Bilişim Enstitüsü
Bu topluluk için Kalıcı Uri
Enstitü, insan gelişiminin tüm boyutlarında bilgi teknolojileri uygulamalarına yönelik lisansüstü düzeyde eğitim vermekte ve araştırma yapmaktadır.
Gözat
Yayın Türü "Doctoral Thesis" ile Bilişim Enstitüsü'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeAkıllı yöntem tabanlı tekli ve ikili kısıtlılık analizi(Bilişim Enstitüsü, 2012) Ceylan, Oğuzhan ; Özdemir, Aydoğan ; 452688 ; Hesaplamalı Bilim ve Mühendislik ; Computational Science and EngineeringBu çalışmada elektrik güç sistemlerinde meydana gelebilecek tekli ve ikili hat çıkmaları incelenmiştir. Hattan kasıt, enerji iletim hattı, yüksek gerilim kablosu veya kademe değiştirici transformatördür. Günümüzde elektrik enerji yönetim merkezlerinde, güvenilir sistem işletmesi için hat çıkması analizleri hızlı bir şekilde yapılmalı ve herhangi bir hat çıkmasından kaynaklanabilecek olumsuzluklar önceden belirlenerek gerekli önlemler alınmalıdır. Bu amaçla ilk olarak akla Newton Raphson kullanan AA yük akış analizi yöntemi gelir. Ancak bu yöntem orta büyüklükteki elektrik güç sistemlerinin çözümünde bile oldukça zaman alıcıdır. Sonradan ortaya konan doğrusallaştırılmış yaklaşım kullanan yöntemler ise yüksek gerilim genliği hatası ve reaktif güç hatası ürettiklerinden tercih edilmezler. Bu nedenle çalışmada, tekli hat çıkmaları için daha düşük gerilim genliği hatası ve reaktif güç hatası üreten bir model seçilmiştir. Yöntemde karşılaşılan eniyileme problemi hem türev tabanlı bir yöntem hem de akıllı yöntemler kullanılarak çözülmüştür. Çalışmada yerçekimsel arama yöntemi kullanılarak kısıtlılık analizi yapılmış geliştirilen yöntem sonuçları ile AA yük akış analizi sonuçları karşılaştırılmıştır. Ayrıca çalışmada tekli hat çıkma probleminde kullanılan model temel alınarak yeni bir ikili hat çıkma modeli ilk kez ortaya konulmuş ve bu model akıllı yöntemler kullanılarak çözülmüştür. Bu çalışmanın ilk önemli katkısıdır. Çalışmanın önemli bir diğer katkısı da, tekli ve ikili hat çıkma modellerini kullanarak kısıtlılık analizi probleminin hem seri hem de paralel ortamlarda çözülmesi ve paralel kısıtlılık analizinde yüksek hızlanma değerleri elde edilmesidir. Çalışmanın bölümlerine ilişkin bilgiler aşağıda verilmektedir. Çalışmanın ilk bölümünde literatürde varolan yöntemler incelenmiş, yöntemlerin olumlu ve olumsuz yönlerine değinilmiştir. Ayrıntılarda farklılık olsa da, hat çıkması probleminde temel olarak iki farklı tip yöntem kullanıldığı görülmüştür. Bunlardan ilk grubu Newton-Raphson yöntemi ile denklem sistemlerinin çözüldü ̆gü AA yük akış analizine yakın yöntemler, ikinci grup ise doğrusallaştırma kullanan yöntemlerdir. ̇Ilk gruptaki yöntemler sistem büyüdükçe yavaş kaldıklarından, ikinci gruptaki yöntemler büyük gerilim genliği hatası ve reaktif güç hatası ürettiklerinden kullanılmamıştır. Bunların yerine daha düşük gerilim genliği hatası ve reaktif güç hatası üreten bir model seçilmiştir. Model hem yeterli doğrulukta sonuçlar üretir, hem de hesaplamaya yaparken sadece çıkan hatların birinci dereceden komşuluğundaki baraları dikkate aldığı için hızlıdır. Modelin ayrıntıları ve çalışma ilkesi verilmiş, modelde karşılaşılan eniyileme probleminin çözülmesi aşamasına geçilmiştir. Bir sonraki aşamada, sözkonusu eniyileme probleminin çözülmesi için kullanılacak yöntemler incelenmiştir. Bu yöntemler iki farklı gruba ayrılmaktadır. Bunların birincisi türev tabanlı yöntemler ikincisi ise akıllı (ing: intelligent) yöntemlerdir. Çalışmada türev tabanlı yöntem olarak en dik iniş yöntemi (ing: steepest descent method) kullanılılmıştır. Türev tabanlı olmayan yöntem ya da diğer bir deyişle akıllı yöntem olarak benzetilmiş tavlama yöntemi (ing: simulated annealing method), parçacık sürüsü eniyilemesi yöntemi (ing: particle swarm optimization method), diferansiyel gelişme yöntemi (ing: differential evolution method), armoni araması yöntemi (ing: harmony search method) ve yerçekimsel arama yöntemi (ing: gravitational search method) kullanılmıştır. Çalışmada yöntemlerin çalışma ilkeleri ayrıntılı bir şekilde anlatılmış, algoritmaları verilmiştir. Yukarıda verilen yöntemler kullanılarak yazılan programlar daha önceden yazılmış kamuya açık başka yazılımlarla doğruluk ve hız açısından karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmada test fonksiyonları olarak Rosenbrock, Camelback, Sphere ve Schwefel fonksiyonları kullanılmıştır. Seçilen türev tabanlı yöntem ve seçilen akıllı yöntemler kullanılarak, elektrik güç sistemlerinde hat çıkmasında karşılaşılan eniyileme problemi için algoritma oluşturulmuş, ve tekli hat çıkması problemi için testler yapılmıştır. Test sistemi olarak IEEE 14, IEEE 30, IEEE 118, ve IEEE 300 bara test sistemleri kullanılmıştır. Her test sistemi için hem hat hem de transformatör çıkması durumları için hem AA yük akışı analizi sonuçları hem de kullanılan yöntemle elde edilen sonuçlar ve AA yük akış analizi sonuçlarına göre yüzdelik hataları içeren tablolar verilmiştir. Anılan test sistemleri için tüm tekli hat çıkma benzetimleri yapılarak, her test sistemi için kullanılan yöntemle ortalama bir hat çıkma benzetimi süresi hesaplanmış ve bu süreler de AA yük akışı için elde edilen değerlerle karşılaştırılmıştır. Bu testlerden kullanılan yöntemlerin yeterli doğrulukta sonuçları hızlı bir şekilde ürettiği görülmüştür. Bir sonraki bölümde hat çıkması probleminde karşılaşılan yerel kısıtlı eniyileme problemi yerçekimsel arama yöntemi ile çözülmüştür. Geliştirilen yöntem IEEE 14, 30, 57 ve 118 Bara Test sistemlerine uygulanmıştır. Standart test sistemleri için yakalama oranları hesaplanmış ve yöntemin doğruluğunu göstermek için kullanılmıştır. Ek olarak tarama grafikleri kullanılarak yanlış alarmlar ve hesaplama doğrulukları incelenmi ̧stir. Sonraki aşamada, ikili hat çıkmaları için, tekli hat çıkmalarında kullanılan model referans alınarak yeni bir model geliştirilmiş; yeni modelde ortaya konulan eniyileme yöntemi parçacık sürüsü eniyilemesi, diferansiyel gelişme yöntemi, armoni araması ve yerçekimsel arama yöntemleri kullanılarak çözülmüştür. IEEE 30 ve IEEE 118 Bara Test sistemleri kullanılarak ikili hat çıkma benzetimleri için de testler yapılmıştır. Bu testlerde sınırlı bölgede ortak elemanı bulunan ve bulunmayan, hat-hat, hat-transformatör ve transformatör-transformatör ikili hat çıkma benzetimi sonuçları verilmiştir. Elde edilen sonuçlardan geliştirilen modelin ikili hat çıkmaları için yeterli doğrulukta sonuçlar ürettiği görülmüştür. Farklı durma koşulları ve en fazla yineleme sayıları ile IEEE 14, 30, 57, 118 ve 300 Bara Test sistemlerindeki olası tüm ikili hat çıkma benzetimleri koşturulumuş ve her bir akıllı yöntem için her bir test sisteminde bir ikili hat çıkma benzetimi için ortalama benzetim süreleri belirlenmiştir. Sistemdeki olası tüm tekli ve ikili hatların teker teker devreden çıkarılması durumu paralel programlama kullanılarak çözülmüştür. Elde edilen sonuçlar verilmiş ve gözlenen hızlanmalar ve verimlilikler belirtilmiştir. Tekli ve ikili hat çıkma benzetimleri için hızlanma (ing: speedup) ve verimlilik (ing: efficiency) grafikleri çizdirilmiştir. Son olarak sonuç bölümünde çalı ̧smada elde edilen sonuçlara değinilmiş gelecekteki çalışmalar için öneriler verilmiştir.
