu a¸samada ortaya çıkabilecek aykırı noktalar RANSAC kullanılarak elenmektedir. RANSAC algoritmasında öncelikle, göz önüne alınan hareket modelinin çözümü için gereken en az sayıda nokta rasgele seçilir. Bu noktalar kullanılarak bir ba¸slangıç hareket modeli hesaplanır. Daha sonra elimizdeki noktalardan bu modele uyan bir altküme seçilir. Noktaların modele uygunlu˘guna bakılırken kullanılan ölçüt ise Öklid uzaklı˘gına dayanmaktadır. ˙Ilk iterasyon sonucu testten geçen noktaların sayısı e˘ger önceden belirlenen olası veri içindeki modele uyumlu nokta sayısından daha fazla ise program sonlandırılır, de˘gilse ba¸sa dönülür ve i¸slemler tekrarlanır. RANSAC algoritması sonucunda elde edilen bütün uyumlu noktalar hareket modelinin bulunmasında kullanılmaktadır. Bu çalı¸smada model parametrelerini bulmak için en küçük kareler yöntemi kullanılmı¸stır. Ortalama almaya dayalı bir yöntem oldu˘gu için en küçük karelerin sonucu aykırı noktaların varlı˘gından oldukça etkilenmektedir. Bu nedenle, bu çalı¸smada en küçük kareler RANSAC ile aykırı noktalar elendikten sonra kullanılmı¸stır. Ancak bazı durumlarda sadece RANSAC algoritmasını kullanmak aykırı noktaların sonucu etkilemesini önlemeye yetmemektedir. Örne˘gin, videolarda hızla hareket eden ve oldukça çok yer kaplayan cisimlere ait noktalar RANSAC tarafından elenemeyecek aykırı noktalardır. Bu sorununun üstesinden gelmek için video çerçevesindeki noktalar kabul edilen hareket modeline uygunlukları açısından bir seçime tabi tutulmu¸stur. Hareketli cisimlerin genellikle çerçevenin ön planında yani ço˘gunlukla orta bölgelerde bulundu˘gu varsayılmaktadır. Bu nedenle, video sabitleme i¸sleminin ba¸sında çerçevenin orta bölgesi dı¸sında kalan noktalar RANSAC algoritmasında kullanılmı¸stır. Orta bölgenin büyüklü˘gü tahminen belirlenmektedir. ˙Ilk iki çerçeve için sadece arka plan noktaları kullanılarak hareket modeli hesaplanır. Sıradaki çerçeve çiftine geçmeden önce ön plan olarak kabul edilen bölgedeki noktalardan hesaplanan modele uyanlar da arka plan noktalarına katılır ve arka plan noktalarından modele uymayan noktalar elenir.Böylece, sıradaki RANSAC i¸slemi güncellenmi¸s arka plan noktaları kullanılarak yapılmaktadır. Bahsedilen i¸slemler bütün çerçeve çiftleri için tekrarlanarak devam eder. Dikkat edilmesi gereken nokta, bu tezde arka plan noktalarını seçmek ile ifade edilmek istenen her adımda hesaplanan hareket modeline uyan noktaların belirlenmesidir. Hareket modeli olarak olası kamera hareketlerinin ço˘gunlu˘gunu içeren 6 parametreli ilgin dönü¸süm tercih edilmi¸stir. Hareket modeli kestirildikten sonra video sabitleme yöntemlerinin son a¸saması olan hareket kar¸sılaması gerçekle¸stirilmektedir. Hareket kar¸sılamada istenmeyen hareketlerin giderildi˘gi yeni çerçeveler bir araya getirilerek sabitlenmi¸s videolar olu¸sturulmaktadır. ˙Ilgin dönü¸süm bulunduktan sonra ikinci çerçeveye bulunan dönü¸süm uygulanarak birinci çerçeve elde edilmektedir. Sıradaki çerçeve çiftine geçildi˘ginde ise bir önceki adımda düzeltilen çerçeve ile yeni çerçeve kar¸sıla¸stırılır. Herhangi bir adımda ilgin dönü¸süm hesaplamasında meydana gelen hatalar e¸sle¸smelerde düzeltilmi¸s çerçeveler kullanıldı˘gı için katlanarak artabilmektedir. Bu durumun üstesinden gelebilmek için hata yapma olasılı˘gının fazla oldu˘gu çerçeveler belirlenerek bu çerçevelerde ilgin dönü¸sümün sadece ötelemeleri kullanılarak çerçeveler düzeltilmeye çalı¸sılmı¸stır. Çünkü e¸sleme hataları ilgin dönü¸sümün öteleme kısmını nispeten daha az etkilemektedir. E¸sleme hatasının olası oldu˘gu çerçeveler ise çerçevelerin gradyenlerinden yararlanarak tespit edilmeye çalı¸sılmı¸stır. Çerçeveler düzeltilirken dikkate alınan bir di˘ger konu da bilinçli olarak kullanıcının ilgi alanının de˘gi¸smesi sonucu yapılan yalpa ve yunus gibi kamera hareketlerini istenmeyen titre¸sim hareketlerinden ayırt edilmesidir. Bunun için bilinçli kamera hareketlerinin titre¸sim hareketlerine göre daha düzenli ve yumu¸sak hareketler oldu˘gu sonucundan yararlanılmaktadır. Örne˘gin, yalpa hareketi için yatay öteleme parametreleri bir grup çerçeve için takip edilirse, parametrelerin tekdüze bir ¸sekilde bir yönde arttı˘gı