Numerical Tests-Based Assessment of the Procedures of Blurry and Noisy Image Enhancement

An extension of the test-based method of multi-aspect numerical assessment of the quality of image enhancement procedures on blurry and noisy images is presented. The principles of construction of the tests affected by various types and intensity of blurring and noising are described. Linear models of blurring have been defined. Formal definitions of measurable parameters characterizing the quality of image enhancement procedures are proposed. Comments on the errors and applicability limitations of the proposed testing method are also given. In a numerical experiment, the utility of the method by comparative assessment of 18 various image enhancement procedures is proven. Remarks concerning the properties of several widely-known image enhancement procedures are formulated. Concluding remarks about the utility of the presented method of image enhancement procedures assessment are given

Écologie des cyanobactéries planctoniques dans les lacs de thermokarst subarctiques

Les lacs de thermokarst (lacs et étangs peu profonds causés par le dégel du pergélisol) ont été identifiés comme des écosystèmes d'eau douce d’une importance capitale étant donné leur grande abondance dans le Nord circumpolaire et leur production intense des gaz à effet de serre. L'objectif de cette étude de doctorat était de caractériser le plancton autotrophe de ce type du lac, en mettant l'accent sur deux groupes écologiques de cyanobactéries (les espèces responsables des floraisons et les espèces picoplanctoniques), et d’évaluer leur sensibilité potentielle aux changements climatiques. Des lacs de thermokarst ont été échantillonnés dans une multitude de paysages dans le Nord du Québec où les effets des changements climatiques sont présentement observés. La structure des communautés de phytoplancton ainsi que l’influence des variables environnementales sur celles-ci ont été évaluées par plusieurs méthodes dont le profilage vertical de lacs, l’analyse de pigments photosynthétiques par chromatographie liquide à haute performance, l'analyse de picoplancton par cytométrie en flux, l’analyse moléculaire de la structure des communautés de protistes et l'analyse des échantillons d'eau du lac par microscopie inversée. Aussi, un effet direct (réchauffement) ainsi qu’un effet indirect (enrichissement en phosphore) des changements climatiques sur les lacs de thermokarst ont été évalués par une expérience d’incubation. Enfin, l’effet de la température sur la relation trophique herbivores-cyanobactéries a été évalué à l’aide d’un système en laboratoire. Pour ce faire, des clones tempérés et subarctiques de l’espèce de zooplancton clé Daphnia pulex ainsi qu’une souche de picocyanobactéries de haute latitude ont été utilisés. Les résultats indiquent que les lacs de thermokarst, ainsi qu’un ensemble de lacs de référence, contenaient des pigments photosynthétiques diversifiés provenant du plancton autotrophe. Certains pigments indicateurs pour les cyanobactéries et les bactéries photosynthétiques sulfureuses vertes étaient présents. Les indicateurs de l’état trophique d’un lac (les concentrations de chlorophylle a et de phosphore total) ont révélé que les lacs de thermokarst étaient plus eutrophes que les lacs oligotrophes de référence. Les communautés phytoplanctoniques des deux groupes de lacs se composaient de faibles concentrations de cyanobactéries formant des floraisons et de picocyanobactéries, mais dans des proportions très variables de leur biovolume phototrophe total. Les résultats des expériences suggèrent que le réchauffement climatique pourrait, à la fois directement et indirectement, stimuler la croissance et la dominance des cyanobactéries ainsi que de détériorer la qualité du phytoplancton dont le zooplancton se nourrit. Les chrysophytes ont également été stimulés par des températures plus chaudes. Le taux de croissance et la performance des daphnies subarctiques ont diminué avec des températures plus élevées et de la nourriture de moins bonne qualité (les seuils d’alimentation ont augmentés), mais dans une moindre mesure que pour le clone tempéré. Les lacs de thermokarst sont un groupe d’écosystèmes d’eau douce de haute latitude qui sont abondants dans les paysages de fonte du pergélisol et ils se distinguent par quelques caractéristiques limnologiques. Les résultats de cette recherche doctorale démontrent qu’ils contiennent du phytoplancton diversifié en termes de groupes de pigments, de classes de taille et de taxons, et ce malgré la forte atténuation de la lumière par la matière organique dissoute colorée et les particules en suspension, ainsi que par leur caractère fortement hétérotrophe. Les cyanobactéries pourraient devenir plus prédominantes dans les lacs de thermokarst avec les changements climatiques. De plus, l’effet combiné du réchauffement et de l’augmentation des charges en phosphore causeraient des floraisons de cyanobactéries plus fréquentes, ce qui influencerait la diversité du phytoplancton et l’efficacité du réseau alimentaire.Given their great abundance throughout the circumpolar North, and their intense production of greenhouse gases, thermokarst lakes (shallow lakes and ponds caused by thawing permafrost) have been identified as a globally important class of freshwater ecosystems. The objective of this doctoral study was to characterize the autotrophic plankton of this lake type, with emphasis on two ecological groups of cyanobacteria (bloom-formers and picoplankton) and their responsiveness to climate change. Thermokarst lakes were sampled across a range of landscapes in northern Quebec. Phytoplankton community structure and relationships with environmental variables were assessed with a combination of methods including limnological profiling, pigment analysis by high performance liquid chromatography, picoplankton analysis by flow cytometry, molecular assays of protist community structure, and analysis of lake water samples by inverse microscopy. Additionally, an incubation experiment with thermokarst lake water was performed to evaluate the potential direct (warming) and indirect (phosphorus enrichment) effects of climate change. Finally, a laboratory system was designed and applied to test the effects of temperature on herbivore-cyanobacteria feeding relationships using subarctic and temperate clones of the keystone species Daphnia pulex, and a high latitude strain of picocyanobacteria. The results showed that thermokarst lakes as well as a set of reference rock-basin lakes contained diverse pigments originating from autotrophic plankton, including some pigments specific for cyanobacteria and green photosynthetic sulfur bacteria. Indicators of trophic status (chlorophyll a and total phosphorus concentrations) showed that the thermokarst lakes were more enriched than the oligotrophic reference lakes. The phytoplankton communities of both groups contained low concentrations of bloom-forming cyanobacteria and picocyanobacteria, but in highly variable proportions of their total phototrophic biovolume. The experimental results indicated that climate warming may both directly and indirectly stimulate cyanobacterial growth and dominance, and may cause a decrease in phytoplankton food quality for zooplankton. Chrysophytes were also stimulated by warmer temperatures. The growth rate and performance of the subarctic Daphnia clone was negatively affected by higher temperatures and lower food quality (increased feeding thresholds), but to a lesser extent than the temperate clone. Overall, thermokarst lakes are a class of high latitude freshwater ecosystems that occur in high abundance across thawing permafrost landscapes and that have a number of distinctive limnological properties. Despite the strong attenuation of light by their coloured dissolved organic matter and suspended particles, and their strongly heterotrophic character, the results of this research show that they contain diverse phytoplankton in terms of pigment groups, size classes and taxa. Cyanobacteria may become more prevalent in these waters as a consequence of ongoing climate change. Cyanobacterial blooms are likely to follow the combined effects of warming and increased phosphorus loading, and would in turn affect phytoplankton diversity and the efficiency of food web processes