-
ÖgeAmaca uygun olarak yansıma ve iletim karakteristikleri değiştirilebilen yapısal yüzey malzemesi(Bilişim Enstitüsü, 2017-12) Döken, Bora ; Kartal, Mesut ; 705102005 ; Satellite Communication and Remote Sensing ; Uydu Haberleşmesi Ve Uzaktan AlgılamaKablosuz iletişim sistemleri günümüzde yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Sınırlı sayıdaki frekans bantlarının yoğun kullanımı sebepleriyle kapalı ortamlardaki birçok haberleşme sistemi aynı frekans bandını kullanmak zorunda kalmış ve sistemler arası girişim önemli bir problem haline gelmiştir. Kablosuz sinyallerin istenmeyen mesafelere iletimi de bilgi güvenliğinin sağlanması açısından önemli bir problem olmaktadır. Gelişmiş işaret işleme teknikleri ve anten tasarımları ile bu problemler çözülmeye çalışılmaktadır. Bütün bu sorunların çözümü ile ilgili önemli bir yaklaşım tarzı kablosuz ağların birbirlerinden izole edilmeleridir. Kablosuz ağların birbirlerinden izolasyonları ise binaların iç ve dış yüzeylerinin istenmeyen işaretleri engelleyen, istenilen işaretleri geçiren frekans seçici filtreye dönüştürülmeleri ile gerçekleşebilmektedir. Dielektrik ortam üzerine yerleştirilmiş periyodik iletken yama veya açıklık dizileri frekansa göre değişen yansıma ve iletim özellikleri göstermekte ve frekans seçici yüzeyler (FSY) olarak adlandırılmaktadırlar. Anten ve mikrodalga alanlarında birçok uygulamaları bulunmaktadır. Çok bantlı mikrodalga antenler, radomlar, dalga kılavuzu uygulamaları, yansıtıcı antenler, yapay manyetik iletkenler, demet bölücüler, emici yüzey tasarımları vs. bu uygulamalara örnek olarak verilebilir. Son yıllarda kablosuz haberleşme sistemlerinde görülen girişim, güvenlik, işaret güç seviyesi problemlerine sunduğu çözümler dolayısıyla incelenmektedirler. 2.4 GHz (2.4–2.4835 GHz) ve 5.8 GHz ISM (5.725–5.850 GHz) serbest frekans bantları bina içi kablosuz iletişimlerde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Gelecekte bina içlerindeki bütün elektrikli ev aletlerinin, haberleşme ve kontrol sistemlerinin bu frekans bantlarını kullanmaları öngörülmektedir. Haberleşme teknolojilerindeki hızlı gelişmeler, iletim ortamlarının yapısının ve kullanıcı taleplerinin zamanla değişebilmesi FSY'lerin davranışlarının da amaca uygun olarak değiştirilebilmesi ihtiyacını doğurmaktadır. Bu sebeple, tez çalışmasında 2.4 GHz ve 5.8 GHz ISM kablosuz haberleşme frekansları bantları iletiminin amaca uygun kontrol edilebilmesi hedeflenmiştir. Tasarlanan yüzey malzemesinin amaca uygun olarak değiştirilebilen dört farklı frekans karakteristiğine sahip olması öngörülmüştür: 2.45 GHz ve 5.8 GHz ISM bantlarının her ikisinin de durdurulması veya iletilmesi, 2.45 GHz ISM bandının durdurarak 5.8 GHz ISM bandının iletilmesi ve 2.45 GHz ISM bandı iletilirken 5.8 GHz ISM bandının durdurulması. Hedeflenen frekans bantları durdurulduğunda yüzey malzemesinin iletim katsayısının minimum -10 dB olması hedeflenmiştir. Tez çalışmalarında FSY geometrileri araştırılarak FSY geometrilerin frekans cevaplarını etkileyen etmenler belirlenmiştir. Eşdeğer devre yönteminin kullanılması ile FSY parametrelerinin yüzeyin frekans cevabı üzerindeki etkileri belirlenmiş ve tasarımlar bu bilgilerin ışığında şekillendirilmişlerdir. Yüzeylerin benzetimleri Ansoft HFSS programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. FSY'lerin eniyilemesi eşdeğer devre yönteminden elde edilen bilgiler doğrultusunda HFSS programının parametrik analiz özelliği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tez süresince gerçekleştirilen tasarımlar ile on dört farklı tasarım gerçekleştirilmiştir. Bu tasarımlardan beş tanesi dergilere yayınlanmak üzere gönderilmiş, dört tanesi kabul almış diğer bir tanesinin hakem süreçleri devam etmektedir. İki yeni çalışma gönderilmek üzere dergilere hazırlanmaktadır. Ayrıca, konu ile ilgili konferanslara da katılım sağlanarak dört farklı çalışma buralarda anlatılmıştır. FSY'lerin tasarım aşamalarında karşılaşılan problemler ve çözüm önerileri aşağıda özetlenmiştir: Birden fazla durdurma bandına sahip FSY tasarımlarında, birim hücrede bulunan ve durdurma bantlarını belirleyen geometriler arasındaki girişim eniyileme aşamasını zorlaştırmakta, hatta başarısız olmasına bile yol açabilmektedir. Sorunun çözümü için tez çalışmalarında üç farklı öneri getirilmiştir. Birinci öneride girişim etkisini kontrol edebilmek için aynı parametre değerlerine sahip benzer geometriler farklı katmanlara yerleştirilmiştir. Her bir katman ayrı bir frekans bandını durdurmaktadır. Geometrilerin benzer olması özellikle farklı geliş açılarında ortaya çıkabilecek beklenmeyen sonuçların ihtimali azaltmaktadır. Girişim etkisi uzaklığın karesi ile orantılı olarak azaldığından girişim etkisini kontrol edebilmek için ikinci öneride iç içe geçmiş geometrilerden yararlanılmıştır. Kare döngü, dairesel döngü veya dört bacaklı yüklü geometriler gibi özel geometriler seçilerek iç içe geçen geometriler arasındaki mesafe sabit yapılmıştır. İç içe geçmiş geometriler arasındaki mesafe büyük tutularak girişim etkisi minimize edilmiştir. Çok bantlı FSY tasarımlarında ortaya konan üçüncü öneri geometriler üzerinde girintiler oluşturma tekniğidir. Böylece geometrilerin eşdeğer kapasite değerleri değişmeden, eşdeğer endüktans değerleri değiştirerek FSY'in rezonansı değiştirilebilmektedir. Girintiler geometriler üzerinde uygun yerlerde oluşturularak girişimin rezonans frekansı üzerine olan etkisi minimize edilmiştir. Günümüzde haberleşme teknolojilerindeki hızlı gelişmeler FSY'lerin birden fazla frekans karakteristiğine sahip olması ve amaca uygun frekans karakteristiğinin seçilebilmesi ihtiyacını doğurmaktadır. Tasarlanan yüzeylere gelen 2.45 GHz ve 5.8 GHz frekans ISM bant frekanslarındaki elektromagnetik dalgaların isteğe bağlı olarak durdurulabilmesi veya geçirilebilmesi için FSY geometrilerinin içine varaktör veya PIN diyotlar yerleştirilmiştir. Yüzeylerin anahtarlama ve kaydırma performanslarının arttırılabilmesi için de tez çalışmalarında yeni bir öneri getirilmiştir. Öneriye göre diyotlar periyodik iletken geometriler üzerinde yük yoğunluğunun maksimum olduğu konumlara yerleştirilmelidirler. Aktif FSY tasarımlarında her bir bandın iletim veya durdurma modları arasında değiştirilmesi diğer bandın frekans davranışını olumsuz olarak etkilemektedir. Karşılaşılan bu problemin çözümünde, çift bantlı pasif FSY geometrileri tasarımlarında geliştirilen ve durdurma bantlarının birbirlerine olan etkisini minimuma indirgeyen yöntemler aktif FSY tasarımlarında kullanılmıştır. Varaktör diyotların eşdeğer kapasite değerlerinin yüksek olması aktif FSY tasarımlarının durdurma bant genişlikleri oldukça arttırmaktadır. Eşdeğer kapasite değeri düşük olan varaktör diyotların fiyatları oldukça yüksek olmaktadır. Bu durum, aktif FSY maliyetlerini oldukça yüksek değerlere çekebilmektedir. Tez çalışmalarında yeni bir öneri getirilmiş ve uygun değerli endüktanslar varaktör diyotlara seri bağlanarak aktif FSY'lerin durdurma bantları oldukça daraltılmıştır.
-
ÖgeAntenna and measurement system for microwave imaging of breast tumors(Institute of Informatics, 2015) Abbak, Mehmet ; Akduman, Ibrahim ; 705092006 ; Satellite Communication and Remote SensingWith the increasing demand for better medical imaging technologies, different medical screening procedures become a research topic for scientific community. One of the important challenges in today's medical imaging is surely the early detection of breast cancer. The breast cancer is one of the very dangerous health threat for women. This disastrous illness is observed approximately one in eight women by the age of ninety years old. The likelihood of successful treatment increases with early detection of breast cancer increases. Up to now, X-ray tomography is the golden standard for characterizing and detecting the breast cancer. In contrast to this fact, X-ray mammography has significant disadvantages. These disadvantages trigger a search for different imaging modalities, which can be integrated with currently available imaging technologies. Microwave imaging is one of those newly emerging solutions. The use microwaves in the early detection of breast cancer is motivated by several reasons. First of all, it is shown that the electrical properties of the malignant and normal tissues are substantially different, which can be easily revealed by microwave imaging. Moreover, microwaves can easily penetrate into breast tissue at a few GHz ranges. Considering that the dimensions of the breast is comparable with the wavelength at those frequencies, the malignancies can be detected from the scattered field by means of nonlinear inverse scattering algorithms. Nowadays, there are many different studies to design microwave imaging systems for the early detection of the breast cancer. An inevitable part of these systems is the nonlinear imaging methods. With the recent developments in computer technology and the newly introduced efficient algorithms, these methods are now employed in any microwave imaging system. However, the quality of reconstructed images produced by these methods is closely connected with the scattered field data that is acquired by the microwave antennas. Hence, one of the most important parts of the microwave imaging systems is the transceiving antennas. It is shown that, regardless of the method in the hand, the resolution of the produced images increases with the increasing signal-to-noise ratio (SNR) and with the increasing sampling density of the field. To increase SNR, the designed antenna must have higher gain levels together with a lower back-to front ratio level; whereas the sampling density of the field increases when the dimensions of the antenna gets smaller. Furthermore, the microwave imaging methods require certain preprocessing steps, which accept only a single polarization of the incident field as input. Thus, the designed antennas must be highly linearly polarized. Finally, the microwave imaging of the malignancies is a highly ill-posed inverse problem. Thus, the frequency diversity in the scattered field data must be as high as possible. Consequently, today's microwave breast cancer imaging systems require high gain, linearly polarized, wide-band and compact antennas as their scattered field sensors. In this context, the first contribution of this thesis is the design of a cavity-backed Vivaldi antenna (CBVA) for microwave breast measurements. The design criteria for the antenna is shaped by the requirements of the free-space measurement scenario where the receiving and the transmitting antennas are rotated by a mechanical scanner. Later, various breast phantom measurements is conducted with the CBVA to reveal its feasibility for microwave tomography. As the second contribution, a novel Corrugated Vivaldi antenna (CVA) is proposed. The main idea is opening corrugations on the edge of the antenna to decrease the induced currents, which can degrade the performance. Doing so a design with better properties such as higher gain, smaller beam width, lower back-to-front ratio is obtained. The characteristics of the obtained CVA is measured in a detailed manner. Furthermore, the imaging performance of the introduced design is compared with a generic Vivaldi antenna (VA) of the same size. For this purpose, several experimental configurations are prepared in an anechoic environment and scattering parameter (S-parameter) measurements are obtained for those setups by means of the both antennas. Acquired S-parameters are then employed in a recently proposed qualitative imaging method, the S-parameter based Linear Sampling Method (S-LSM), which is a more suitable form of Linear Sampling Method (LSM) for real world applications. Experimental results show that the proposed design performs better than VA in such real world microwave imaging problems.
