E-ISSN: 2587-0351 | ISSN: 1300-2694
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi - Pamukkale Univ Muh Bilim Derg: 24 (5)
Cilt: 24  Sayı: 5 - 2018
1.
Kapak-İçindekiler
Cover-Contents
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi
Sayfalar I - VI

2.
Asenkron Motorlar için Artıran Tip Gerilim Uygulamalı V/f Tabanlı Hız Denetiminde Farklı PWM Tekniklerinin Performans Analizi
Performance Analysis of Different PWM Techniques on V/f-based Speed Control with Boost Voltage Application for Induction Motors
Selami Kesler
doi: 10.5505/pajes.2018.13845  Sayfalar 797 - 808
Bu makale, Asenkron Motorlarının (IM veya ASM) Volt-Hertz (V/f) tabanlı hız kontrolünü iyileştirmek için bir yöntem ve karşılaştırmalı bir çalışma ve sunmaktadır. Bu amaçla, özellikle farklı yük ve hız koşullarında çalışan üç fazlı asenkron motorların V/f tabanlı hız kontrol performansı açısından sinüzoidal darbe genişlik modülasyonu (SPWM) ve uzay vektör darbe genişliği modülasyonu (SVPWM) teknikleri incelenip değerlendirilmiştir. Bu bakımdan, literatürden farklı bir çalışmadır. Her iki tekniğin yukarıda belirtilen kontrol yöntemi üzerindeki kararlı ve geçici hal etkileri çeşitli örnek durumlar üzerinde analiz edilmiştir. Daha sonra, kalkış performansını artırmak için her iki PWM yönteminde de düzeltilmiş referans komut tekniğine eşlik eden ayarlanabilir yükseltici gerilim uygulaması önerilmiştir. Her iki PWM modeli için yapılan tüm araştırmalar aynı koşullar altında gerçekleştirilmiştir. SVPWM tekniği birçok durumda daha etkin sonuçlar vermesine rağmen, kontrol yöntemi üzerindeki performans açısından SPWM tabanlı uygulamalarda önerilen yöntem dikkate değer iyileştirmeler sağlamaktadır. Bu çalışmanın bir yeniliği olarak, düşük maliyetli mikrodenetleyici için daha düşük hesaplama yükü olan SPWM uygulamasında karşılaşılan düşük frekansta kötü kontrol performansı, DC hat akımına göre oransal olarak değişen düzeltilmiş referans komutlarıyla birlikte uygulanan ayarlanabilir yükseltici gerilim yöntemi ile iyileştirilebileceği gösterilmiştir.
This paper presents a comparative study and a method to improve Volt-Hertz (V/f) based speed control of Induction Motors (IMs). For this purpose, Sinusoidal Pulse Width Modulation (SPWM) and space vector pulse width modulation (SVPWM) techniques are investigated and evaluated, especially from the point of their control performance on the V/f-based control for three-phase IMs working at different load and speed conditions. From this aspect, it is a different study from the literature. Steady and transient effects of both techniques on the above mentioned control methods are analyzed for several case studies. Afterwards, adjustable boost voltage application with modified reference commands technique is proposed for both PWM methods in order to improve start-up performance. All investigations for both PWM models are carried out under the same conditions. Although SVPWM technique gives more effective results in many cases, the proposed method provides noticeable improvements on SPWM-based applications from point of performance on the control method. As a novelty of this study, it is shown that, the bad performance of the control method at low frequency in SPWM application, which has lower computational burden for low cost microcontroller, can be improved by applying adjustable boost voltage along with modified references that are proportional to the DC bus current.

3.
Elektrikli araç uygulamalarında kullanılan lityum bataryalar için göreceli kapasite tahmin yöntemi
A relative capacity estimation method for lithium batteries used in electric vehicle applications
Türev Sarıkurt, Abdulkadir Balıkçı
doi: 10.5505/pajes.2018.58224  Sayfalar 809 - 816
Günümüzde fosil yakıt kullanımının çevresel zararları hakkındaki bilincin artması ve bu yakıtların rezervlerindeki azalmadan dolayı temiz ulaşım konusu ilgi çekmektedir. Elektrikli Araçlar (EA) bu alandaki önemli alternatiflerdendir. Diğer batarya türlerine kıyasla kendiliğinden boşalma oranlarının düşük olması ve yüksek enerji yoğunluğuna, yüksek güç yoğunluğuna ve yüksek açık devre gerilimlerine sahip olmaları nedeniyle lityum tabanlı bataryalar EA uygulamalarında yoğunlukla tercih edilir. Bataryaların performansı zaman ve kullanım ile azalır. Bu nedenle EA uygulamalarında bataryanın sağlık ve ömür bilgisi önemlidir. Bu çalışmada batarya sağlığı Göreceli Kapasite (GK) cinsinden ifade edilmiş ve basit bir GK tahmin metodu önerilmiştir. GK bataryanın güncel ve nominal kapasite değerlerinin karşılaştırılmasıdır. Önerilen metotta GK bataryanın Referans Çevrim Sayısı (RÇS) kullanılarak elde edilmektedir. Bu amaçla bataryanın terminal geriliminin belirli sinyaller altında değişimine bağlı olarak bir RÇS modeli geliştirilmiştir. Daha önceki çalışmalarda önerilmiş bir batarya modeli yaşlanma etkilerini de içerecek şekilde geliştirilmiş, bataryanın farklı RÇS’deki davranışının benzetimi yapılmıştır. Farklı RÇS’deki bataryaların aynı test sinyaline verdikleri tepkiler terminal gerilimindeki değişimler üzerinden incelenmiştir. Bu değişimler sayısal büyüklüklere dönüştürülerek RÇS modeli oluşturulmuş, RÇS-GK ilişkisinden faydalanılarak GK elde edilmiştir. Metodun geçerliliği deneysel olarak da teyit edilmiştir.
Depending on the consciousness about environmental harms of fossil fuel usage and depletion in their reserves, the interest on clean transportation is rising today. Electric vehicles (EV) are important alternatives on clean transportation. In EV applications, lithium based batteries are commonly preferred due to their relatively high energy and power densities, higher open circuit voltages and lower self-discharge rates, when compared to other secondary battery types. Performance of a battery decreases with age. Therefore battery health and life information is important for reliable operation in EV applications. In this study battery health is represented in terms of relative capacity (RC) which is the comparison between actual and nominal capacity values of a battery and a simple RC estimation method is proposed. In the method, RC is estimated by using relative cycle number by using reference cycle number (RCN). For this purpose a RCN model, which is based on the change of terminal voltage under a significant load signal, is developed. A battery model, which was proposed in an earlier study is improved in order to reflect aging effects. Behaviors of batteries in different reference cycles are simulated. Different responses of batteries to the same load signal, by means of differences in terminal voltages are investigated. These differences are transformed to numerical quantities to develop RCN model and thereafter RC is estimated by using the relationship between RCN and RC. The method is validated with experiments.