görülmektedir. Bu çalı¸smadaki video sabitleme programınının yalpa hareketini bahsedilen ¸sekilde fark edip yalpa hareketi süresince çok büyük bir düzeltme yapmaması sa˘glanmaya çalı¸sılmı¸stır. Böylece istenen yalpa hareketinin takip edilebilmesi amaçlanmı¸stır. Bu tezde ayrıca yalpa hareketinin bilinçli bir kullanıcı tarafından yava¸s bir ¸sekilde yapıldı˘gı varsayılamaktadır. Sonuç olarak, videolardaki istenmeyen hareketler literatürdeki çalı¸smalara benzer bir yakla¸sımla giderilmeye çalı¸sılmı¸stır. Öznitelik tabanlı bir e¸sleme yöntemi ile akı¸s vektörlerine ula¸sılmı¸stır. Seçilen hareket modeli ile uyumsuzluk yaratacak aykırı noktalar elenmi¸s, hareket modeli iki çerçeve arasındaki ilgin dönü¸sümü olarak belirlenmi¸s ve bu bilgiler ı¸sı˘gında titre¸simli çerçeveler düzeltilerek sabitlenmi¸s videolar elde edilmeye çalı¸sılmı¸stır.Videos which are recorded by hand held devices generally suffer from unintentional camera motion. The reasons of the unintentional motion may be the hand shake of users, or recording videos in a moving vehicle like car, bicycle, etc. Unwanted camera motion is not only encountered in amateur recordings made on mobile devices but also in video surveillance systems because of weather conditions like wind, or in videos which are recorded from an aerial vehicle. This unwanted motion decreases the quality of the video. In addition, the shaky movements may cause ambiguities in applications such as target detection or tracking. In other words, unwanted movements deteriorate the accuracy and the performance of the video processing applications. Therefore, the reduction of unintentional camera motion becomes a fundamental step for digital video processing. Video stabilization can be defined as the correction of unstabilized video frames such that the new video which is constructed with the compensated frames has smoother frame to frame transitions. The possible methods for video stabilization can be divided into three categories such as mechanical, optical and digital video stabilization. In this study, digital video stabilization approach was taken into consideration. Digital video stabilization can also be divided into two categories such as offline and real-time video stabilization. Real-time video stabilization can be applied in mobile video recording devices. Real-time processing reduces the shakiness during the recording. However, this method is limited by the available processing time. Since the processing time is crucial, algorithms used in this method are generally chosen easy to implement and the motion models are also chosen simple to reduce the complexity. Stabilized videos with relatively sufficient visual quality are able to be produced by real time video stabilization methods. On the other hand, if the goal is improving accuracy and the performance of a video processing application, real time methods with simplified solutions may not be enough. In contrast, offline post-processing, which is the target of this study, allows us to use more robust and accurate methods. As a result, the quality and the accuracy of stabilized videos are consequently better than those for real-time. Digital video processing has two main steps such as motion estimation and motion compensation. Motion estimation is the crucial part of a video stabilization scheme. There is a wide variety of approaches for motion estimation such as block matching algorithms, optical flow methods, pel-recursive methods, phase correlation methods, Bayesian methods, parametric motion estimation models, and 3D motion estimation. Correspondence matching or image alignment focuses on finding a feature which will be consistent across images. Raw pixels, corners, edges or some distinctive descriptors are used for this goal. As it is expected, using raw pixels is not a favored way because of its weakness for noise, illumination and orientation changes, etc. On the contrary, feature based motion estimation is proposed as a more robust method to these condition changes, since it uses some lighting, scale, orientation and geometric transformation invariant features for correspondence matching. In this