-
ÖgeBaşlıca İklim Parametrelerinin Bitki Su Tüketimine Etkilerinin Uzaktan Algılama Yöntemleri İle Araştırılması(Bilişim Ensititüsü, ) Özcan, Orkan ; Musaoğlu, Nebiye ; Uydu Haberleşmesi Ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote SensingDünya genelinde en fazla üretimi yapılan tarım ürünlerinden birisi olan buğday, ülkemizde yaklaşık 9,5 milyon hektar alanda ekilmekte, yıldan yıla değişmekle birlikte 20 milyon ton civarında ürün alınmaktadır. Farklı ekim bölgeleri için önerilen ürün deseninin, o yörenin ekolojik koşullarına adaptasyon düzeylerinin ve kuraklık ya da aşırı yağış vb. değişen iklim koşullarının bitkilerin gelişimine olası etkilerinin izlenmesi uzaktan algılama teknikleri ve CBS ile mümkün olmaktadır. Çalışmada öncelikle yersel akıllı istasyonlar kullanılarak fenolojik gelişim dönemlerine göre algılanan SPOT 5 uydu görüntüleri ile bitki karakteristikleri ve farklı istasyonlardaki ürün özellikleri incelenmiş olup, bitki gelişiminde farklılıklara neden olan ekolojik koşullar ve ürünlerin adaptasyon farklılıkları bu doğrultuda belirlenmiştir. Bununla birlikte; özellikle Güneydoğu Anadolu Bölgesi'nin kurak ve yarı-kurak koşullarında, sulama sistemlerinin planlanmasında sulama suyu ihtiyacının tahmini için bitkilerden gelen terleme ve altındaki topraktan gelen buharlaşma, su kaynakları ve hidrolojik çalışmalar açısından önemli faktörlerdir. Çalışmanın amaçlarından biri, uzaktan algılama teknikleri ve CBS kullanılarak gerçek evapotranspirasyonun tahmini ile farklı toprak gruplarında bulunan buğday ekili alanlardaki su ihtiyacının belirlenmesidir. Büyüme döneminde algılanan SPOT 5 görüntüleri, hem Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) ve Modified Soil Adjusted Vegetation Index (MSAVI) analizlerinin yapılması hem de buğday ekim dönemi aylarındaki bitki katsayılarının oluşturulmasında kullanılmıştır. Hızla gelişmekte olan bir ülke olan Türkiye'de, artan nüfus için; sulu tarım ürünlerinden yeterli miktarda, sanayi için; ucuz, sürekli ve kaliteli yenilenebilir enerjiye ve özellikle ortalama ulusal standartlara göre yaşam seviyesi düşük olan bölgelerde evsel kullanımlar için; kaliteli suya ihtiyaç duyulmaktadır. Atatürk Barajı dünyanın en büyük dördüncü kil merkezli kaya dolgu baraj olmakla birlikte Türkiye'nin enerji ve tarım sektörünün gelişmesinde önemli rol oynamaktadır. Güneydoğu Anadolu Bölgesi için geniş ölçekli bölgesel bir kalkınma projesi (GAP) merkez bileşeni olarak 1980'li yıllarda bu yarı-kurak bölgede Fırat Nehri üzerinde inşa edilmiştir. Atatürk Barajı'nın Güneydoğu Anadolu Bölgesi'ne agrometeorolojik yönden etkilerinin mekânsal ve zamansal değişimler açısından belirlenmesi bir diğer araştırmadır. 1984 – 2011 yılları arasında çok zamanlı Landsat uydu görüntüleri ve meteorolojik veri setleri değerlendirilerek Atatürk Baraj Gölü'nde su rezervi değişimleri nedeniyle bölgedeki zamansal değişim ve bu değişimin çevresel etkileri belirlenmiştir. Geçmiş 30 yıldan günümüze, havzadaki bitkisel gelişimi etkileyen değişen iklim koşullarında (yağış oranı, hava sıcaklığı ve nemdeki aylık, mevsimlik ve yıllık farklılıklar), mevsimsel su rezervi değişimleri ve sulanan alanlar arasındaki ilişkiler araştırılmıştır. Yüzey yansıtım ve Disturbance Index (DI) değişimlerini elde etmek için; kullanılan tüm görüntülerde geometrik ve atmosferik düzeltmeler ileTasseled Cap (TC) dönüşümleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç veri setleri, bitki örtüsü gelişiminin zaman-mekânsal desenlerini karakterize etmek için lineer eğilim analizinde kullanılmıştır. İklim ve arazi örtüsü/kullanımı ile tespit edilen ekolojik birimlerde analizler gerçekleştirilmiştir. İklim, zamansal ve mekânsal ölçekte sürekli değişkenlik gösteren dinamik bir yapıya sahiptir. İklim elemanları içerisinde zamana ve mekâna bağlı olarak en fazla değişkenlik gösteren parametre yağış miktarıdır. Sel, kuraklık, fırtına ve sert rüzgârlar gibi ekstrem çevresel olaylar, toplum için ciddi sonuçlar doğurabilmektedir. Ekstrem hava ve iklim olaylarındaki değişiklikler önemli etkilere sahip olup bu değişiklikler ile başa çıkma toplumun en ciddi sorunları arasındadır. Ekstrem iklim olayları sonucu oluşan zarar tüm dünyada artmaktadır. Avrupa Çevre Ajansı (EEA), "Avrupa 2012 İklim Değişikliği, Etkileri ve Hasar Görebilirlik" raporunda; 1980'lerde 9 milyar € olan maddi hasarın, 2000'lerde 13 milyar €'ya arttığını belirtmiştir. Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi (NOAA), sadece 2011 – 2012 yılları arasında aşırı hava olaylarının 188 milyar$ hasara neden olduğunu bildirmiştir. Hidrometeorolojik ekstrem olayların ve zaman içerisindeki değişimlerinin anlaşılması ve tanımlanması, tarım ve sosyo-ekonomik kalkınmanın sürdürülebilirliği açısından önemlidir. Acil hava olayları planlaması, tarımsal ve havza yönetimi ve sigorta risk hesaplamalarının hepsi bu ekstrem olayların frekans bilgisinin doğruluğuna bağlıdır. Hidrolojik risk analizi ve tasarımında ekstrem yağışın belirlenmesi önemli bir sorundur. Erozyon ve hidroklimatik ekstrem olaylar ile verimli toprak tabakasının ortadan kalkması özellikle Akdeniz iklim kuşağında bulunan yarı-kurak ve kurak bölgelerde ciddi bir sorundur. Noktasal frekans analizi uzun dönemli kayıtlar gerektirmektedir. Türkiye'de uzun gözlem süreli yağış ölçekleri oldukça az olmakla birlikte bunların çoğunun da yazıcısı bulunmamaktadır. Ayrıca pek çok yazıcı ölçekli istasyonlarda kaydedilen yağışların güvenilirliğinden şüphe edilmekte ve önemli ekstrem veriler kaydedilememektedir. Meteorolojik istasyonlardan sağlanan yağış verileri her ne kadar hidrolojik modellerin doğruluğunu arttırsa da mekânsal olarak kapsama alanları sınırlıdır. Uzaktan algılama teknikleri, hem mekânsal hem de zamansal olarak yağış olaylarının sürekli gözlemlenmesine olanak sağlamaktadır. Çalışmanın son bölümünde, uydu yağış veri seti olarak Tropik Yağmur Ölçüm Misyonu (TRMM)-3B42 verisi, Güneydoğu Anadolu Bölgesi'ndeki yağış değişkenliğini karakterize etmek ve tarım ve hidrolojik uygulamalar için uydu yağış tahminlerinin değerlendirilmesi amacıyla günlük yersel yağış verileri ile doğrulanmıştır. TRMM uydusundan 1998 - 2012 yılları arasında elde edilen noktasal yağış verileri ile 7 adet yersel meteorolojik istasyondan elde edilen yağış verileri kullanılmıştır. Zaman-mekânsal desenler, yağış zaman serilerine uygun çeşitli dağılım fonksiyonlarının istatistiksel analizleri ile tanımlanmıştır. Dağılım fonksiyonlarının uygunluğu özellikle şekil parametresinin davranışına göre incelenmiştir. Ayrıca, çalışma alanı üzerindeki yağış olaylarına ait mekânsal desenler ve korelasyonlar; 90., 95. ve 99. yüzde birlik hesaplamaları ile analiz edilmiştir. Bölgesel frekans ilişkileri ile farklı yıllar için geri dönüş periyotları, seçilen en uygun dağılım ile oluşturulmuş olup, çalışma bölgesindeki mekânsal değişkenlik tanımlanmıştır. Piksel tabanlı noktasal frekans analizleri ile belirlenen bölgelerdeki mekânsal değerlendirmeler yapılmış ve uygun dağılım fonksiyon parametrelerine ait tematik haritalar oluşturulmuştur.
-
ÖgeBilgi işlem ortamı sunan bulut için güvenlik düzenekleri(Bilişim Enstitüsü, 2015) Sandıkkaya, Mehmet Tahir ; Harmancı, Ali Emre ; 414365 ; Bilgisayar Bilimleri ; Computer ScienceTez çalışmalarına bilgiişlem ortamı sunan bulutlara güvenlik düzenekleri oluşturmak için başlanmıştır. Düzeneklerin oluşturulması sırasında bir bütünlük içinde bilgiişlem ortamı sunan bulutların farklı güvenlik sorunları belirlenerek ve irdelenerek her birine çözüm sunulur. Günümüzde sık kullanılan bilgiişlem ortamı sunan bulutların güvenlik gereksinimlerinin giderilmesine yönelik girişimle teze başlanır. Kurulu bilgiişlem ortamı sunan bulutlar işlem gücünü çoğunlukla izlekler yoluyla sunar. Bu bulutlarda işlem yapanların verilerinin birbirine karışmaması için izleklerin yalıtımı güvenliğin temelini oluşturur. İzlek yalıtımı araştırılmış, yalıtımın sınırları gösterilmiştir. Yeni bir yaklaşımla işlem gücünü sunmada süreçlerin kullanılması önerilerek pek çok düzeneğin birlikte çalışabileceği bir tasarımla teze devam edilir. Sorunlar ve çözümler sıralanır. Yenilikçi yaklaşımlarla tasarım genişletilir. Süreçlerin bulutta güvenli çalıştırılmaları, yalıtımları, erişim kurallarının ve buluttaki kaynakların kullanımının yönetimi, bu sırada alınması gereken kriptolojik önlemleri bir arada içeren süreç kozaları tanıtılır. Bulutu kullanan tarafla bulutta hizmet sağlayan tarafın eşit sayılarak bulutta gerçekleşen olayların tarafsız ve yadsınamaz biçimde günlük kayıtlarına aktarıldığı, biçimsel olarak doğrulanmış bir düzenek tanıtılır ve bulutlarda önemli bir sorun oluşturan tek tarafın denetimindeki günlüklere bir seçenek oluşturur. Tezde, işlem gücünün süreçler yoluyla kullanıldığı bilgiişlem ortamı sunan bulutlara ağırlık verilmekle birlikte, bulut kavramıyla birlikte ortaya çıkan buluta özgü güvenlik tehditleri belirlenmiş; bunlara karşı yenilikçi önlemler geliştirilmiş; belirlenen tüm tehditleri bütünlük içinde önlemeye yönelik, olurluğu yüksek, kullanışlı "bilgiişlem ortamı sunan bulut için güvenlik düzenekleri" tasarlanmıştır. Tez, hem var olan ve kullanılan bilgiişlem ortamı sunan bulutlara yaptığı katkılarla hem de bilgiişlem ortamı sunan bulutların kullanımı üzerine getirdiği yeni öneriler ve bilimsel literatüre kattığı yenilikçi güvenlik düzeneği tasarımlarıyla bilgiişlem ortamı sunan bulutların güvenliği konusunda kapsamlı bir çalışmadır.