4.
Etkin Epoklar ile Motor Hayaline Dayalı EEG İşaretlerinin Sınıflandırma Doğruluğunun Artırılması
Improving Classification Accuracy of Motor Imagery EEG Signals via Effective Epochs
Ebru Ergün, Önder Aydemir
doi: 10.5505/pajes.2018.93824  Sayfalar 817 - 823
Beyin bilgisayar arayüzleri (BBA) sadece beyinde üretilen işaretleri kullanarak çeşitli elektronik cihazları kullanmayı olanaklı hale getiren sistemlerdir. Bu sistemlerin yüksek başarımlı olabilmesi için bu işaretlerden çıkarılan öznitelik yöntemleri ve bu işaretlere uygulanan sınıflandırıcı yöntemleri önemlidir. Bu çalışma ile motor hayaline dair kaydedilen EEG tabanlı BBA işaretlerinden yüksek sınıflandırma doğruluğu elde edebilmek için işaretlerin etkin zaman dilimlerinden çıkarılmış özniteliklerle sınıflandırma doğruluğunun artırılmasına yönelik bir yöntem önerilmiştir. Öznitelikler, etkin zaman dilimleri belirlenen EEG işaretlerine Hilbert Dönüşümü’nün uygulanması ve işaretin türevlerinin ortalamasının alınmasıyla elde edilmiştir. BCI Competition 2003 yarışmasında kullanıma sunulmuş 2-sınıflı motor hareketi hayaline dayalı Data Set Ia isimli veri kümesinden çıkarılan öznitelikler destek vektör makineleri, k-en yakın komşuluk ve doğrusal ayrım analizi ile test edilerek performans karşılaştırması yapılmıştır. Destek vektör makineleri ile test veri kümesi üzerinde %91.46 oranında yüksek bir sınıflandırma doğruluğu elde edilmiştir. Bu sınıflandırma doğruluğu EEG işaretinin bir denemesine ait tüm örneklemelerin kullanılması durumunda elde edilen sınıflandırma doğruluğundan %17.40 daha yüksektir. Elde edilen sonuçlar, önerilen yöntemin belirlenen öznitelik çıkarma yöntemi ve destek vektör makinaları sınıflandırıcısıyla birlikte EEG işaretlerinden elde edilen sınıflandırma doğruluğunu dikkat çekici miktarda arttırdığını ve hesaplama karmaşıklığını ise azalttığını göstermiştir.
Brain computer interfaces (BCI) are systems which make it possible to use various electronic devices using only the signals produced in the brain. In order to ensure high performance of these systems, feature methods extracted from these signals and classifier methods applied to these signals are important. With this study, We proposed a method to obtain high classification accuracy from EEG based BBA signals recorded on the motor imaginary with the extracted features in the active time segments. Features were obtained by applying the Hilbert Transform to the active time segments selected EEG signs and calculating the average of the derivatives of the signs. Features extracted from two-class motor imaginary Data Set Ia (Presented at the BCI Competition 2003 competition) were analyzed by support vector machines, k-nearest neighborhood and linear discriminant analysis. Then the performance of the classifiers was compared. A high classification accuracy of 91.12% is calculated on the test dataset with support vector machines. This classification accuracy is 17.06% higher than the classification accuracy obtained in the case of using all samples of a trial of the EEG signal. As a result, the proposed method increased the accuracy of classification in a remarkable amount and reduced computational complexity with the feature extraction methods and support vector machine classifier.

5.
Pik güç azaltımı tabanlı talep cevabı stratejisi ve yük faktörü maksimizasyonu amaçlı bir elektrikli araç toplu park bölgesi enerji yönetim stratejisi
A peak power reduction based demand response strategy and load factor maximization oriented electric vehicle parking lot energy management strategy
Ozan Erdinç, Akın Taşcıkaraoğlu
doi: 10.5505/pajes.2018.73636  Sayfalar 824 - 830
Ulaşım sistemlerinin elektrifikasyonu üzerine son zamanlarda artan ilgi ile birlikte, elektrikli araçlar üzerine gerçekleştirilen çalışmalar büyük ivme kazanmıştır. Ancak elektrikli araçlar dağıtım seviyesinden elektrik güç sistemine bağlandıklarından dolayı artan elektrikli araç şarj gereksinimi nedeniyle sistemde önemli bir güç talebi artışı oluşacaktır. Bireysel olarak elektrikli araçların dağıtım sistemine asgari yükü getirecek şekilde koordine edilmesi oldukça zor olsa da özellikle elektrikli araç toplu park bölgeleri bünyesinde ilgili şarj işleminin yönetimi etkin bir opsiyondur. Bu durum özellikle son zamanlarda akıllı şebekeler kapsamındaki talep cevabı konsepti ile de ilişkilendirilmektedir. Bu bağlamda bu çalışmada, pik güç azaltımı tabanlı bir talep cevabı stratejisinin gereksinimini karşılayacak ve aynı zamanda ilgili şarj gücü değişiminin yük faktörünü azami hale getirecek şekilde bir işletim sağlayacak bir enerji yönetim stratejisi önerilmektedir.
Together with the increasing attention on the electrification of transportation systems, the studies realized on electric vehicles have gained a great acceleration. However, as the electric vehicles are connected to the electric power system from the distribution level, an important power demand increase will occur in the system due to the electric vehicle charging requirements. Even the coordination of individual electric vehicles so as to bring minimum loading to the distribution system is significantly hard, especially the management of the relevant charging process within the electric vehicle parking lots is an effective option. Specifically, this issue has been linked with the demand response concept in smart grid content. In this regard, in this study an energy management strategy that can ensure the requirements of a peak power reduction oriented demand response strategy and can provide an operation that maximizes the load factor of the relevant charging power variation is proposed.