thesis, a relatively new high level image alignment technique called SIFT flow was used to extract the 2D flow field between consecutive video frames. SIFT flow can be briefly expressed as an algorithm whose computational framework is based on optical flow, but matches the SIFT descriptors instead of raw pixels. SIFT flow extracts pixelwise SIFT descriptors which are produced by local image structures and contextual information. These descriptors are then matched by a discrete, discontinuity preserving flow estimation algorithm. A discrete coarse to fine matching scheme based on the belief propagation is used to find flow vectors that minimize the cost function of the SIFT flow algorithm. Although feature based methods try to match highly distinctive and robust features, there can still be undesired results during the motion estimation because of the feature points on moving objects and incorrect correspondence point matching. These kinds of points are expressed as outliers. Outliers are the points which do not fit the global motion model and alter the motion vectors locally. The success of a video stabilization scheme is affected by the outliers significantly. For this reason, outlier points must be eliminated. One of the widely used methods for the elimination of outliers is the Random Sample Consensus (RANSAC) algorithm. RANSAC tries to find inlier points in an iterative scheme. RANSAC process is repeated until reaching a predetermined number of trials. The error function is chosen as the Euclidean distance. Therefore, RANSAC tries to find points whose Euclidean distance between the actual points in the target frame and the transformed points from the reference frame are less than a distance threshold. This threshold can be determined heuristically according to the data. The maximum number of trials and the threshold for the consensus set size is calculated by considering the number of points and the inlier probabilities. Although RANSAC is a practical tool for removing outliers, there may be some points that belong to moving objects and cannot be easily eliminated by RANSAC. Therefore, a background point selection approach, which means choosing points compatible with the motion model, was utilized to overcome this problem. After eliminating outliers, motion is estimated by using inlier feature points. Motion is generally expressed as a two dimensional vector whose elements are the horizontal and the vertical displacements. These two components are usually assumed to be independent. This assumption provides ease in computations. If a simple translation model is assumed as global camera motion, a global motion vector for a frame is looked for. On the other hand, there are also affine changes in real life videos and simple translation may not be enough for compensating the unstable frames. For example, the affine transformation constructs the camera motion model with scale, rotation, shear and translation together. If an affine parametric motion estimation is followed, global motion will be modeled as a global transformation between successive frames. In this study, global motion model was chosen as a 6 parameter affine transformation which is often preferred in literature. The last step of a video stabilization scheme is the motion compensation. Frames which have motion blur may yield wrong matching results. This may cause undesired affine transformation matrices. However, matching failures do not affect the translational motion as much as the affine part. Therefore, the frames with motion blur are compensated by using a translational motion model only. In conclusion, a feature based matching method was used to obtain flow vectors, outliers were eliminated by the RANSAC method, and shaky frames are compensated by taking the motion blurs into account in this thesis.Yüksek LisansM.Sc

FACTORS HAVING EFFECTS ON PEOPLE WHO DO ORIENTEERING SPORT IN TURKEY, START THIS SPORT AND THEIR EXPECTATIONS