Landscape-gradient assessment of thermokarst lake hydrology using water isotope tracers

Thermokarst lakes are widespread in arctic and subarctic regions. In subarctic Québec (Nunavik), they have grown in number and size since the mid-20th century. Recent studies have identified that these lakes are important sources of greenhouse gases. This is mainly due to the supply of catchment-derived dissolved organic carbon that generates anoxic conditions leading to methane production. To assess the potential role of climate-driven changes in hydrological processes to influence greenhouse-gas emissions, we utilized water isotope tracers to characterize the water balance of thermokarst lakes in Nunavik during three consecutive mid- to late summer seasons (2012-2014). Lake distribution stretches from shrub-tundra overlying discontinuous permafrost in the north to spruce-lichen woodland with sporadic permafrost in the south. Calculation of lake-specific input water isotope compositions (I) and lake-specific evaporation-to-inflow (E/I) ratios based on an isotope-mass balance model reveal a narrow hydrological gradient regardless of diversity in regional landscape characteristics. Nearly all lakes sampled were predominantly fed by rainfall and/or permafrost meltwater, which suppressed the effects of evaporative loss. Only a few lakes in one of the southern sampling locations, which overly highly degraded sporadic permafrost terrain, appear to be susceptible to evaporative lake-level drawdown. We attribute this lake hydrological resiliency to the strong maritime climate in coastal regions of Nunavik. Predicted climate-driven increases in precipitation and permafrost degradation will likely contribute to persistence and expansion of thermokarst lakes throughout the region. If coupled with an increase in terrestrial carbon inputs to thermokarst lakes from surface runoff, conditions favorable for mineralization and emission of methane, these water bodies may become even more important sources of greenhouse gases

Effect of short wavelengths light on the circadian rhythm of core body temperature in rats.