6.
İçme suyu şebeke otomasyonunun tasarımı ve gerçekleştirilmesi
Design and implementation of water supply network automation
Nihat Daldal
doi: 10.5505/pajes.2017.66424  Sayfalar 831 - 836
Günümüzde içme suyu şebekeleri hemen hemen her yerleşim bölgesinde mevcuttur ve içme suyu şebekesi yönetimi kaçınılmaz bir sorundur. Özellikle bu şebekeler çoğu yerlerde, kişilerin inisiyatifine bağlı olarak kontrolsüz bir şekilde yönetilmektedir. Bu sebeple enerji tüketimi, su sarfiyatı ve insan gücü kaybı oldukça fazladır. İçme suyu şebekelerinde temelde yüksek noktalarda su depoları bulunmakta, alçak noktalarda ise pompa istasyonu ile depolara su gönderilmektedir.
Otomasyonsuz sistemlerde pompa istasyonundaki motor depolara görevli kişinin pompayı çalıştırması ile su göndermektedir. Eğer depo ile pompa istasyonu arasında haberleşme yoksa, kontrolsüz olarak zamanlamalı çalıştırılan pompa ile depo taşmaktadır. Bu sebeple su sarfiyatı, pompanın elektrik sarfiyatı ve sistemi çalıştırıp kontrolü sağlayan insan gücü kaybı ile motorun mekanik ömrünün azalması en önemli kayıplardır.
Bu çalışmada Ankara ili Kızılcahamam ilçesinin içme suyu şebekesinin, bilgisayar kontrollü otomasyon sistemine çevrilmesi sağlanmıştır. İlçede içme suyu için 7 su deposu ve 8 pompa istasyonu bulunmaktadır. Çalışmanın tamamlanması ile su depolarının taşması veya depoların boş kalması engellenmiştir. Ayrıca pompa arızaları, elektrik sarfiyatı ve sistem kontrolünü sağlayan çalışan sayısı minimuma indirgenmiştir. Uygulanan sistem 2011 yılından günümüzde aktif olarak kullanılmaktadır.
Today, water supply networks are available in almost residential area and water supply network management is an inevitable question. In particular, this network is managed in the villages and districts in an uncontrolled manner due to the initiative of the people. For this reason, energy consumption, water consumption and loss of human power are considerable. In the water supply networks basically there are water reservoirs at high points and in the low points water is being pumped with pump station.
In automation-free systems, the engine in the pump station is flooded with water. If there is no communication between the tank and the pumping station, the tank is run with uncontrolled timed pump. For this reason, water consumption, pump power consumption and loss of man power that enables the system to operate and control and the decrease of the engine mechanical life are the most important losses. In order to eliminate these problems, automation works of water supply networks are being developed more and more day by day.
In this study, the water supply network of Kızılcahamam district of Ankara was converted into a computer controlled automation system. There are 7 water tanks and 8 pumping stations for drinking water in the district. With the completion of the work, the flood of water tanks or the storage of the tanks is prevented. In addition, the number of employees providing pump failures, electricity consumption and system control has been reduced to a minimum.
The applied system has been actively used from 2011 to today.

7.
OLED TV’ler için 24/20A LLC Rezonanslı Dönüştürücü Uygulaması
Application of 24V/20A LLC Resonant Converter for OLED TVs
Çağatay Özçelik, Atiye Hülya Obdan
doi: 10.5505/pajes.2017.79653  Sayfalar 837 - 845
Bu çalışmada, LLC topolojisi kullanılarak çift transformatör yapısı ile transformatörlerin primer tarafları seri sekonder tarafları paralel bağlı olacak şekilde rezonanslı dönüştürücü ele alınmıştır. Seri rezonans karakteristiği sayesinde güç Mosfet’leri sıfır gerilim altında iletime girmektedir, böylece yarı iletkenler üzerindeki kayıplar azalmıştır. Önerilen dönüştürücüde transformatörlerin primer sargıları birbirlerine seri bağlanmıştır, bu sayede çıkış tarafına akım dengeli bir şekilde sağlanmıştır. Sekonder tarafta transformatörlerin sargıları birbirlerine paralel bağlanmıştır böylece yük akımı eşit biçimde dağıtılmış aynı zamanda transformatörlerin sekonder sargılarının ve çıkış doğrultucu diyotlarının akım stresi azalmıştır. Bu çalışmada LLC rezonanslı dönüştürücünün çalışma prensibi ele alınmıştır ve OLED TV güç kaynakları için 24V/20A çıkışlı devrenin PSIM simülasyon modeli ve prototipi oluşturulmuştur.
This study aims to come out with a double transformer resonant converter design that is serially connected in the primary part and parallel connected in the secondary part while using LLC topology. With the help of serial resonance characteristics, the power MOSFETs are conducted at zero voltage switching, therefore the switching power losses on the semiconductor devices are minimized. In the recommended converter, the primary part of two transformers are connected in series in order to transmit the load currents to output in a balanced manner. In the secondary part, the transformers are parallel connected in order to provide equal distribution of load currents. This, in return, decreased the current stresses on the secondary part of the transformers and on the output rectifying diodes. This study provides the working principle of the series resonant LLC converter topologies by designing the PSIM simulation model and laboratory prototype with 24V/20A output for OLED TV power source.

8.
İnterdijital kapasitör yüklü geniş bantlı mikroşerit bant durduran filtre tasarımı
Interdigital capacitor loaded wideband bandstop microstrip filter design
Ali Kürşad Görür
doi: 10.5505/pajes.2017.58265  Sayfalar 846 - 849
Bu makalede, kompakt bir yapıya sahip geniş bantlı bant durduran mikroşerit filtre tasarımı önerilmektedir. Önerilen filtre, kıvrılmış mikroşerit hatlarla oluşturulmuş menderes biçimli açık halka rezonatörün alt kenarına kapasitif yükleme yapılarak tasarlanmaktadır. Giriş-çıkış portları birbirine yüksek empedansa sahip bir iletim hattı ile bağlı olup, kapasitif yükleme bu hatta interdijital kapasitörler vasıtasıyla yapılmaktadır. Tasarlanan filtrede durdurma bandının üst ve alt frekanslarında oluşturulan yansıma sıfırları sayesinde yüksek seçicilik elde edilebilmektedir. Bu yansıma sıfırlarının kontrolü devredeki çeşitli parametrelerdeki değişimlerle sağlanmaktadır. Ayrıca, durdurma bandı içerisinde iki adet iletim sıfır mevcuttur. Durdurma bandının bant genişliği ve merkez frekansı da kontrol edilebilmektedir. Tasarlanan filtre, önerilen çalışmaların geçerliliğinin ortaya konulabilmesi amacıyla 10.2 bağıl dielektrik sabitine ve 1.27 mm taban kalınlığına sahip RT/Duroid malzeme üzerinde imal edilmiştir. Yaklaşık 2.57 GHz merkez frekansında 1.22 GHz bant genişliğine sahip filtrenin ölçüm sonuçlarının simülasyon sonuçlarıyla oldukça iyi bir uyum içerisinde olduğu gözlenmiştir. Ölçüm sonuçlarında yansıma kaybı ve bant içi araya girme kaybı sırasıyla -0.3 dB ve -20 dB’den daha iyi olacak şekilde elde edilmiştir.
In this paper, a wideband microstrip bandstop filter design having a compact size is proposed. The proposed filter is designed by making a capacitive loading to the bottom side of a meandered open loop resonator formed by folded microstrip transmission lines. Input-output ports are connected to each other with a high impedance transmission line and capacitive loading is achieved by interdigital capacitors to this transmission line. In the designed filter, high selectivity can be obtained by means of reflection zeros occurred at the upper and lower frequencies of the stopband. Control of those reflection zeros is achieved by the changes in various parameters of the circuit. Besides, there are two transmission zeros inside the stopband. Bandwidth and center frequency of the stopband can also be controlled. In order to prove the validity of the proposed study, the designed filter was fabricated on an RT/Duroid substrate having a dielectric constant of 10.2 and a thickness of 1.27 mm. Measured results of the filter with a center frequency of approximately 2.57 GHz and a bandwidth of 1.22 GHz have been observed in a very good agreement with the simulated results. In the measurements, return loss and in-band insertion loss have been obtained as -0.3 dB and better than -20 dB, respectively.