-
ÖgeCBS tabanlı denizel mekânsal planlama sistemi ile denizüstü rüzgâr santrallerinin değerlendirilmesi: Kuzey Ege örneği(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) İşiaçık Çolak, Arife Tuğsan ; Göksel, Çiğdem ; 685266 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılamaİçinde bulunduğumuz yüzyıl daha önce benzerine rastlanmamış bir enerji ihtiyacını beraberinde getirmiştir. Bunun temel sebebi, hiç kuşkusuz ki sanayileşme ve endüstriyel faaliyetlerin öngörülemeyen gelişimidir. Teknolojinin hızı, süreci beslemiş, dolayısıyla kullanılan enerji kaynaklarının azalması ve tükenmesi konusu günümüzün en önemli sorunlarından biri haline gelmiştir. Gereksinim duyulan enerjinin tükenebilir değil, yenilenebilir ve sürdürülebilir olması ile enerji kaynaklarının üretilebilmesi konusu birçok disiplinin enerji konusundaki çalışmalarında önemli bir araştırma alanı olmuştur. Özellikle, temiz ve tükenmeyen enerji olan rüzgâr enerjisi pek çok çalışmanın ve uygulamanın konusudur. Rüzgâr enerjisinden yararlanma konusundaki gelişmeler ve buna bağlı olarak çalışmaların ve yatırımların dünyada ve Türkiye'de paralel olduğu görünmektedir. Türkiye'nin üç tarafının denizlerle çevrili olması, denizüstü rüzgâr santrallerinden yararlanabilme avantajını ön plana çıkartmaktadır. Türkiye denizlerinin jeopolitik önemi ve özellikle uluslararası anlamda kritik öneme sahip Ege Denizi'nin, deniz üstü rüzgâr santralleri konusundaki potansiyelinden yararlanmak için çok yönlü mekânsal analizlerin gerçekleştirilmesi önemli ve gerekli görülmektedir. Bu çalışmayla Türkiye'de, enerjide dışa bağımlılığı azaltmak ve yenilenebilir enerjiden daha fazla yararlanmak amacıyla ortalama rüzgâr potansiyeli yüksek, ancak, kısıt alanlarının da çok fazla olduğu Kuzey Ege Denizi'nde, rüzgâr enerji türbinlerinin konumlandırılacağı bölgelerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda, çalışmanın birincil hedefi: Türkiye'nin Kuzey Ege deniz sahasında, potansiyel rüzgâr türbin sahalarının yer tespitinin yapılması ve uygunluk alanlarının belirlenerek, bölge için Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) tabanlı bir Denizel Mekânsal Planlama Sistemi oluşturmaktır. Bu kapsamda, alternatif bölgelerin belirlenerek sıralandığı, CBS ve çok ölçütlü karar verme tekniklerinin kullanıldığı bir karar modeli uygulanmıştır. Çalışmanın ikincil hedefi ise, Kuzey Ege Denizi açık deniz türbinleri kurulumu için ideal alanların enerji verimliliğini ortaya koymak için enerji ve ekserji analizleri gerçekleştirmektir. Kuzey Ege Denizi gibi stratejik öneme sahip, uluslararası denizcilik seyir hat yoğunluğu oldukça fazla olan, çevresel hassasiyeti yüksek bir deniz alanında; denizel mekânsal planlamanın gerekliliğine göre oluşturulmuş CBS veri tabanlı bütünleşik bir uygulama ile (ÇÖKA yöntemleri ile uygun yerleri belirleme, uygun yerlerin sıralanması ve son adımda çalışma bölgelerinin enerji ve ekserji verimlilik analizi) doğruluğu ve uygunluğu yüksek açık deniz rüzgar türbinleri potansiyel alanları bu tez çalışmasının konusudur.
-
ÖgeCompressed sensing based 3D image reconstruction in digital breast tomosynthesis and micro-bioimaging(Bilişim Enstitüsü, 2018) Polat, Adem ; Yıldırım, İsa ; 519901 ; Satellite Communication and Remote Sensing ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan AlgılamaMeme kanseri, dünyada kadınlar arasında görülen en yaygın kanser türüdür. Kanserin erken teşhisi hastalığın tedavisinde çok önemli bir yer tutmaktadır. Erken teşhis araçlarından biri de görüntülemedir. Elektronik Mühendisliği açısından görüntüleme, görüntü geri çatma teknikleri ve görüntü işleme olarak ele alınmaktadır. Bu doktora tezinde, hızla gelişen görüntü geri çatma teknikleri ve görüntü işleme metotlarındaki yeni yaklaşımların kanserli hücre ve doku (örneğin meme kanseri) üzerine yapılan çalışma alanlarına uygulanması kapsamında iki ana proje çalışılmıştır. İlk proje olarak mevcut görüntü geri çatma algoritmalarının limitasyonları ve tıkanıklıkları göz önünde bulundurularak 12 radyasyon doz seviyesinde gerçek meme fantomu kullanılarak sayısal meme tomosentezinde (SMT) (digital breast tomosynthesis-DBT) sıkıştırılmış algılama tabanlı 3-boyutlu (3B) görüntü geri çatma yöntemleri geliştirilmiş ve önerilmiştir. İkinci proje kapsamında mikro biyogörüntülemede (micro-bioimaging) kanserli hücre kolonisi, tümör, kanserli doku, biyopsi, lab-on-a-chip gibi çeşitli biyolojik örnekleri açısal tarama yaparak 3B görüntüleyebilen 3B biyogörüntüleme cihazı (robotic 3D micro-bioimaging tool) geliştirilmiştir. Hastalık tanı ve teşhisinde medikal görüntüleme önemli bir teknolojidir. Yapısal ve fonksiyonel görüntüleme olarak adlandırılan ve farklı amaçlar için kullanılan iki ana medikal görüntüleme sınıfı mevcuttur. Yapısal görüntüleme ile anatomik yapılar incelenir. Manyetik rezonans görüntüleme (MRG), Röntgen ve bilgisayarlı tomografi (BT) yapısal görüntüleme tekniklerinin en önemlileridir. Fonksiyonel görüntüleme ise insan vücudundaki özel bir fonksiyonu analiz eden bir tekniktir. En önemlileri Single Photon Emission Computed Tomography (SPECT) ve Positron Emission Tomography (PET)'dir. Tomografi Yunan kökenli "tomos" (dilim) ve "graph" (tanımlama) kelimelerinin birleşiminden oluşmuştur. İngiliz mühendis Godfrey Hounsfield ve Güney Afrika doğumlu fizikçi Allan Cormack tarafından 1972 yılında geliştirilmiştir. Bu sebeple Hounsfield ve Cormack 1979 yılında Nobel Tıp Ödülü'ne layık görülmüşlerdir. Bilgisayarlı tomografi (BT), vücut içine girmeksizin vücut içini görüntülemek suretiyle çeşitli hastalıkların tanı ve teşhisinde kullanılmasıyla tıpta devrim yaratmıştır. Radyografinin bir formu olan BT günümüzde çok yaygın bir medikal görüntüleme uygulamasıdır. X-ışın kaynağının bir eksen etrafında döndürülmesiyle toplanan 2-boyutlu (2B) radyografik görüntülerden nesnenin 3B görüntüsü elde edilebilmektedir. Ulusal Meme Kanseri Vakfının (NBCF: National Breast Cancer Foundation, Inc.,) 2010 yılında yapmış olduğu araştırmaya göre her yıl kadınlar arasında 200.000 yeni meme kanseri vakası ve 40.000 ölüm yaşanmaktadır. Türkiye'de Sağlık Bakanlığının 2008 verilerine göre meme kanseri %41.6 oranıyla kadınlar arasında en sık görülen hastalık olmuştur. Bunu %15.3 ile tiroid, %13.5 ile kolorektal, %8.7 ile uterus korpusu, %8.4 ile trakea, akciğer ve bronş, %8 ile mide, %6.5 ile over, %4.7 ile non-hodgking lenfoma, %4.4 ile uterus serviksi, %4.2 ile beyin ve diğer sinir sistemi kanserleri takip etmektedir. Kadın meme dokusu süt üretme bezleri (lobules), süt taşıma kanalları (ducts) ve bağ dokusu (stroma) olmak üzere üç ana kısımdan meydana gelir. Bağ dokusu kan damarları, lenfatik damarlar ve yağ dokusunu çevreler. Bazı kanserler süt üretme bezlerinden başlarken (lobular cancers), çoğunluğu süt taşıma kanallarında (ductal cancers) meydana gelir. Mamografi yönteminin, birçok avantajlarının yanında tanı görüntülemesinde yaklaşık %20 oranında kanserli hücreyi kaçırdığı tahmin edilmektedir. 