Purpose: The purpose of this study is to determine factors encouraging people who do orienteering sport in Turkey to start this sport and their expectations. Material and Method: The survey used in the study was developed Sunay and Saracoglu and was applied to other branches, and its validity and reliability were accepted(Sunay & Saracoglu, 2003). For this survey applied to orienteering branch, expert opinions were taken, and required regulations were done. This study was carried out with 258 people, who do orienteering sport and whose age average was 26,77 ± 8.029. Because data did not show normal distribution as a result of Kolmogorov-Smirnov normality test, “Non-parametric” test was used. For multiple comparisons Kruskal Wallis H test and Mann-Whitney U test and descriptive statistics in analysis of distinction between groups were used in the situations in which normality and homogeneity of variances were not provided. Significance level for comparisons was determined as p<0,05. Findings: While friend and peer group was in the first place among factors encouraging people to start orienteering sport, effect of television channels on directing to sport was found very low. Among the reasons why they do the sport, liking orienteering sport is in the first place, and attending to a friend group is in the last places. While it has been seen that expectations of being chosen for National Team and playing for National Team are in the first places, expectations of being a refree are in the last places. When total points related to factors encouraging people to do sport, the reasons why they do sport and their expectations were evaluated, a significant difference between sex and sport years was not seen. A significant difference between the reasons why they do this sport and father’s educational level was seen (p<0.05). Between the reasons why they do this sport and father’s educational level, a negative relation was seen. A significant difference between the reasons why they do this sport and father’s profession. It was seen that individuals whose fathers were self-employment made for orienteering sport mostly. A significant relation between mother’s profession, mother’s educational level, sport year and factors encouraging people to do sport, the reasons why they do sport and their expectations was not determined. Conclusion: It is thought that positive approaches such as being chosen for national team and being a national player, friend and peer group and liking this branch provide positive contributions for individuals to make for orienteering branch.  Article visualizations

Tree volume tables for Kazdağı Fir (Abies nordmanniana subsp. equi-trojani) stands in Safranbolu Region

In this study, single and double entry over- and under-bark tree volume equations have been developed for Kazdağı Fir (Abies nordmanniana subsp. equi-trojani) stands within the boundaries of Safranbolu Forest Enterprise. The over- and under-bark volume values of 153 sample trees taken from different stand structures were used as the study material. Ten tree volume equations, five single- and five double-entry, were developed for over- and under-bark tree volume estimations. Four goodnes-of-fit criteria, including adjusted coefficient of determination, bias, mean absolute error, and root mean square error, were used to determine the most successful models. The suitability of the equations developed for the region was checked with an independent data set as well Wilcoxon test, and it was concluded that the equations were suitable for the study area (p>0.05). All tree volume equations proposed for the region had a coefficient of determination value over 0.95. In addition, the mean bias of the single- and double-entry models found to be the most successful for the region were calculated as -0.0211 m3 and -0.0122 m3 for the over-bark volume estimations, and -0.0201 m3 and 0.0045 m3 for the under-bark volume estimations, respectively. Single- and double-entry tree volume tables were prepared for over- and under-bark volume estimations by using the successful equations obtained as a result of the study

Effect of dual-permeability structure in a porous media on heat and mass transfer by natural convection