9.
Düşük İşlem Yüküne Sahip Hareket Kestirimi için Tümlev İmge Temelli İkilileştirme
Integral Image based Binarization for Low-Complexity Motion Estimation
Aysun Taşyapı Çelebi, Oğuzhan Urhan
doi: 10.5505/pajes.2018.48303  Sayfalar 850 - 856
Günümüzde yüksek çözünürlüklü televizyonlar, kameralar, akıllı telefonların kullanımı ile birlikte yüksek çözünürlüklü video uygulamalarına talep duyulmaktadır. Bu cihazlardaki güç tüketimi ve sınırlı hafıza gibi kısıtlardan dolayı da düşük işlem yüküne sahip video kodlama yöntemlerine ihtiyaç artmaktadır. Video kodlama standartlarında halen en fazla işlem yükü hareket kestirimi kısmındadır. Bu çalışmada düşük işlem yüküne sahip, düşük bit derinliği gösterimi temelli bir hareket kestirimi yöntemi önerilmektedir. Bu yaklaşımda video çerçeveleri tümlev imge kullanılarak etkin bir şekilde ikilileştirilmekte ve video çerçevelerinin iki bit ile gösterimi elde edilmektedir. Elde edilen ikili çerçeveler üzerinden geleneksel mutlak farklar toplamı (SAD) yerine donanıma daha uygun olan dışaran veya (EX-OR) operasyonu kullanılarak uyumlama işlemi yapılmaktadır. Hareket kestiriminde ikilileştirme işlemi gerçekleştirirken tümlev imge kullanılması ilk kez bu çalışmada önerilmektedir. Önerilen yöntem, literatürde mevcut olan 1-bit dönüşüm (1BT) temelli yaklaşımlara kıyasla hareket kestirim doğruluğunu geliştirirken iki bit dönüşüm temelli yaklaşımların başarısı ile hemen hemen aynı seviyede olmaktadır.Bunun yanında özellikle ikilileştirme aşamasında bu yöntemlerin işlem yükünü azaltmaktadır.
Today, high resolution video applications are demanded with the use of high resolution televisions, cameras, smart phones. The requirement for low processing load video coding methods increase due to constraints such as power consumption and limited memory in these devices. In video coding standards, most of the processing load still originates from the motion estimation part. In this study, a low bit depth representation based motion estimation method that has low computational load is proposed. In this approach, video frames are binarized efficiently by using integral image and the representation of video frames in terms of two bits is performed. Matching operation is carried out on these binary image frames using hardware friendly EX-OR operation instead of conventional SAD (Sum of Absolute Difference This study is the first attempt of using the integral image for the binarization process in the motion estimation. While the proposed method improves the motion estimation accuracy compared to the 1BT based approaches available in the literature, it provides similar motion estimation performance with the two bit depth based approaches. Additionally, it reduces the processing load of these methods, especially during the binarization phase.

10.
Genelleştirilmiş regresyon yapay sinir ağı örüntü katman büyüklüğünü azaltmak için kümeleme tabanlı bir yaklaşım
A cluster based approach to reduce pattern layer size for generalized regression neural network
Mustafa Oral, Serkan Kartal, Buse Melis Özyıldırım
doi: 10.5505/pajes.2017.76401  Sayfalar 857 - 863
Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağı (GRYSA) radyal tabanlı çalışan ve genellikle tahminleyici olarak kullanılan denetimli-öğrenimli bir yapay sinir ağı (YSA) modelidir. Kolay modellenebilmesinin yanında hızlı ve tutarlı sonuçlar üretmesi bu algoritmanın güçlü yanlarını oluşturmaktadır. Ancak GRYSA tahmin mekanizmasında, eğitim veri setindeki her örnek veri için örüntü katmanında bir adet nöron tutulmaktadır. Bu nedenle, eğitim veri setinin çok büyük olduğu çalışmalarda örüntü katman yapısı örnek verilerinin sayısıyla aynı oranda büyümekte, yapılan işlem sayısı ve bellek gereksinimi artmaktadır. Bu çalışmada, GRYSA algoritmasının işlem sayısını azaltmaya yönelik olarak literatürde daha önce de denenmiş olan k-ortalama kümeleme algoritması ön-işlemci olarak kullanılmış, literatürdeki çalışmalardan farklı olarak, bu çalışmaların performansını negatif anlamda etkileyen kümeler arasına düşen test verileri bulunarak aykırı veri oluşmasının önüne geçilmiştir. Böylece, örüntü katmanındaki bellek ihtiyacı ve işlem sayısı azaltılırken, kümeleme algoritmasının eklenmesi ile performansta ortaya çıkan negatif etki büyük oranda giderilmiş ve yaklaşık %90 daha az eğitim verisi ile neredeyse aynı tahmin sonuçları elde edilmiştir.
Generalized Regression Neural Network (GRNN), is a radial basis function based supervised learning type Artificial Neural Network (ANN) which is commonly used for data predictions. In addition to its easy modelling structure, being fast and producing accurate results are the other strong features of it. On the other hand, GRNN employs a neuron in pattern layer for each data sample in training data set. Therefore, for huge data sets pattern layer size increases proportional to the number of samples in training data set, memory requirement and computational time also increase excessively. In this study, in order to reduce space and time complexity of GRNN, k-means clustering algorithm which had been used as pre-processor in the literature is utilized and outlier data emergence which affects the performances of previous studies negatively, is prevented by identifying test data located between clusters. Hence, while memory requirement in pattern layer and number of calculations are reduced, negative effect on the performance emerged by the use of clustering algorithm is significantly removed and almost the same prediction performances to that of standard GRNN are achieved by using %90 less training samples.