2B görüntülemeden kaynaklı dokunun üst üste binme problemi mamografinin en büyük kısıtlarındandır. Sayısal meme tomosentezi (SMT) ise yüksek çözünürlüklü 3B görüntü elde etme imkânı sunan yeni görüntüleme yaklaşımıdır. Bu sayede SMT ile geleneksel mamografide karşılaşılan dokunun üst üste binme problemi nedeniyle dokular arasına gizlenen kanserli hücreler daha kolay algılanabilmektedir. SMT'de plakalarla sıkıştırılan meme etrafında bir yay şeklinde ve genellikle 50 derecelik tarama açısı ile hareket eden X-ışın tüpünden gönderilen radyasyon meme altındaki detektöre düşürülerek memenin 2B projeksiyonları elde edilir. Uygulamalarda yaygın olarak SMT'de 11-60 derece tarama açısı ile 9-25 arasında projeksiyon elde edilir. Bu projeksiyonlar daha sonra çeşitli görüntü geri çatma yöntemleriyle geri çatılarak dilim dilim 3B geri çatılmış meme görüntüsü elde edilir. Böylece doku üst üste binmesi problemi nedeniyle meydana gelen yanlış pozitif ve yanlış negatif oranları azaltılabilir. SMT'nin radyasyon nedeniyle sınırlı açıda ve sınırlı sayıda tarama yapması ise dezavantajdır. SMT Y=AX lineer cebirsel denklem formu ile yazılabilen hedef nesnenin (X) 3B geri çatılmış görüntüsünü elde eden yenilikçi bir görüntüleme modelidir. Y=AX formunda Y gözlenen veri (projeksiyon) vektörü, A ışın izleme geometrisini modelleyen sistem matrisi, X ise 3B görüntülenmesi istenen nesnenin vektör formunu göstermektedir. Lineer denklem katsayılarını içeren A sistem matrisi yinelemeli geri çatma algoritmasının uygulanması için elde edilmelidir. Geri çatılan 3B görüntü, sınırlı açıda ve sınırlı sayıda taramayla elde edilen 2B projeksiyonlardan elde edildiğinden eksik veri problemi olarak adlandırılan önemli bir kısıt ortaya çıkmaktadır. Bu kısıtı aşmak için ileri düzey 3B görüntü geri çatma algoritmalarının geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Literatürde bir yinelemeli yöntem olan cebirsel geri çatma tekniğinin (algebraic reconstruction technique (ART)) ve bir analitik yöntem olan filtrelenmiş geri izdüşüm tekniğinin (filtered back projection (FBP)) SMT gibi ileri tıp teknolojisinde uygulandığından bahsedilmektedir. Bu doktora tezinde ART ile 3B görüntü geri çatılmıştır. ART algoritmasında, Y=AX formundaki, ışın izleme geometrisini modelleyen sistem matrisini (A) elde etmek için Siddon'un 3B ışın izleme algoritması kullanılmıştır. ART ile elde edilmiş geri çatılmış 3B görüntünün kalitesini arttırmak için sıkıştırılmış algılama tabanlı bir uygulama olan (compressed sensing based application) 3B toplam değişinti algoritması TV3D (3-dimensional total variation) ART sonrası elde edilen geri çatılmış 3B görüntüye uygulanmıştır. İlk projede iki ayrı alt çalışma yapılmıştır. İlk olarak 3B toplam değişinti temelli maksimizasyon-minimizasyon algoritması (majorization-minimization (MM) based on 3D total variation) yinelemeli görüntü geri çatma literatüründe yenilikçi bir yaklaşım olarak sunulmuştur (ART+TV3D+MM). İkinci olarak ART, ART+TV3D ve ART+TV3D+MM yöntemleri ile elde edilen geri çatılmış görüntüler 12 farklı radyasyon dozu için elde edilerek, sıkıştırılmış algılama tabanlı yinelemeli görüntü geri çatma teknikleri olan ART+TV3D algoritmasının ve bizim önerdiğimiz yeni ART+TV3D+MM yönteminin hastaya uygulanan radyasyon dozunun azaltılabilmesi noktasında uygulanabilirliği araştırılmıştır. İlk proje kapsamında, Lizbon Üniversitesi da Luz S.A. hastanesinde Siemens MAMMOMAT Inspiration system (Siemens AG, Healthcare Sector, Erlangen, Germany) kullanılarak 12 farklı doz seviyesinde yaklaşık 47o açısal tarama aralığında 25 projeksiyonu alınan gerçek meme fantomu (CD Pasmam 1054) için ART, ART+TV3D ve ART+TV3D+MM uygulanarak 3B görüntüler elde edilmiş ve aynı fantomun Siemens MAMMOMAT cihazının filtrelenmiş geri izdüşüm tekniğiyle (FBP) elde edilen geri çatılmış görüntüleri ile kıyaslanmıştır. Siemens MAMMOMAT cihazında know-how'ı bilinmeyen bir filtreleme yöntemine sahip FBP kullanılmaktadır. Sonuçların performansını karşılaştırmak amacıyla önce yinelemeli görüntü geri çatma tekniği olan (iterative reconstruction technique: IRT) ART, ART+TV3D ve ART+TV3D+MM bir analitik fantom için test edilmiştir. Sonuçlar niteliksel ve niceliksel olarak değerlendirilmiştir. Niceliksel değerlendirmede iki metrik olan sinyal-gürültü oranı (signal-to-noise ratio: SNR) ve yapısal benzerlik (structural similarity: SSIM) kullanılmıştır. Daha sonra, 12 dozda alınan CD Pasmam 1054 gerçek meme fantomu projeksiyonları için yinelemeli görüntü geri çatma tekniğinin üç yöntemi (ART, ART+TV3D ve ART+TV3D+MM) kullanılarak elde edilen geri çatılmış görüntüler ile Siemens MAMMOMAT cihazının filtrelenmiş geri izdüşüm tekniğiyle (FBP) elde edilen geri çatılmış görüntüler kıyaslanmıştır. Bu kısımdaki sonuçlar ise hem niteliksel hem de karşıtlık gürültü oranı (contrast to noise ratio (CNR) ve 1B profil değişimi metrikleriyle niceliksel olarak değerlendirilmiştir. İlk proje İstanbul Teknik Üniversitesi ve Lizbon Üniversitesi'nde gerçekleştirilmiştir. İkinci projede, SMT'deki çalışmalardan elde ettiğimiz umut verici sonuçların verdiği ilhamla kanserli hücre kolonisi, tümör, kanserli doku, biyopsi, lab-on-a-chip gibi çeşitli biyolojik örnekleri 3B görüntüleyebilen robotik 3B biyogörüntüleme cihazı (robotic 3D micro-bioimaging tool) geliştirilmiştir. Tıp ve biyoloji alanlarında bilimsel araştırma yapılan merkezlerde kullanılabilecek olan cihazın avantajları arasında, ucuz, taşınabilir ve kullanımı kolay olması sıralanabilir. Bu cihaz donanım (mekanik, elektronik ve robotik kontrol kısımları) ve yazılım (robotik kontrol yazılımı ve 3B görüntü geri çatma yazılımı) olmak üzere iki aşamalı tasarlanmıştır. Donanımsal olarak robotik 3B biyogörüntüleme cihazının ana mekanik çatkısı, dönme eksenine yeterli güç ve desteği sağlamak için 20 mm'lik T-oluklu eloksallı alüminyumdan 35cmx35cmx30cm boyutlarında üretilmiştir. Hassas hareket ve ölçümler için bazı parçalar 3B yazıcı ile üretilirken, bazıları ise polymethylmethacrylate (PMMA) malzeme kullanılarak CNC makine ve lazer kesici ile üretilmiştir. Elektronik ve robotik kontrol kısmı, bir Arduino Mega 2560 R3 kartı, bir RAMPS 1.4 kartı, Arduino yazılımla kontrol edilen iki adım motoru, bir lineer motor, üç motor sürücü ve bir güç kaynağından meydana gelmiştir. Optik görüntüleme kısmı ise bir metal oksit yarı iletken dedektör (complementary metal oxide semiconductor (CMOS) görüntüleyici, bir lens ve bir ışık kaynağından meydana gelmiştir. CMOS görüntüleyici dedektör olarak Logitech C160 kullanılmıştır. Optik görüntülemede hassas optik masa tasarımı sayesinde projeksiyon elde etme geometrisi ve görüntüleme kalitesi iyileştirilmiştir. -45o ve +45o açı aralığında tarama yapabilme yeteneğine sahip cihaz ile bu projede -25o ve +25o açı aralığında 5o açı adımıyla 11 projeksiyon elde edilmiş ve geri çatılmıştır. Yazılımsal olarak ise açısal tarama ve üç boyutlu düzlemde eksen hareketlerini yapan robotik motor kontrollerin mikrokontrolör programlanması C++ kod derleyici ve Matlab grafiksel kullanıcı arayüzü ile yazılmıştır. 3B görüntüleme için ise sıkıştırılmış algılama tabanlı yinelemeli 3B görüntü geri çatma yazılımı (ART+TV3D) mikro-biyogörüntüleme (micro-bioimaging (MBI)) araştırmalarında kullanılmak üzere revize edilerek geliştirilmiştir. Testlerde kullanılan biyolojik fantomlar transparan ortam sağlayan polydimethylsiloxane (PDMS) kullanılarak üretilmiştir. İkinci proje Harvard Medical School, Harvard-MIT Health Science and Technology ve Massachusetts Institute of Technology'de gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, ilk projenin ilk kısmında ART+TV3D+MM yönteminde analitik fantom için elde edilen sonuçların SSIM ve SNR değerleri on iterasyon sonunda ART+TV3D ve ART yöntemleriyle elde edilen aynı değerlerden yüksek çıkmıştır. Onuncu iterasyonda ART+TV3D+MM'in SSIM ve SNR değerleri sırasıyla 0.9814 ve 24.56 olurken, ART+TV3D'in 0.9771 ve 24.32; ART'in ise 0.9208 ve 22.48 olmuştur. Ayrıca ROI ve object of interest (OOI)'ler FBP ve ART'ye göre ART+TV3D ve ART+TV3D+MM yöntemlerinde görsel olarak daha net bir şekilde ayırt edilebilmiştir. İlk projenin ikinci kısmında, 12 farklı doz seviyesi için ART+TV3D ile elde edilen görüntülerde CNR değerleri hem doz arttıkça artmış, hem de aynı doz seviyesindeki ART'nin CNR değerlerinden genel olarak yüksek çıkmıştır. Örneğin en yüksek doz seviyesi olan 199 mAs doz seviyesinde, ROI-1 için FBP, ART, ART+TV3D ve ART+TV3D+MM'in CNR değerleri sırasıyla 1.203, 54.621, 55.894 ve 56.443 olurken; ROI-2 için yine sırasıyla 2.188, 2.292, 2.364 ve 2.473 olmuştur. İkinci projede ise tasarlanan robotik 3B biyogörüntüleme cihazıyla laboratuvar ortamında üretilen biyolojik fantomların projeksiyonları değişik açılardan başarıyla alınmıştır. ART+TV3D yöntemiyle, bu projeksiyonlar 3B görüntü şeklinde geri çatılmış ve bu biyolojik fantomlar başarılı bir şekilde dilim dilim görüntülenebilmiştir. İki projede de alınan olumlu sonuçların gerek yinelemeli 3B görüntü geri çatmada yeni yaklaşımların araştırılması ve geliştirilmesi noktasında; gerekse tasarlanan robotik 3B biyogörüntüleme cihazının bilimsel araştırma laboratuvarlarında, kanserli hücre ve doku çalışmaları ile bunlara karşı ilaç vb. geliştirmek için yapılan tıbbi ve biyolojik araştırmalarda kullanılan çeşitli biyolojik numunelerin 3B görüntülenmesinin geliştirilmesi noktasında gelecekteki çalışmalara ışık tutacağı düşünülmektedir.