Bu çalışmanın amacı, içerisinde ısı ve kütle üretimi olan ve geçirgenliğin tektürel olmadığı gözenekli ortamda doğal taşınımla ısı ve kütle geçişini Darcy-Brinkmam modeli kullanarak incelemektir. İki boyutlu akışkana doymuş gözenekli ortamdaki akış için Soret ve Dufour etkisi ihmal edilmiş ve yoğunluk için Boussinesq yaklaşımı kullanılmıştır. Elde edilen boyutsuz korunum denklemleri hücre merkezli sonlu hacimler yöntemi ile ayrıklaştırılmıştır. Boyutsuz akım fonksiyonları “Succesive Over Relaxation”; boyutsuz derişiklik, enerji ve çevrinti taşınım denklemleri “Alternating Direction Implicit” yöntemleri ile çözülmüştür. Farklı geçirgenliğe sahip bölgelerin gözenekli ortamdaki ısı ve kütle geçişine etkisini incelemek için iki farklı geçirgenli yapıyı temsil edecek altı farklı model oluşturulmuştur. Bu modellerin geçirgenlik değerleri 10-7ve 10-4 olmak üzere iki farklı Darcy sayısı (Da) ile temsil edilmiştir. Yapılan sayısal çalışmalarda gözeneklilik (ε=0.4), Prandtl sayısı (Pr=0.7), boyut oranı (A=1), Lewis sayısı (Le=10), yüzdürme oranı (N=2) sabit tutulmuştur. Farklı Rayleigh sayıları (Ra) kullanılarak yapılan incelemenin sonuçları, akım fonksiyonu, eşderişiklik ve eşsıcaklık eğrileri kullanılarak sunulmuştur. Sonuçlar, ayrıca Nusselt (Nu), Sherwood (Sh) sayılarının ve normalize edilmiş derişiklik değerlerinin değişimi dikkate alınarak değerlendirilmiştir. Çalışmada, ikili geçirgenli yapı ile oluşturulan modellerin ısı ve kütle geçişi üzerindeki etkilerinin yüksek Rayleigh sayıları için farklılaştığı sonucuna varılmış. Ayrıca, düşey eksen boyunca oluşturulan ikili geçirgenli yapı, yatay eksen boyunca oluşturulan ikili geçirgenli yapıdan daha etkili olmuştur. Bunun sebebi geçirgen kısmın tamamının yüksek Darcy sayısına sahip olmasıdır.  Anahtar Kelimeler: Doğal taşınım, gözenekli ortam, Darcy-Brinkman modeli, geçirgenlik, Darcy sayısı, Rayleigh sayısı.The main objective of this work is to investigate the effect of the structure of double permeability on double diffusive natural convection. The permeability, K, is the measure of the flow conductance of the porous medium. In this study, two main cases are taken into account. In the first main case, the cavity has homogenous permability in everywhere and in the other main case; the cavity has two regions with different permeability values. The permeability of the porous medium can be represented by Darcy number, since Darcy number depends on the permeability, directly (Da=K/L2). Therefore, Darcy number is used instead of the permeability for all cases. The natural convective flow with heat and mass transfer for porous media, saturated with two dimensional fluid, having heat and mass production in solid phase was investigated by using Darcy-Brinkman model. The fluid is assumed to be a normal Boussinesq fluid that is the density variations upon temperature and concentration at constant pressure. Soret and Dufour effects on heat and mass diffusion were neglected. The cavity is cooled from all the walls, where as the right wall is partially permeable and other boundaries are impermeable. The double-diffusive natural convection in a porous cavity with partially permeable wall is analyzed by solving mass, momentum, vorticity, energy and concentration balance equations, using the Brinkman extension of the classical Darcy equation. A cell-centered finite volume scheme is applied to solve the governing equations. The stream function field is calculated by using a Successive Over Relaxation method (SOR). The grid layout was arranged by utilizing collocated grid procedure, while the power law-differencing scheme was adopted for heat, mass fluxes and vorticity transfer in the fluid domain. The iterative procedure is performed with the Alternating Direction Implicit method (ADI). For benchmarking purpose, the accuracy of the numerical code was checked in the case of double diffusive convection within a differentially heating square porous enclosure subject to a concentration difference, C, and a temperature difference, T in the horizontal direction using the results reported in Goyeau et al. (1996). The results concern mass transfer due to purely thermal natural convection (N=0) for Darcy model (Da=10-7). When the Darcy number is small enough (Da 10-7) the