11.
Yarı-Gözetimli Veri Sınıflandırma için Kolektif bir Öğrenme Yaklaşımı
A Collective Learning Approach for Semi-Supervised Data Classification
Nur Uylaş Satı
doi: 10.5505/pajes.2017.44341  Sayfalar 864 - 869
Yarı-gözetimli veri sınıflandırma, makine öğrenme ve veri madenciliğinde önemli bir çalışma alanıdır çünkü az sayıda etiketli ve çok sayıda etiketsiz veri içeren veri kümeleri ile ilgilenmektedir. Gerçek hayat veri kümelerinin çoğu bu özelliği taşıdığından birçok araştırmacı bu alana ilgi duymaktadır. Bu makalede yarı-gözetimli veri sınıflandırma problemlerinin çözümü için kolektif bir yöntem önerilmiştir. Konuyu daha iyi anlamak için R1 de tanımlı veri kümeleri oluşturup önerilen algoritmalar bu veri kümelerine uygulanmıştır. Gelişkin tekniklerle karşılaştırma yapmak için en iyi bilinen WEKA makine öğrenme programı kullanılmıştır. Çalışmalar UCI veri kümesi deposunda bulunan gerçek hayat veri kümeleri üzerinde uygulanmıştır. 10 katlı çapraz geçerlilik ölçütü kullanılarak elde edilen değerlendirme sonuçları tablolarda sunulmuştur.
Semi-supervised data classification is one of significant field of study in machine learning and data mining since it deals with datasets which consists both a few labeled and many unlabeled data. The researchers have interest in this field because in real life most of the datasets have this feature. In this paper we suggest a collective method for solving semi-supervised data classification problems. Examples in R1 presented and solved to gain a clear understanding. For comparison between state of art methods, well- known machine learning tool WEKA is used. Experiments are made on real –world datasets provided in UCI dataset repository. Results are shown in tables in terms of testing accuracies by use of ten fold cross validation.

12.
Kimlik Hırsızı Web Sitelerinin Sınıflandırılması için Makine Öğrenmesi Yöntemlerinin Karşılaştırılması
Comparison of Machine Learning Techniques for Classification of Phishing Web Sites
Tahir Emre Kalaycı
doi: 10.5505/pajes.2018.10846  Sayfalar 870 - 878
Günümüzde makine öğrenmesi yöntemleri bilgisayarların daha doğru eylemler gerçekleştirmesi amacıyla birçok farklı şekilde kullanılmaktadır. Bu amaçla kullanıldıkları bir alan kimlik hırsızı web sitelerinin tespit edilmesidir. Kimlik hırsızlığı, önemli kişisel bilgileri çalmak amacıyla güvenilir web sitelerini taklit eden sahte web sitelerinin oluşturulduğu çevrimiçi bir saldırı biçimidir. Bu tehlikeyi gerçekleşmeden önlemek amacıyla web sitelerinin farklı özelliklere dayanarak kimlik hırsızı bir site olup olmadığının belirlenmesi önemlidir. Bu çalışmada, bir web sitesinin kimlik hırsızı olup olmadığını tahmin etmek amacıyla AdaBoost, çok katmanlı algılayıcı, destek vektör makinesi, karar ağacı, en yakın k komşu, Naïve Bayes ve rastgele orman makine öğrenmesi yöntemleri 9 farklı özellik içeren 1353 örnekten oluşan bir veri kümesinden yararlanarak karşılaştırılmıştır. Eğitim ve sınama şeklinde ikiye bölünmüş veri kümesiyle yapılan deneylerde karar ağaçlarından oluşturulan bir topluluk öğrenme yaklaşımı olan rastgele orman yöntemi, karşılaştırılan diğer yöntemlere göre daha başarılı olsa da çapraz doğrulamanın kullanıldığı durumda çok katmanlı algılayıcı daha yüksek bir başarım elde etmiştir.
Today, machine learning approaches are used to make computers act more accurately for various purposes. In this manner, one area in which the machine learning approaches are used is the detection of phishing web sites. Phishing is an online threat, which depends on creating a fake web site that mimics a trustworthy web site to steal important personal information. It is important to predict whether a website is a phishing website in order to avoid this danger before it happens. In this study, AdaBoost, multilayer perceptron, support vector machine, decision tree, k-nearest neighbors, Naïve Bayes and random forest machine learning techniques are compared to predict the purpose of a website. This comparison is performed by experimenting over a dataset containing 1353 instances with 9 different features. The experimental evaluation is performed in two different settings. The first setting based on splitting the data into training and test sets. In this setting the evaluation results show that the random forest algorithm, which is an ensemble learning approach based on decision trees, outperforms other compared approaches. On the other hand, in the second setting based on cross validation, multilayer perceptron shows a better performance.

13.
Türkçe için karşılaştırmalı metin sınıflandırma analizi
A comparative analysis of text classification for Turkish language
Savaş Yıldırım, Tuğba Yıldız
doi: 10.5505/pajes.2018.15931  Sayfalar 879 - 886
Metin Sınıflandırma Doğal Dil İşleme (DDİ) alanında önemli bir yere sahiptir. Son zamanlarda metinsel verilerin artması ve otomatik etiketlenmesi gerekliliği, metin sınıflandırma probleminin önemini artırmıştır. Geleneksel yaklaşımlardan öne çıkan kelime torbası yöntemi yıllardır metin sınıflandırmasında başarılı olmaktadır. Son zamanlarda sinir ağları dil modelleri DDİ problemlerine başarılı bir şekilde uygulanmış ve bazı alanlarda büyük başarı kaydetmişlerdir. Yapay Sinir Ağları (YSA) temelli mimarilerin en önemli avantajı daha etkili kelime ve metin gösterilimlerin oluşturmasıdır. Bu gösterilimler, geleneksel yöntemlere göre daha az boyutlu ve daha etkili bulunmuştur. Özellikle anlambilimsel ve sözdizimsel analizlerde başarılı uygulamalar yapılmıştır. Öte yandan daha uzun vektörlerle gösterilim kullanan geleneksel kelime torbası yöntemleri, metin gösterilimleri anlamında hala gücünü korumaktadır. Ancak Türkçe için bu iki yaklaşımın herhangi bir karşılaştırılması yapılmamıştır. Bu çalışmada, geleneksel kelime torbası yaklaşımı ile sinir ağı temelli yeni gösterilim yaklaşımları metin sınıflandırması açısından karşılaştırılmıştır. Bu çalışmalarda gördük ki etkili özellik seçimleri geleneksel yöntemlerinin hala yeni kuşak kelime gömme (word embeddings) yaklaşımı ile yarışacak düzeydedir. Son olarak deneylerimizi bu iki yaklaşım açısından çeşitlendirerek raporladık ve Türkçe için başarılı metin sınıflandırma mimarisini bu raporda ayrıntılı tartıştık.
Text categorization plays important role in the field of Natural Language Processing. Recently, the rapid growth in the amount of textual data and requirement of automatic annotation makes the problem of text categorization more important. As a prominent one of the traditional methods, the bag-of-words approach has been successfully applied to text categorization problem for years. Recently, Neural Network Language Models (NNLM) have achieved successful results for various problems of Natural Language Processing (NLP). The most important advantage of the NNLM is to provide effective word and document representations. Those representations are lower dimensional and are found to be more effective than traditional methods. They have been exploited successfully for semantic and syntactic analysis. On the other hand, the traditional bag-of-words approaches that use one-hot long vector representation are still considered powerful in terms of their accuracy in document classification. However, comparing these approaches for Turkish language has not been attempted before. In this study, we compared them within a variety of analysis. We observed that the traditional bag-of-word representation utilizing an effective feature selection and a machine learning algorithm aligned with it have comparable performance with new generation vector based methods, namely word embeddings. In this study, we have conducted various experiments comparing these approaches and designated an effective text categorization architecture for Turkish Language.