Światło, a szczególnie światło niebieskie, jest głównym bodźcem synchronizującym zegar biologiczny ssaków. Natężenie oraz kompozycja spektralna światła słonecznego różni się w ciągu dnia oraz w ciągu roku. Największe natężenie światła występuje w godzinach porannych. Natomiast w ciągu roku największe natężenie światła obserwowane jest w lecie. Przypuszcza się, że te sezonowe zmiany oświetlenia są główną przyczyną występowania zaburzeń okołodobowych takich jak choroba afektywna sezonowa. Również względny udział światła niebieskiego w porównaniu do pełnego spektrum światła różni się sezonowo, z wyraźnie mniejszym udziałem w zimie oraz w godzinach wieczornych. Nie wiadomo jednak czy zmiany kompozycji spektralnej światła również przyczyniają się do powstania tych zaburzeń.Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu zablokowania krótkich fal światła widzialnego (światła niebieskiego) na okołodobowy rytm głębokiej temperatury ciała pigmentowanych szczurów z funkcjonalną siatkówką. Dorosłe szczury szczepu Long Evans poddane zostały zabiegowi implantacji nadajnika telemetrycznego, dzięki któremu rejestrowana była głęboka temperatura ciała oraz pozostałe parametry fizjologiczne (EEG, EMG, i aktywność lokomotoryczna). Rejestracja prowadzona była przez 18 dni w trakcie których zwierzęta utrzymywane były w symetrycznym, 24-godzinnym cyklu światła i ciemności (LD 12:12) oraz w stałym natężeniu światła ok. 400 lux. Przez 9 dni szczury w fazie jasnej eksponowane były na światło białe o pełnej kompozycji spektralnej, natomiast po 9 dniach rejestracji kontrolnej odcięto krótkie fale światła widzialnego poniżej 525nm (światło niebieskie), zakładając na lampy halogenowe bursztynowe filtry. Wyniki porównano pomiędzy dwoma warunkami świetlnymi. Po odcięciu światła niebieskiego zaobserwowano istotne statystycznie zmiany w głębokiej temperaturze ciała pigmentowanych szczurów. Zarówno w fazie jasnej oraz ciemnej nastąpił spadek głębokiej temperatury ciała szczurów po zablokowaniu krótkich fal światła widzialnego. Otrzymane wyniki mogą potwierdzać wpływ kompozycji spektralnej, zwłaszcza krótkich fal światła widzialnego na okołodobowy rytm głębokiej temperatury ciała. Odcięcie światła niebieskiego wpływa na obniżenie głębokiej temperatury ciała szczura z funkcjonalną siatkówką.Light, especially blue light, is the main stimulus synchronizing the biological clock of mammals. The intensity and the spectral composition of sunlight varies between a day anda year. The highest intensity of light occurs in the morning. While during the year, the highest intensity of light is observed in the summer. It is believed, that these seasonal changes in lighting are the main cause of circadian disturbances such as Seasonal Affective Disorder. Also the relative proportion of blue light compared to the full spectrum of light varies seasonally, with a significantly less participation in winter and in the evening. However, it is not known, whether changes in the spectral composition of light also contribute to these disorders.The purpose of this work was to investigate the effect of short wavelengths light blockage (blue light) on the circadian rhythm of core body temperature in pigmented rats with fully functional retina. Adult Long Evans rats were implanted with telemetry transmitters, which recorded core body temperature and other physiological parameters (EEG, EMG, and locomotor activity). Recordings were made for 18 days, at that time, the animals were kept in a symmetrical, 24 hour light and dark cycle (LD 12:12) and in constant light intensity of 400 lux. For 9 days during the light phase the rats were exposed to white light with full spectral composition, and after 9 days of baseline recordings, short wavelengths light below 525nm were cut off by amber filters put on halogen lamps.The results were compared between two light conditions. After blue light deprivation, statistically significant changes were observed in the core body temperature of pigmented rats. After the blockage of short wavelengths light the body temperature of rats decreased in both, the light and the dark phase, respectively. The results obtained, may confirm the effect of the spectral composition, especially the short wavelengths of visible light on the circadian rhythm of core body temperature. The blue light blockage resulted in reduction of the core body temperature in the rat with functional retina