-
ÖgeÇokdeğişkenliliği yükseltilmiş çarpımlar gösteriliminde yeni bir destek işlevi belirleyiş yöntemi(Bilişim Enstitüsü, 2017) Tuna, Süha ; Demiralp, Metin ; 702102003 ; Hesaplamal¹ Bilimler ve Mühendislik ; Computational Science and EngineeringGünümüzde yaşanan olaylar birden çok değişken ya da değiştirgenin (ing: parameter) birbiri ile etkileşimi aracılığıyla ortaya çıkmaktadır. Bu olayların anlaşılması ve ayrıntılarının dile getirilmesi, geçmişte yaşanmış ya da gelecekte yaşanması olası andıran (benzer) olayların çözümleyişinde (ing: analysis) çok önemli bir yer tutar. Andıran durum, bilimcil sorunlar için de geçerlidir. Sözgelimi, bir dizgenin (ing: system) evrimi (ing: evolution), bir ortamın sıcaklığının artımı ya da azalımı, insan damar ağı biçelendirimi (ing: modelling) ve kan akışındaki etkileşimler, tutumbilim (ing: economy) ve değişik ülke paraları arasındaki oranların anlık durumundaki dalgalanışlar gibi olguların tümünde birden çok kavramın birbirinden bağımlı ya da bağımsız olarak değişimi gündeme gelmektedir. Bu yüzden, göz önüne alınan sorunlarda çokdeğişkenliliğin anlaşılması olgusu oldukça önem kazanmaktadır. Bilimle uğraşan bireyler (ing: scientists), ele aldıkları sorunları gözlemleyerek veri (ing: data) toplarlar ve bu verileri etkin biçimde yansıtan çözümcül (ing: analytic) biçeler (ing: models) oluşturmaya çalışırlar. Oluşturdukları biçelerin doğruluğunu andırımlar (ing: simulations) yardımıyla sınarlar. Tüm bu aşamalar, yoğun çokdeğişkenlilik içeren durumlarda oldukça karmaşıklaşır. Bu yüzden, elde edilen biçelerin ayrıştırılarak, kolay işlenebilir duruma getirilmeleri de en az biçeleyiş düzeyinde önem kazanmış olur. Sözkonusu biçeler, uzbilim (ing: mathematics) dilinde çokdeğişkenli işlev (ing: multivariate function) olarak adlandırılır ve bu tür işlevlerin ayrıştırımı sorunu (ing: problem), yukarıda belirtilen nedenlerden ötürü, üzerinde düşünülmesi gereken oldukça önemli bir olgudur. Az önce belirtilen amaç doğrultusunda, Prof. Dr. Metin Demiralp öncülüğündeki Bilişim Enstitüsü Bilgisayım Bilimi ve Yöntemleri Topluluğu (BEBBYT) üyelerince bir takım sayıcıl yöntem (ing: numerical methods) geliştirilmiştir. Bu yöntemlerden biri, günümüzde türlü bilimcil ve ölçmenlik (ing: engineering) sorunları için oldukça etkin olarak kullanılan Çokdeğişkenliliği Yükseltilmiş Çarpımlar Gösterilimidir (ÇYÇG). ÇYÇG, geçmişi 1990'lara dayanan ve Rus sayıtımcı (ing: statistician) Sobol'ca önesürülmüş sayıtım (ing: statistics) tabanlı bir yöntem olan Yüksek Boyutlu Biçe Gösterilim (YBBG) yönteminin bir özelsizleştirimidir (ing: generalization). ÇYÇG ile bir çokdeğişkenli işlevi kendisinden daha az sayıda değişken içeren işlevler türünden yazmak olanaklı olmaktadır. Bu da bilimcil yazında (ing: scientific literature) "ayrıştırım" sözcüğüyle belirtilen kavramdan başka bir şey değildir. Yukarıda sözü edilen "az sayıda değişken içeren işlevler" kavramı ile belirtilmek istenen ise, ÇYÇG bileşenleri ve tekdeğişkenli destek işlevleridir. Tekdeğişkenli destek işlevleri, ilgili ÇYÇG ayrıştırımının oluşturumunda yer alan önemli öğeler olmakla birlikte ÇYÇG'nin YBBG'ye göre daha esnek bir yöntem olarak düşünülebilmesine de olanak sağlar. Bir çokdeğişkenli işlevin ÇYÇG açılımının gerçekleştirilebilmesi için, ilgili işlevin, üzerinde çalışılan çokboyutlu dikgen uzamın (ing: orthogonal geometry) üzerinde çözümcül (ing: analytic) olması gerekir. Bunun yanısıra, ilgili koşulu sağlayan çokdeğişkenli işlevlerin ÇYÇG açılımları (ayrıştırımları) sonlu sayıda terimin üstüste toplanımından oluşmaktadır. Elde edilen açılımın belli sayıda terimi alınıp, geriye kalanlar gözardı edildiğinde ilgili çözümcül çokdeğişkenli işleve bir yaklaştırım gerçekleştirilmiş olur. Bu yaklaştırımın etkinliğini etkileyen birçok neden olmakla birlikte, bunlardan en önemlisi, ÇYÇG yaklaştırımında kullanılan destek işlevleridir. Destek işlevlerinin uygun seçimiyle, göz önüne alınan çokdeğişkenli işleve etkin ÇYÇG yaklaştırımları üretmek olanaklıdır. Bu bağlamda, adı geçen destek işlevlerinin, en etkin ÇYÇG yaklaştırımını verecek şekilde eniyilenişi (ing: optimization) büyük önem taşır. Savda, bu olgu ele alınmış ve araştırımlar bağlamında, ÇYÇG'nde destek işlevi eniyileyişi için etkin bir yöntem elde edilmiştir. Bu yöntemin geliştirimi, aslında, sav araştırımlarının başlangıcında gözlemlenen bir olguya dayanmaktadır. Bu olgu, ÇYÇG ayrıştırımı için üzerinde çalışılan uzamın küçültümünün ÇYÇG yaklaştırımlarının niteliğine olumlu yönde katkı vermesi durumudur. Böylelikle, bir çokdeğişkenli işleve, üzerinde tanımlı olduğu çokboyutlu uzay üzerinde ÇYÇG yaklaştırımı yapmak yerine, bu uzayı aynı sayıda boyut içeren altuzaylara ayırıp ilgili işleve her bir altuzayda ÇYÇG yaklaştırımı uygulama yöntemi benimsenmiştir. Elde edilen yeni yönteme Altkesimcil (ing: piecewise) ÇYÇG denilmiş ve bu yöntem ile yapılan yaklaştırımların, ÇYÇG kullanılarak elde edilen yaklaştırımlara göre daha etkin olduğu sayıcıl uygulamalar ve aşkınizgecil görüntü (ing: hyperspectral imagery) verileri üzerinde gerçekleştirilen uygulayışlar aracılığıyla gösterilmiştir. Altkesimcil ÇYÇG yardımıyla aşkınizgecil görüntüler için özgün bir kayıplı sıkıştırım (ing: lossy compression) uzişi (ing: algorithm) bilimcil yazına kazandırılmış ve umut verici tepe-im-gürültü oranı (ing: peak-signal-to-noise ratio) değerleri elde edilmiştir. Daha dar uzamlarda, etkinliğinin arttırıldığı gösterilen ÇYÇG'nde kullanılan destek işlevlerinin eniyileyişi için saptırım (ing: perturbation) tabanlı bir yöntem geliştirimi olgusu öne çıkmıştır. Bunun nedeni, içerisinde küçük değerli değiştirgeler içeren sorunların, saptırım açılımları kuramı (ing: perturbation expansions theory) yardımıyla etkin biçimde çözülebilmeleri olgusudur. Destek işlevlerinin eniyileyimi sırasında eşleşik (ing: coupled) biçimde olan Fredholm türü tümlev (ing: integral) denklemler ile karşılaşılmaktadır. Bu eşleşik denklemler, savda "Uzamcıl Ayrıştırım" adı verilen yöntem ile ayrışık (ing: uncoupled) ve her bir denklem, özüne-eş (ing: self-adjoint) ve tıkız (ing: compact) bir Hilbert-Schmidt tümlev işlecinin (ing: integral operator) izgecil sorunu (ing: spectral problem) olarak karşımıza çıkmıştır. Bu izgecil sorunların her birinin en baskın özdeğerine karşılık gelen özişlevlerin (ing: eigenfunction) ise, aslında, aranılan eniyilenmiş tekdeğişkenli destek işlevlerinden başka bir şey olmadıkları açıkça gösterilmiştir. Bu bağlamda, savda geliştirilen saptırım tabanlı yöntem, özüne-eş ve tıkız Hilbert-Schmidt tümlev işleçlerinin en baskın özikililerini (ing: eigenpairs) bulmak için geliştirilmiş bir yöntemdir. Bu yöntem aracılığıyla, ilgili tümlev işlecin en baskın özdeğer ve eşlik eden özişlevlerine birer sonsuz saptırım toplamdizisi (ing: series) karşılık getirilmiştir. Bu toplamdiziler, saptırım değiştirgesinin üslülerini içeren sonsuz sayıda terimden oluşmaktadır. Bu terimlerin tümünü birden kullanmak olanaklı olmadığından, ilgili toplamdizide kesme yapılarak, özdeğer ve özişleve yaklaştırım yapımı olanaklı duruma gelmiş olur. Savın amacı doğrultusunda özişlev kavramı öne çıktığından, özişlev için geliştirilen toplamdizinin yakınsaklığı irdelenmiş ve ilgili toplamdizinin karmaşık uzayda boş olmayan bir teker (ing: disc) içerisinde yakınsadığı gösterilmiştir. Elde edilen kuramcıl (ing: theoretical) bulgular sayıcıl uygulamalar aracılığıyla desteklenmiştir. Böylelikle, savda, özüne-eş ve tıkız Hilbert-Schmidt tümlev işleçlerinin izgecil sorununun çözümü amacıyla saptırım tabanlı oldukça etkin ve özgün bir yöntem geliştirilmiştir. Geliştirilen saptırım tabanlı yöntem kullanılarak, bir çözümcül ikideğişkenli işlevin ÇYÇG açılım için destek işlevi üretimi olanaklı duruma gelmiştir. Elde edilen eniyilenmiş destek işlevleriyle, değişik türden ikideğişkenli işlevler için ÇYÇG yaklaştırımları gerçekleştirilmiş ve bulunan sonuçlar eniyileyiş yapılmadan kullanılan destek işlevleri yardımıyla gerçekleştirilen ÇYÇG yaklaştırımlarıyla karşılaştırılmıştır. Bu sonuçlara göre, ilgili toplamdizilerin yakınsaklık tekerleri içerisinde kalındıkça, eniyilenmiş desteklerin, diğer desteklere göre daha etkin ÇYÇG yaklaştırımı sağladıkları gözlemlenmiştir. Böylelikle savın amacı olan ÇYÇG'nin etkinliğinin arttırımı ve bu bağlamda ele alınan destek işlevi eniyileyişi olgusuna ulaşılmıştır.
-
ÖgeDirect and inverse electromagnetic wave scatteringrelated to rough surfaces(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2020) Sefer, Ahmet ; Yapar, Ali ; 657633 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama Bilim DalıElectromagnetic wave scattering from one dimensional rough surface is analyzed both direct and inverse problems point of view. The surface could be a deterministic one or have a random variation which can be characterized by a stationary stochastic random distribution. In the case of direct problem, with the knowledge of the surface roughness and the medium parameters, the field distribution in the whole space is obtained in terms of surface integral representations by means of appropriate integral kernels. The problem is then reduced to an integral equation or a system of an integral equations using suitable boundary conditions. To be more precise, if the problem needs to apply a single boundary condition, then it is expressed by a single integral equation. In case of more than one boundary condition requirements such as rough surfaces forms a boundary between two penetrable media, it is expressed by a system of an integral equations. The solution of the integral equation (or the system of integral equations) for the direct problem is accomplished by a traditional numerical method called method of moments (MoM). This method base on expressing the change of the field -or its normal derivative- distribution on the surface via appropriate basis functions and thus reducing the corresponding integral equation to a matrix equation. In addition to the classical integral equation solution of the problem, a spectral domain integral equation solution based on one-dimensional Fourier transform and Taylor expansion is presented as an alternative and new approach. The accuracy, validity limits and the efficiency of this new approach are analyzed with appropriate comparisons. In the second main part of the thesis, inverse problem algorithms are presented in which the geometry of an inaccessible rough surface is tried to be determined by the scattered field data. Inverse problem algorithms are essentially based on the arrangement of the integral equations used in the solution of the direct problem such that both field -or its derivative- on the surface and the rough surface geometry is included to the equations as the unknowns. Then, this nonlinear integral system is solved iteratively. In this context, a linearization based on Newton method and containing Freechet derivatives was applied in order to determine the surface function, which is the main unknown of the inverse problem. Finally, the ill-posed system was regularized by Tikhonov and solved in the sense of least squares approach. Within the scope of the thesis study, three scenarios for both direct and inverse problems have been considered. Two of these three scenarios cover the analysis of rough surfaces with perfectly electric conducting (PEC). PEC surfaces considered in this context can be illuminated by the TE or TM polarized incident wave. Since the illumination of the surface with each polarization requires consideration of different boundary conditions for the solution, TE and TM cases were analyzed separately. Finally, the scenario where the roughness is positioned to separate the two dielectric media is analyzed. The feasibility of the algorithms has been tested through numerous simulations and the obtained results are discussed in detail.