14.
İlişkisel veritabanlarının bütünlük kontrolü için ayrık kosinüs dönüşümü tabanlı kırılgan sıfır damgalama şeması
A fragile zero watermarking schema to check integrity of relational databases based on discrete cosines transform
Yasin Şahin, Güzin Ulutaş, Mustafa Bilgehan İmamoğlu
doi: 10.5505/pajes.2018.22120  Sayfalar 887 - 897
Günümüzde internet kullanımının hızlı bir şekilde yaygınlaşmasıyla bilgilere erişim daha kolay bir hale gelmiştir. Fakat bu durum veritabanı bütünlüğünün korunuyor olması gibi sorunları da ortaya çıkarmıştır. Son yıllarda veritabanı bütünlüğü önemini arttıran bir konu haline gelmiştir ve bu alandaki çalışmalar gittikçe artmaktadır. İlişkisel veritabanları üzerinde yapılan çalışmaların çoğunda elde edilen damga bilgisi yine orijinal veritabanının içinde tutulmaktadır. Bu durum, veritabanı üzerinde tolere edilebilecek boyutta olsa da bozulmalara neden olmaktadır. Önerilen yöntemde ise elde edilen damga bilgisi veritabanından bağımsız olarak gönderilerek sıfır damgalama şeması uygulanmıştır. Bu yöntemde öncelikle veritabanı gruplara ayrılmaktadır. Ardından her grup bir matris olarak ele alınarak ayrık kosinüs dönüşümü (AKD) katsayıları hesaplanmaktadır. Hesaplanan AKD katsayıların pozitif veya negatif olması durumuna göre 1 veya 0 olarak etiketlenir. Her grup için bu AKD katsayılarının hesaplanması ve etiketleme işlemlerinin ardından grup damgaları birleştirilerek tüm veritabanı için damga bilgisi üretilmiş elde edilmiş olur. Veritabanı üzerindeki değerlerde meydana gelecek herhangi bir değişiklik, hesaplanan AKD katsayılarını da değiştirecek ve yapılan herhangi bir saldırı grup seviyesinde algılanabilecektir. Yapılan çalışmada kullanılan AKD, ilişkisel veritabanlarının damgalanmasında ilk defa kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda önerilen yöntemin, veritabanındaki değişimleri benzer çalışmalara göre daha hassas bir şekilde tespit edebildiği gözlemlenmiştir.
Nowadays rapid increase of the internet usage makes the data easily accessible.. On the other hands, this situation arises another problem like protection of the database integrity. In recent years, database integrity protection becomes more popular and number of the works in this field is increasing in each day. Most works which are related with relational databases hides watermark information, which is generated from the current database, into the same database. This situation causes the data corruptions, which may be tolerable, on the database itself. Proposed method applies zero database watermarking scheme by transferring watermark information as a side information. The method divides the database into groups as the first step and then Discrete Cosine Transform (DCT) is applied by the method on each group which is represented by a matrix. Computed DCT coefficients are labeled as zero or one according to their signs. After computing coefficients and labeling operations for each groups, the watermark information for whole database will be obtained by concatenating groups’ watermarks. Computed DCT coefficients will change if any modification has been occurred on the database and any attack could be detected at the group level. DCT is used by the method to obtain watermark information from the database at first time in the literature. Experimental results indicate that the proposed method can detect tampering on the database with finer accuracy compared to similar works.

15.
Karesel atama problemleri için tavlama benzetimi paralelleştirme yöntemlerinin karşılaştırılması
Comparison of simulated annealing parallelization methods for quadratic assignment problems
Selahattin Akkaş, Kadir Kavaklıoğlu
doi: 10.5505/pajes.2017.46794  Sayfalar 898 - 905
Karesel atama problemi (KAP), NP-hard sınıfındaki en zor kombinatoryal optimizasyon problemlerinden birisidir. Problemin zorluğundan dolayı birçok araştırmacı tarafından çalışılmaktadır. Bu çalışmada tavlama benzetimi yöntemi MATLAB platformunda paralelleştirilerek bir KAP kütüphanesi olan QAPLIB’den alınan 36 örnek problem çözülmüştür. Değişik paralelleştirme yöntemlerinin performansları kullanılan problemler için karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak seri tavlama benzetimi yöntemiyle karşılaştırıldığında, paralel yöntemlerin uygun parametreler kullanıldığında daha iyi sonuçlar verdiği görülmüştür.
The quadratic assignment problem (QAP) is one of the most difficult combinatorial optimization problems in the NP-hard class. Due to the difficulty of the problem, many researchers have been studying it. In this work, the simulated annealing method is parallelized on MATLAB platform and solved 36 problems from QAPLIB which is a QAP library. The performances of different parallelization methods are compared for the problems used. As a result, when compared with the serial simulated annealing method, it is seen that the parallel methods give better results when the appropriate parameters are used.