Where Do We Come From? What Are We? Where Are We Going? The management of endangered cultural heritage based on the example of Association "Wilamowianie"

Przedmiotem niniejszej pracy jest próba analizy zarządzania zagrożonym dziedzictwem kulturowym na przykładzie Stowarzyszenia „Wilamowianie”. Przeprowadzone badania umożliwiły kompleksową analizę działań podejmowanych przez organizację wraz z osadzeniem ich w realiach obecnie funkcjonującego dziedzictwa. Szczególnie istotną część stanowi przegląd elementów otoczenia oraz interesariuszy Stowarzyszenia. Podstawa pracy bazuje na teorii z zakresu zarządzania dziedzictwem kulturowym w zestawieniu z literaturą z pogranicza socjologii, językoznawstwa czy socjolingwistyki. Wieloaspektowość działalności prowadzonej przez organizacje przekłada się na zróżnicowanie zagadnień omawianych w kolejnych rozdziałach.The main subject of this thesis is an attempt to analyze the management process of endangered cultural heritage based on the example of Association “Wilamowianie”. The undertaken research enabled a comprehensive analysis of the activities driven by the organization along with embedding them in the reality of currently functioning heritage. The most important part is the review of organization’s environment and its key stakeholders. This thesis has been based on a review of the theory of cultural heritage management in a set with interdisciplinary literature of sociology, linguistics or sociolinguistics. Different aspects of the activities carried out by the organization translate into the diverse subjects discussed in the combined chapters

Sleep disorders and their consequences

Poniższa praca przedstawia badania nad bardzo częstym w dzisiejszych czasach problem zdrowotnym, jakim są zaburzenia snu. Obecnie zostały one sklasyfikowane i spisane w międzynarodowej klasyfikacji chorób i problemów zdrowotnych ICD-10. Aby zrozumieć problem praca ta opisuje również charakterystykę procesu snu, jego rolę w funkcjonowaniu organizmu oraz jego higienę.Na podstawie najnowszych badań wydaje się prawdopodobne, że sen nie jest globalnym, ale swego rodzaju lokalnym zjawiskiem mózgu, który został tutaj krótko opisany. Wykazano, że przyczyny zaburzenia snu są różne, najczęściej środowiskowe. Jednakże proces snu i czuwania jest regulowany również przez różnorodne czynniki endogenne.Poniższa praca podaje ponadto, że nieleczone braki snu mają poważne konsekwencje w samopoczuciu psychofizycznym i mogą prowadzić do poważnych efektów zdrowotnych.The present study investigated one of the most common people health problems, which are sleep disorders. Nowadays they all were classified and written about in the International Classification of Diseases and Health Problems ICD-10. To understand the problem, the paper described also characterization of sleep process, the role in the functioning of the body and sleep hygiene.Based on the latest research, it seems likely that sleep is not a global, but sort of a local phenomenon of the brain, which was briefly described here. We demonstrated that causes of sleep disorders are various, mostly environmental. However, the process of sleep and wakefulness is regulated also by various endogenous factors.The paper reported furthermore that untreated sleep deprivation has serious consequences for the psychophysical well being and it can lead to serious health consequences

Discrimination of biomedical textures based on logical similarity measure

The paper presents an approach to discrimination of textures in radiological images based on multi-aspect similarity measures composed of logical tests. There are formulated basis assumptions for similarity measures which can be composed by products of partial (single-aspect) similarity measures. On the basis of similarity measures -similarity classes are defined. Next, two types: strong and weak similarity measures are defined. It is shown that they make possible to define similarity measures based on quality objects properties as well as on their numerical parameters. As an example of application of the general concept discrimination of normal and ill (lesions affected) tissues is considered. It is illustrated by analysis of USG images of liver tissues for which morphological spectra and their statistical parameters have been calculated. It is shown that the differences between values of some pairs of corresponding parameters can be used to a construction of an effective algorithm of textures discrimination. This algorithm takes into consideration both, numerical features of the texture samples and some qualitative data concerning the patients. Conclusions are formulated at the end of the paper