-
ÖgeDirectional wide band printed monopole antenna for use in microwave breast cancer imaging(Institute of Informatics, 2012-06-07) Golezani, Javad Jangi ; Akduman, Ibrahim ; 705101004 ; Satellite Communication & Remote SensingBreast cancer is the most common cancer in women. Detection of small breast lesions by mammography screening facilitates the cancer treatment by noninvasive techniques. Recently, new therapies than traditional surgery have been explored to satisfy these demands. The physical basis for breast cancer detection with microwave imaging is the difference in dielectric properties of normal and malignant breast tissues. Microwave imaging involves illuminating the breast with an ultra-wideband pulse from a number of antenna locations, then synthetically focusing reflections from the breast. The detection of malignant tumors is achieved by the coherent addition of returns from these strongly scattering objects.Radar-based microwave imaging techniques have been proposed for early stage breast cancer detection. Radar-based microwave breast imaging approaches involve illuminating the breast with an ultra-wideband pulse of microwaves and detecting reflections. The reflections are then processed to create images that indicate the presence and location of tumors in the breast. A key component of these systems is the antenna that is used to radiate and receive the ultra-wideband pulses. So the antenna design requirements for use in near field near surface measurement applications, such as radar-based microwave breast cancer imaging are as follows: radiation of ultra-wideband signal to transmit short pulses, size of the antenna on the order of a few centimeters to selectively illuminate and permit scanning, an optimum half power near-field beam width( HPBW) to avoid smearing of the scatterers that occurs if the field of view of each antenna is too broad, and finally a good impedance matching across the entire band, This ensures that most of the energy is transmitted. In order to decrease the HPBW of an antenna we have to increase the directivity of the antenna in a desired direction. Nevertheless, most of the wide band and UWB antennas like planar monopoles, which are in use, have almost Omni-Directional radiation pattern.Directivity can be achieved if the antenna is large in a desired direction, such as Horn or Vivaldi antennas. Printed disc monopole antennas with an L-shaped or parabolic-shaped ground plane are introduced as another type of directional antennas. In these antennas it has been shown how partial ground optimization influences the antenna?s performance, in maximizing the directivity and gain of the antenna. These kinds of directional antennas are similar to the UWB type Omni-Directional monopole antennas, where it is shown the effect of ground plane on obtaining the desired directional characteristics of the antenna.This Thesis presents a new design of directional wide band monopole antenna with parabolic-shaped ground plane. Ground plane of the antenna consists of a symmetrical parabolic curve, which its axis extended along the direction of the substrate?s diagonal. In order to accomplish high gain and directivity, axis of parabola in the ground plane is extended throughout the direction of square substrate?s diagonal that maximizes the capability of symmetrical ground plane as a reflector. The directivity of the antenna is further improved by inserting parabolic-shaped slots at the corners of ground plane. The second edge of the ground plane which is created by inserting the slots, behaves as an additional reflector which cause to increase in the gain and directivity.Then, the presented planar antenna is composed of a disc-monopole fed by a 50? microstrip line printed on a FR4 substrate. Simulation and measurements show that the proposed antenna has stable directional radiation pattern and higher gain compared to the previous directional monopole antennas. Impedance bandwidth of the antenna covers the frequency range of 4-9 GHz. Measured HPBW is among the degrees 54-22 in the same range of frequencies. In comparison with conventional antennas with a similar structure, gain of the antenna is improved between 1.1 and 3.1 dBi among 4-9 GHz. HPBW of the antenna is also between 5 and 15 degrees through the bandwidth .Results confirm the good characteristics for use in radar and microwave Breast cancer imaging applications where high resolution is required. For example, at 8.5 GHz, measured HPBW of the antenna is decreased from 38 degrees to 23 degrees (mentioned in the result section), which confirms a 40 % decrease in HPBW of the antenna (simulated HPBW is 26 = 33 % improvement). That is very important in order to increase the resolution of a radar system.As an additional attempt, another novel compact directional monopole antenna in microstrip technology is also presented. Dimensions of this antenna are considerably miniaturized in comparison with conventional directional antennas. The main effort is to convert an Omni-directional radiation pattern of a compact monopole antenna to the desired directional radiation pattern, by using a novel ground plane, and a parasitic element. The ground plane and parasitic element are accurately designed in a way that make the surface currents of radiating elements to move toward the desired direction, which increase the radiation density in the preferred direction and also decrease the radiation intensity in the opposite sides. Simulations confirm a good directional characteristic of the antenna at the frequencies between 5 and 9 GHz. Gain of the antenna is increased over 5 dBi at the desired frequencies. Reflection coefficient bandwidth of the antenna covers the frequencies among 5-9 GHz. Miniaturized size and an acceptable directional characteristic of the antenna make it possible to use it in the microwave imaging systems and radar applications.
-
ÖgeDoğa Esinli Algoritmalar Kullanarak Optik Wdm Ağlarda Hataya Bağışık Sanal Topoloji Tasarlama(Bilişim Enstitüsü, ) Ergin, Fatma Corut ; Yayımlı, Ayşegül ; Hesaplamalı Bilim ve Mühendislik ; Computational Science and EngineeringGünümüzde bilgisayar ağları hayatımızın önemli bir parçası ve ihtiyaç haline gelmiştir. İstediğimiz veriye, istediğimiz anda, daha hızlı, daha güvenli ve kesintisiz olarak erişme isteğimiz aslında ağ altyapısının nasıl tasarlanacağını belirlemektedir. Kullanıcıların istekleri sürekli artarken, teknolojik gelişmelerle birlikte yeni yöntem ve algoritmalarla bu istekleri karşılamanın yolları aranmaktadır. Ağdaki aktarım hızı, aktarım ortamından doğrudan etkilenmektedir; bugün uzak mesafelere en yüksek kapasiteli ve hızlı aktarımın yapılabileceği ortam ise fiberdir. Fiber optik ağlar, fiberin üstün özelliklerini (hız, düşük bit hata oranı, elektromanyetik ortamlardan etkilenmeme, düşük işaret zayıflaması, fiziksel dayanıklılık, ucuzluk, güvenlilik, vs.) en iyi kullanacak şekilde tasarlanan ağlardır. Günümüzde dünyadaki iletişim ağ altyapısı, omurga ağlardan erişim ağlarına kadar, hızla fiber optik ağlara dönüşmektedir. Optik ağların en önemli özelliklerinden biri veri aktarım hızıdır, tek bir fiberden teorik olarak 50 Tb/s veri aktarımı yapılabileceği hesaplanmaktadır. Bugün, lider iletişim firmaları 100 Gb/s ya da 1 Tb/s hızda veri aktarımı yapacak kanalllardan bahsedebiliyorsa, bu, fiziksel altyapı optik bir omurgadan oluştuğu içindir. Dalgaboyu bölmeli çoğullama (WDM) teknolojisi sayesinde bir fiber üzerinde aynı anda kurulabilecek kanal sayısı, günümüz teknolojisiyle yüzler mertebesine çıkabilmektedir. Dalgaboyu bölmeli çoğullama teknolojisi ile, optik aktarım birbiriyle çakışmayan dalgaboyu bantlarına bölünür ve her bir dalgaboyu istenen hızda çalışan, ışıkyolu olarak adlandırılan, bir iletişim kanalını destekler. Böylece, yakın gelecek için öngörülen çok yüksek hızlara çıkmadan bile, bir fiberden herbiri birkaç on Gb/s hızda çalışan yüz dolayında ışıkyolu geçebilmektedir. Bu kadar yüksek hızlarda veri aktarımı, özellikle her bir fiberinde çok sayıda kanalın taşındığı omurga ağlarda bir konuya büyük önem kazandırmaktadır: Hataya bağışıklık. En sık rastlanan hata olan, bir fiberin, herhangi bir nedenle kesilmesi (çoğunlukla inşaat makineleri tarafından, ya da doğal afetlerce), fiber tamir edilene kadar, her saniyede birkaç terabitlik veri kaybı anlamına gelecektir. Örnek olarak 10 km uzunlukta bir fiberin kopma sıklığı 11 yılda birdir. Omurga ağlarda yüzlerce, bazen binlerce, kilometrelik fiberler döşendiği gözönüne alındığında, böyle bir hata durumu için tedbir alınmaması düşünülemez. Optik ağ üzerindeki herhangi bir fibere zarar gelmesi demek bu fiber üzerinden yönlendirilmiş olan tüm ışıkyollarının kopması demektir. Her bir ışıkyolu üzerinden yüksek miktarda (40 Gb/s) veri aktarımı yapıldığından, böyle bir zarar ciddi veri kayıplarına neden olabilir. Temel olarak fiber kopmasına karşı geliştirilen iki yaklaşım vardır. Birinci yaklaşımda fiber üzerinden geçen her bir bağlantının, yani ışıkyolunun, yedek yollarla korunmasıdır. İkinci yaklaşım ise, özellikle birçok internet uygulamasına da uygun ve yeterli olacak şekilde, ışıkyollarının oluşturduğu sanal topolojinin bağlı kalmasının sağlanmasıdır. Bu ikinci yaklaşımda herbir ışıkyoluna ayrı ayrı yedek koruma yollarının atanması yerine, sanal topolojinin korunması dikkate alınarak, üst katmanların (paket katmanları) koruma mekanizmalarının devreye girebilmesi için gereken minimum koşulların sağlanması amaçlanmaktadır. Birinci yaklaşım belirli düzeylerde garantili bir koruma sağlarken yüksek miktarda ağ kaynağının atıl durmasına neden olmakta, dolayısıyla bu kadar üst düzey koruma gerektirmeyen uygulamalar için pahalı bir çözüm sunmaktadır. Son yıllarda özellikle dikkat çeken ikinci yaklaşım ise, daha ekonomik bir yöntemle iletişimin kopmaması garantisini vermekte, ancak daha yavaş bir düzeltme sağlamaktadır. Günümüzde birçok uygulama bağlantı kopmadığı sürece paket katmanının, yeni yol bulma gibi hata düzeltme mekanizmalarının devreye girmesi için gerekli olan, dakikalar mertebesindeki gecikmelere toleranslıdır (web dolaşımı, dosya aktarımı, mesajlaşma, uzaktan erişim gibi). Bu yaklaşım ilkine göre daha az ağ kaynağının atıl kalmasına neden olarak kullanıcıya daha ekonomik hizmet verilmesini sağlayacaktır. Bu çalışmada üzerinde durduğumuz hataya bağışık sanal topoloji tasarımı problemi de bu ikinci yaklaşımı benimsemektedir. Hataya bağışık sanal topoloji tasarımı problemi kendi içinde dört alt probleme ayrılmaktadır: ışıkyollarının belirlenmesi (sanal topolojiyi oluşturma), bu ışıkyollarının herhangi bir fiber kopması durumunda bile sanal topolojinin bağlı kalmasını sağlayacak sekilde fiziksel topoloji üzerinde yönlendirilmesi, dalgaboyu atanması, ve paket trafiğinin yönlendirilmesi. Bu alt problemler ayrı ayrı çözülebilir. Ancak, bunlar bağımsız problemler değildir ve bunları tek tek çözmek elde edilen çözümün kalitesinin çok düşük olmasına neden olabilir. Bununla birlikte, hataya bağışık sanal topoloji tasarımı problemi NP-karmaşıktır. Karmaşıklığı nedeniyle bu problemin, gerçek boyutlu ağlar için, klasik optimizasyon teknikleriyle kabul edilebilir zamanda çözülmesi mümkün değildir. Bu çalışmada, fiziksel topolojinin ve düğümler arası paket trafiği yoğunluğunun bilindiği durumlar için, hataya bağışık sanal topoloji tasarımı problemi bütün halinde ele alınmaktadır. Tezin ilk aşamasında, hataya bağışık sanal topoloji tasarımı probleminin alt problemi olan hataya bağışık sanal topoloji yönlendirmesi problemi ele alınmıştır. Verilen bir sanal topoloji için en az kaynak kullanarak hataya bağışık yönlendirme yapmak için iki farklı doğa-esinli algoritma önerilmektedir: evrimsel algoritmalar ve karınca kolonisi optimizasyonu. Öncelikle önerilen algoritmaların problem için uygun parametre kümesi belirlenmiş, daha sonra, algoritmaların başarımını ölçmek için, deneysel sonuçlar tamsayı doğrusal programlama (ILP) ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmışır. Sonuçlar göstermektedir ki; önerdiğimiz iki algoritma da, tamsayı doğrusal programlama ile uygun bir çözüm bulunamayan büyük ölçekli ağlar için dahi, problemi çözebilmektedir. Bunun yanında, doğa-esinli algoritmalar çok daha az CPU zamanı ve hafıza kullanmaktadır. Elde edilen çözüm kalitesi ve çözüm için kullanılan CPU zamanının kabul edilebilir düzeyde olması, her iki doğa-esinli algoritmanın da gerçek boyutlu ağlar için kullanılabileceğini doğrulamaktadır. İkinci aşamada, hataya bağışık sanal topoloji tasarımı problemini bir bütün halinde çözmek için dört farklı üst-sezgisel yöntem önerilmektedir. Önerilen üst-sezgisel yöntemler alt seviyedeki sezgiselleri seçme asamasında dört farklı yöntem kullanmaktadır: evrimsel algoritmalar, benzetimli tavlama, karınca kolonisi optimizasyonu ve uyarlamalı yinelenen yapıcı arama. Deneysel sonuçlar tüm üst-sezgisel yöntemlerin hataya bağışık sanal topoloji tasarımı problemini çözmede başarılı olduğunu göstermektedir. Ancak, karınca kolonisi optimizasyonu tabanlı üst-sezgisel diğerlerine göre daha üstün sonuçlar vermektedir. Işıkyolları üzerindeki trafik akışını dengelemek için, karınca kolonisi optimizasyonu tabanlı üst-sezgisele akış deviasyonu yöntemi de eklenmiştir. Literatürde hataya bağışık sanal topoloji tasarımı problemini ele alan tüm çalışmalar çift fiber kopması durumunu gözardı etmektedir. Bu çalışmada, önerdiğimiz üst-sezgisel yöntemin başarımını hem tek hem de çift fiber kopması durumları için değerlendirdik. Önerdiğimiz yöntem çoklu fiber kopması durumları için çok kolay şekilde adapte edilebilmektedir. Tek yapılması gereken hataya bağışıklık kontrolünü yapan yordamın değiştirilmesidir. Deneysel sonuçlar göstermiştir ki, önerdiğimiz karınca kolonisi optimizasyonu tabanlı üst-sezgisel hataya bağışık sanal topoloji tasarımı problemini hem tek hem de çift fiber kopması durumları için kabul edilebilir bir sürede çözebilmektedir. Üst-sezgisel yöntemlerin hataya bağışık sanal topoloji tasarımı çözmedeki başarımını değerlendirebilmek amacıyla, karınca kolonisi optimizasyonu tabanlı üst-sezgiselle elde edilen sonuçlar, literatürde bu problem için önerilmiş başka bir yöntemle karşılaştırılmıştır. Sonuçlar üst-sezgisel yöntemlerin, çok daha az CPU zamanı kullanarak, problem için daha kaliteli çözümler verdiğini göstermektedir.