16.
Yazılım hata tahmininde kullanılan metriklerin karar ağaçlarındaki bilgi kazançlarının incelenmesi ve iyileştirilmesi
Analyzing and improving information gain of metrics used in software defect prediction in decision trees
İbrahim Berkan Aydilek
doi: 10.5505/pajes.2018.93584  Sayfalar 906 - 914
Yazılım kalitesinin somut bir şekilde ölçülebilmesi için kullanılan sayısal yazılım metrikleri içinde bilinen ve yaygın şekilde kullanılanlar arasında McCabe ve Halstead yöntem-seviye metrikleri bulunmaktadır. Yazılım hata tahmini, geliştirilecek olan yazılımda bulunan alt modüllerin hangisi veya hangilerinin daha çok hataya meyilli olabileceğini konusunda öngörüde bulunabilmektedir. Böylece işgücü ve zaman konusundaki kayıpların önüne geçilebilmektedir. Yazılım hata tahmini için kullanılan veri kümelerinde, hata var sınıflı kayıt sayısı, hata yok sınıflı kayıt sayısına göre daha az sayıda olabildiğinden bu veri kümeleri genellikle dengeli olmayan bir sınıf dağılımına sahip olmakta ve makine öğrenme yöntemlerinin sonuçlarını olumsuz etkilemektedir. Bilgi kazancı, karar ağaçları ve karar ağacı temeline dayanan kural sınıflayıcı, nitelik seçimi gibi algoritma ve yöntemlerde kullanılmaktadır. Bu çalışmada, yazılım hata tahmini için önemli bilgiler sunan yazılım metrikleri incelenmiş, NASA’nın PROMISE yazılım veri deposundan CM1, JM1, KC1 ve PC1 veri kümeleri sentetik veri artırım Smote algoritması ile daha dengeli hale getirilerek bilgi kazancı yönünden iyileştirilmiştir. Sonuçta karar ağaçlarında sınıflama başarı performansı daha yüksek yazılım hata tahmini veri kümeleri ve bilgi kazanç oranı yükseltilmiş yazılım metrik değerleri elde edilmiştir.
McCabe and Halstead method-level metrics are among the well-known and widely used quantitative software metrics are used to measure software quality in a concrete way. Software defect prediction can guess which or which of the sub-modules in the software to be developed may be more prone to defect. Thus, loss of labor and time can be avoided. The datasets which are used for software defect prediction, usually have an unbalanced class distribution, since the number of records with defective class can be fewer than the number of records with not defective class and this situation adversely affect the results of the machine learning methods. Information gain is employed in decision trees and decision tree based rule classifier and attribute selection methods. In this study, software metrics that provide important information for software defect prediction have been investigated and CM1, JM1, KC1 and PC1 datasets of NASA's PROMISE software repository have been balanced with the synthetic data over-sampling Smote algorithm and improved in terms of information gain. As a result, the software defect prediction datasets with higher classification success performance and the software metrics with increased information gain ratio are obtained in the decision trees.

17.
Microsoft Kinect V2 Tabanlı Yenilikçi Bir Yöntem ile ROM Ölçümlerine Ait Geçerlilik ve Güvenirlik Çalışması
Reliability and Validity of an Innovative Method of ROM Measurement Using Microsoft Kinect V2
İrfan Kösesoy, Cemil Öz, Fatih Aslan, Fahri Köroğlu, Mustafa Yığılıtaş
doi: 10.5505/pajes.2017.65707  Sayfalar 915 - 920
Hareket aralığı ölçümü fizik tedavinin ilk aşamasını oluşturmaktadır. Bu çalışmada, derinlik bilgisi veren bir kamera türü olan Kinect V2 kullanılarak yeni bir hareket aralığı ölçüm yöntemi önerilmiştir. İlgili uzva renkli işaretçiler yapıştırılıp bu işaretçilerin her birinin ağırlık merkezine ait kamera merkezli üç boyutlu dünya koordinatları bulunmuştur. Bu koordinatlar kullanılarak eklem açıları ve hareket aralığı ölçülmüştür. Yöntemin geçerlilik ve güvenirliğini test etmek amacıyla 10 katılımcının sağ ve sol dirsek açıları standart gönyometre ve Kinect ile ayrı ayrı ölçülmüştür. Gözlemci içi güvenirliklerin test edilmesi için ölçümler üç oturumda her biri en az 10 yıl tecrübeli üç fizik tedavi uzmanı ve Kinect ile alınmıştır. Güvenirlik analizlerinde ölçümlere ait sınıf içi korelasyon katsayısı (ICC), Ölçüm standart hatası (SEM) ve tespit edilebilir minimal değişim (MDC) hesaplanmıştır. Cihaz ile yapılan ölçümlerin mutlak doğruluğunu gözlemlemek için gönyometre üzerine işaretçiler yapıştırılıp dört farklı açıya (45, 90, 135 ve 180 derece) ayarlanarak altışar oturumda ölçüm alınmıştır. Her bir açı ve oturum için ölçümlere ait ortalama, standart sapma, ortalama karesel hata (RMSE) ve karar sınırları (LOA) bulunmuştur. Mutlak doğruluk için yapılan ölçümlerde kullanılan yöntemin 1-3 derecelik hata payı ve 1 derecenin altında standart sapması olduğu görülmüştür. Fizik tedavi uzmanlarının yaptığı ölçümlerde sağ ve sol kol için sınıf içi korelasyon katsayıları sırasıyla 0.78 ve 0.81 olarak bulunurken bu değerler Kinect için 0.94 ve 0.93 olarak elde edilmiştir. Bu çalışmada önerilen yöntemin yapılan analizler sonrası geçerli ve güvenilir olduğu anlaşılıp klinik uygulamalarda kullanılabileceği görülmüştür.
Measuring Range of Motion (ROM) is the first step of physical therapy. A new method to measure ROM by Kinect V2 whose camera type is time of flight is proposed. Colored markers are attached to related joints and then their camera centered three-dimensional world coordinates are located by Kinect. Using these coordinates, joint angle, and ROM can be accurately calculated. To analyze reliability and validity of the method, ROM measurements of right and left elbow from ten participants are taken by standard goniometer and Kinect separately. For inter-observer reliability, measurements were taken in two sessions by three physiotherapists. The reliability tests Intra-class Correlation Coefficient (ICC), Standard Error of Measure (SEM), and Minimal Detectable Change (MDC) belonging to the measurements have been obtained. To compute absolute accuracy of the method, a goniometer marked with colors has been recorded at four different angles (45, 90, 135, and 180 degrees) by Kinect in six sessions having 50-frame periods each. Mean, Standard Deviation (SD), Root Mean Square Error (RMSE), and Limits of Agreement (LOA) values are given for each angle and session. The measurements taken for absolute accuracy clearly shows that Kinect has 1- to 3-degree error rate and below 1-degree standard deviation. Analyzing the collected data, the ICC values of Kinect measurements that are 0.94 for right arm and 0.93 for left arm in contrast with the ICC values of goniometric measurements taken by observers are 0.78 for the right arm and 0.81 for the left arm. This study indicates the proposed method has a high level of accuracy and reliability, and it can be efficiently used to measure ROM accurately.