numerical results obtained with the Brinkman model are in agreement with Darcy's law (Bennacer et al., 2001). The average Nu and Sh numbers are in good agreement with those published in the references. The grid was selected as a trade off between numerical accuracy, stability, and computational time. A non-uniform grid (64x64) was used in all calculations. Heat and mass transfer characteristics as isoconcentration lines, streamlines, isotherms, average Sherwood numbers and Nusselt numbers were studied for different values of Rayleigh number and the structures of double permeability. The main findings of this investigation are as follow: The concentration gradients in all cases are larger according to the medium with (Da 10-7) homogenous permeability. On the other hand, the temperature gradients in all cases are smaller according to the medium with (Da 10-7) homogenous permeability. In case 3 and case 6, the Darcy number of the medium is 10-7 in 75 %. Therefore heat and mass transfer characteristics as isoconcentration lines, streamlines, isotherms, average Sherwood numbers and Nusselt numbers were expected  to be  similar, but  not seen any similarities between case 3 and case 6. There are similarities only between case 6 and case 0 for the concentration gradients and the average Sherwood numbers. The average Nusselt numbers for six cases are nearly similar. Also, the average Nusselt number increases as the Rayleigh number increases for all cases. The maximum changing of Nusselt number is seen at case 5, the minimum changing is case 0. As the Rayleigh number increases, the amount of the leakage from the cavity also increases. As a result, the leakage from the cavity has higher values in the double permeability cases that the Darcy number of the bottom region of the cavity is 10-7 in 75 % (case 6). Keywords: Natural convection, porous medium, permeability, Darcy number, Rayleigh number, Darcy-Brinkman model.

Category-theoretic formulation of relational materialism

This brief brochure is intended to present a philosophical theory known as relational materialism. We introduce the postulates and principles of the theory, articulating its ontological and epistemological content using the language of category theory. The identification of any existing entity is primarily characterized by its relational, finite, and non-static nature. Furthermore, we provide a categorical construction of particularities within the relational materialist onto-epistemology. Our objective is to address and transform a specific perspective prevalent in scientific communities into a productive network of philosophical commitments

Synthesis of novel indole-isoxazole hybrids and evaluation of their cytotoxic activities on hepatocellular carcinoma cell lines

Background Liver cancer is predicted to be the sixth most diagnosed cancer globally and fourth leading cause of cancer deaths. In this study, a series of indole-3-isoxazole-5-carboxamide derivatives were designed, synthesized, and evaluated for their anticancer activities. The chemical structures of these of final compounds and intermediates were characterized by using IR, HRMS, H-1-NMR and C-13-NMR spectroscopy and element analysis. Results The cytotoxic activity was performed against Huh7, MCF7 and HCT116 cancer cell lines using sulforhodamine B assay. Some compounds showed potent anticancer activities and three of them were chosen for further evaluation on liver cancer cell lines based on SRB assay and real-time cell growth tracking analysis. Compounds were shown to cause arrest in the G0/G1 phase in Huh7 cells and caused a significant decrease in CDK4 levels. A good correlation was obtained between the theoretical predictions of bioavailability using Molinspiration calculation, Lipinski's rule of five, and experimental verification. These investigations reveal that indole-isoxazole hybrid system have the potential for the development of novel anticancer agents. Conclusions This study has provided data that will form the basis of further studies that aim to optimize both the design and synthesis of novel compounds that have higher anticancer activities