18.
Büyük Patlama Büyük Çöküş Optimizasyon Yöntemi ile Ultra Geniş Band Sensörlerinin İç Mekan Konum Belirleme Doğruluklarının İyileştirilmesi
Improvement of Indoor Positioning Accuracy of Ultra-wide Band Sensors by Using Big Bang – Big Crunch Optimization Method
Taner Arsan
doi: 10.5505/pajes.2018.59365  Sayfalar 921 - 928
Ultra geniş band teknolojisi, bir çok iç mekân konum belirleme sisteminde başarılı çözümler sunan, diğer yöntemlere kıyasla daha iyi performans gösteren, gelişmekte olan bir teknolojidir. Bu çalışmada, ultra geniş band (Ultra Wide Band–UWB) sensörler kullanılarak bir iç mekan konum belirleme sistemi geliştirilmiş ve kullanılan ek algoritmalarla, standart donanımların sağladığı doğruluk düzeyini arttırırken aynı zamanda ortalama hatayı azaltmak hedeflenmiştir. Bu amaçla Büyük Patlama - Büyük Çöküş (Big Bang - Big Crunch veya BB-BC) optimizasyon yöntemi deneysel iç mekan konumlandırma sistemine uygulanmış ve ölçüm doğruluğu üzerindeki olumlu etkisi yapılan testlerle kanıtlanmıştır. Test alanı olarak 7.35 m × 5.41 m boyutlarında 39.76 m²'lik bir alan seçilmiş ve özel olarak tasarlanmış bir tavan sistemine yerden 2.85 m yüksekliğe üç farklı UWB alıcı yerleştirilmiş ve 182 adet test noktasından 60 saniye süreyle toplam 10,920 ölçüm alınmıştır. Ölçüm sonuçları Büyük Patlama - Büyük Çöküş optimizasyon algoritması ile düzeltilerek, ortalama hatası önceki 20.72 cm değerinden 15.02 cm’ye düşürülmüş, böylelikle ölçüm sonuçlarının doğruluğu arttırılmıştır.
Ultra-wide Band technology is an emerging technology that offers successful solutions in many indoor positioning systems and performs better than other methods. In this study, an indoor positioning system using Ultra-wide Band (UWB) sensors was developed and it was aimed to increase the accuracy level of the standard equipment with the additional algorithms used while reducing the average error. For this purpose, the Big Bang - Big Crunch (BB-BC) optimization method has been applied to the experimental indoor positioning system and the positive effect on the measurement accuracy has been proved by the tests made. An area of 39.76 m² was selected as a test area of 7.35 m × 5.41 m and three different Ultra-wide Band receivers were installed at a height of 2.85 m on a specially designed ceiling system and a total of 10,920 measurements were taken from 182 test points for 60 seconds. By correcting the measurement results with the Big Bang - Big Crunch optimization algorithm, the average error was reduced from the previous 20.72 cm to 15.02 cm, thus the accuracy of the measurement results were improved.

19.
Genetik algoritma ile sensör kalibrasyonu
Genetic algorithm based sensor calibration
Ülviye Hacızade
doi: 10.5505/pajes.2018.37530  Sayfalar 929 - 933
Sensörlerin belirsizliğini azaltma yöntemlerinden biri, onların kalibrasyonunun yapılmasıdır. Bu çalışmada referans standartların kullanımına dayanarak genetik algoritma (GA) ile sensör kalibrasyonunun yapılması için algoritma geliştirilmiştir. Kalibrasyon karakteristiği olarak 2.dereceden polinom ele alınmıştır. Örnek olarak diferansiyel basınç ölçer ele alınmış, standart basınç seti kullanımı ile onun GA tabanlı kalibrasyonu yapılmıştır.
One way to decrease the sensor uncertainties is to use calibration process. In this study the sensor calibration method using the genetic algorithm (GA) based on the corresponding values obtained by the reference standards is developed. As the calibration characteristic, 2nd order polynomial is used. As an example, GA based calibration of a differential pressure gauge using standard pressure setting devices is examined.

20.
Akciğer X-ray Görüntülerinde Nodül Gelişimi Takibi
Monitoring Nodule Progression in Chest X-ray Images
Emre Sümer, Muharrem Engin, Muhteşem Ağıldere, Hasan Oğul
doi: 10.5505/pajes.2018.89166  Sayfalar 934 - 941
Akciğer nodülleri kanser vakalarında sıkça gözlenmektedir. Günümüzde nodüller, tomografi veya MRI gibi teknolojiler kullanılarak görüntülenebilmektedir. Ancak, x-ray görüntüleme yaygın kullanımının yanı sıra düşük maliyetli bir yöntemdir. Bu bağlamda, nodüllerin gelişimlerinin sık aralıklarla takip edilmesinde x-ray görüntülerinin kullanılması birçok yönden fayda sağlamaktadır. Bu çalışmada akciğer x-ray görüntülerinden nodüllerin gelişimlerini otomatik olarak takip edebilen üç aşamalı yenilikçi bir yaklaşım önerilmiştir. İlk aşamada; bir hastaya ait nodül gelişiminin değerlendirilebilmesi için farklı zamanlarda çekilen görüntülerin üst üste bindirilmesi gerçekleştirilmiştir. Üst üste bindirme yapabilmek için öz nitelik çıkarma ve eşleştirme yöntemleri kullanılarak homografi matrisi elde edilmiş ve sonrasında görüntü çakıştırma işlemi gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada; çakıştırılmış görüntüler üzerindeki nodüllerin daha önceden bilinen konum bilgilerine göre her iki görüntüde eşleşen nodüller tespit edilmiştir. İlk görüntüde eşleşmeyen nodüllerin kaybolduğu, sadece ikinci görüntüde yer alan nodüllerin yeni ortaya çıktığı değerlendirilmiştir. Son aşamada; nodüller, görüntü üzerinde piksel kümesinden oluşan kapalı alan olarak değerlendirilmiş olup eşleşmeden sonra kapalı alanların oluşturduğu alan bilgileri hesaplanmıştır. Bu şekilde büyüme ya da küçülme durumları sayısal olarak ortaya konulmuştur. Geliştirilen yaklaşımın test edilmesi için Başkent Üniversitesi Radyoloji Bölümü tarafından temin edilen hasta veri kümesi kullanılmıştır. Test sonuçlarının doğrulanması uzman bir radyolog desteği ile gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada sunulan nodül gelişim takip sisteminde umut verici sonuçlara ulaşılmıştır.
Lung nodules are frequently observed in cases of cancer. Nodules can be monitored with technologies such as computed tomography (CT) or magnetic resonance imaging (MRI). However, X-ray imaging is a low-cost method as well as its widespread usage. In this context, monitoring the nodules in short intervals by X-ray imaging gives benefits in many aspects. In this study, a three-stage novel approach is proposed to trace the nodule progressions from the lung x-ray images, automatically. In the first stage, x-ray images of a patient taken at different times must be registered to evaluate the nodule progression. To perform the registration, feature extraction and matching methods are employed, and then the homography matrix is calculated. In the second stage, according to previously known nodule positions, matched nodules are detected on registered images. Mismatched nodules in the first image are considered as lost, while the nodules only found in the second image are evaluated as newly appeared. In the last stage, nodules are considered as closed contours consisting of pixel set where closed contour area is calculated after nodule matching process. In this way, growth and shrink states are determined numerically. To test the proposed approach, a patient data set provided by Baskent University, Department of Radiology is used. The validation of the test results is performed by an expert radiologist. According to the results obtained, the presented nodule progression trace system is found promising.

LookUs & Online Makale