-
ÖgeEntegre bilgi sistemi modeli geliştirilmesi: DataOCEAN©(Bilişim Enstitüsü, 2017-12) Özdikililer, Egnar ; Göksel, Çiğdem ; 705102006 ; Satellite Communication and Remote Sensing ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan AlgılamaGünümüzde veri çeşitliliğinin artması ve veri hacminin çoğalması ile güvenilir, düzenli ve güçlü sistem tasarımı gereksinimi giderek daha önemli hale gelmiştir. Merkezi erişim sağlayan yeni nesil bilişim sistemleri tasarlanarak kullanım yaygınlaştırılmıştır. Bu durum, özellikle kurumlar arası veri paylaşımı ve farklı yapıdaki, sistemler arasındaki entegrasyon çalışmalarını hızlandırmıştır. Dolayısıyla, merkezi erişim amaçlayan sistem tasarım çalışmaları artmış, veri erişimi de web servislerinin yaygın olarak kullanıması ile kolaylaşmıştır. Bu çalışma kapsamında, dağıtık sistemler için; hızlı, doğru ve güvenilir bilgiye erişimde kullanılabilecek yeni bir entegre bilgi sistemi modeli tasarlanmıştır. Tasarlanan model; birlikte çalışabilirlik ilkelerini koruyan, hibrid yapı temelli, birden fazla sistemi barındıran, entegrasyonu web servisleri aracılığı ile sağlayarak, çok yönlü veri akışına olanak tanımaktadır. Uzun vadede konum ve zaman kavramlarına dayanarak verileri analiz etmeyi, yönetmeyi ve işlemeyi de amaçlamaktadır. Model, bilişim sistemi çalışmaların kavramsal merkezini (çekirdeğini) temsil etmesi, ayrıca kurumlar arası veri tekrarı durumunda, en doğru verinin tespiti ve güvenilir bilginin alınmasını sağlayacak şekilde kurgulanmıştır. Veri tekrarının, tutarsız analiz sonuçlarına neden olduğu bilinmektedir. Bu nedenle, oluşturulan bu entegre bilgi sisteminde, uluslar arası standartlara uygunluk esas alınmıştır. Birlikte çalışabilirlik ilkesi gereğince, sadece verileri aynı standartta saklamak ve/veya kullanmak değil, merkezi bilgi/veri sistemi tasarımının benimsenerek, verilerin paylaşılması ve ortak kullanılmasının sağlanması çok önemlidir. "Entegre bilgi sistemi modeli geliştirilmesi: DataOCEAN©" konulu tez çalışmasında tasarlanan model ve sistem prototipi Servis Yönelimli (Servise Oriented Architecture – SOA) yapıyı temel alan ve Nesne Yönelimli (Object Oriented - OOA) mimari yapısına benzerlikler taşımaktadır. Kullanılan iskelet uygulaması (framework), MVC mimari tabanlı (Model-View-Controller) yazılmış, özgün bir çalışmadır. REST (Representational State Transfer) yaklaşımı ile tasarlanmış, RESTful ve SOAP (Simple Object Access Protocol) servis mimarilerine ilişkin web servisleri hazırlanmış, sistemin yönetim panelinin içereceği alanlar yazılmış ve test edilmiştir. Uygulama dili olarak PHP (Hypertext Preprocessor) tercih edilmiş, konumsal veri gösterimi için GoogleMAPs kullanılmıştır. Çalışma süresince oluşturulan web servislerinin entegre edildiği yapı DataOCEAN©-DO (Veri Okyanusu) olarak, oluşturulan web servisleri kütüphanesi ise OceanLIBRARY©-OLY (Okyanus Kütüphanesi) olarak anılacaktır. DataOCEAN© sistem modelinde veri yapıları web servisleridir. Web servisleri, sistem kütüphanesine entegre edilme aşamasında, nesne tabanlı programlamada kullanılan hiyererşik oluşumla tanımlanmaktadırlar (içerdiği veri, servis yapısı, v.b. özellikler ile). Veri sorgulaması, dinamik olarak uygulama kapsamında kodlanan web arayüzü aracılığı ile gerçekleşmektedir. Web arayüzünde özgün sorgu yazıldıktan sonra, sorgu işleme aşamasında veri havuzundan kullanılacak web servisleri tespit edilir. Sistemde anlık olarak erişilebilir olan, veri doğruluğu en yüksek servislerden bilgi toplanır, web arayüzünde ilgili formatta sonuç sunulur. Kullanıcı, verinin kaynağı olan kurum ve/veya yapıyı bilmeden, alınan sonucun güncel ve sorgulama anı için en yüksek doğrulukta olduğunu bilmektedir. Dolayısıyla, kullanıcının yüksek yetkinlikte olması beklenmemektedir. Sunulan modelin temel amacı, yazılım sürecini kısaltmaktır. Sistem, bilgi sistemlerinde bulunan verileri paylaşabilmeye uygun mimari ile tasarlanmış olması nedeniyle birlikte çalışabilirlik konusunda da iyi bir örnek olduğu düşünülmektedir. Tasarlanan DataOCEAN© mimarisinde birbirinden farklı sistemler veri alışverişinde bulunmaktadır. Özgün sorgulama platformu sunan ara yüzü ile sorgulama anında sistemde aktif olan web servisleri arasından doğruluk derecesi en yüksek olan servis/servisler seçilerek, işlemi kısa sürede hızlı ve doğru sonuçlandırmaktadır. Bu çalışmanın giriş bölümünde, çalışmanın özeti, kullanılan yöntemler ve sistemin yapısı özetlenmiş, veri ve veri çeşitliliği konularında yapılan çalışmalara değinilmiştir. Birinci bölümde çalışmanın temeli olan web servisleri, OOA, SOA (REST ve SOAP), MVC mimarileri incelenmiştir. İkinci bölümde araştırma yöntemi, geliştirilen DO mimarisi ve OLY kütüphanesi açıklanmıştır. Üçüncü bölümde yazılan prototip uygulama ve alınan sonuçlar irdelenmiştir. Sonuç bölümünde sonuçlar özetlenmiş, hedeflenen sonraki çalışmalar ve çalışmanın katkıları belirtilmiştir.
-
ÖgeEnterkonnekte elektrik güç sistemlerinde kapalı çevrim güç akışlarını önlemeye / düzenlemeye yönelik bulanık karar verme temelli bir yöntem(Bilişim Enstitüsü, 2011-07-12) Dağ Özdemir, Gülcihan ; Bağrıyanık, Mustafa ; 702022011 ; Hesaplamalı Bilim ve MühendislikSeksenli yıllara kadar tüm dünyada elektrik enerji sistemlerinin tamamı; üretim, iletim ve dağıtım devletlerin kontrolünde idi. Bunun başlıca nedeni çok büyük yatırım ve işletme maliyetlerinin olması idi. Kalitenin ve maliyetlerin ancak rekabet ortamlarında oluşacağına inanılan kapitalist ekonomilerde, özellikle hava yolu işletmeciliğinde tekel sisteminin kaldırılıp serbest piyasa koşullarına geçilmesi ile ulaşım maliyetlerindeki ciddi düşüş ve yaygın ekonomik servislerin gelmesi ile, benzer bir başarının elektrik sektöründe de oluşacağına olan inançla elektrik güç sistemlerinde de özelleştirme furyası başladı. ˙Ingiltere, ˙Izlanda ve ABD bu işin öncülüğünü yaparak sistemlerinin neredeyse tamamını özelleştirerek sektörü özel teşebüse bıraktı. Daha doğrusu elektrik enerjisinin üretimi, iletimi ve dağıtımını farklı farklı firmalara satılarak başka türlü bir tekelin oluşması da engellenmeye çalışıldı. Devlet kendisi, ya da kurduğu düzenleyici otoriteler aracılığı ile sektörde yanlızca kontrolör olarak görev üstlendi. Devlet tarafından işletilen sistemlerde güç kayıplarının yüksekliği, verimin düşüklüğü, veya enerjinin çok uzun yollardan (iletim hatlarında dolaşarak) tüketim noktalarına varması sorununa ciddi bir şekilde yaklaşılmadı. Maliyetlerin artması doğrudan tüketiciye yansıtıldığından, yada maliyetlerin bir kısmının devlet tarafından karşılanması nedeni ile enterkonnette sistemlerin doğasında var olan kapalı çevrimler içinde dolaşan enerji (yada bu dolaşım sonucu hatlarda oluşan ısı kayıpları) pek sorun olarak görülmedi. Özelleştirme sonucunda; hangi miktarlarda enerjinin hangi iletim hatlarında iletildiği, hangi firmanın hangi iletim hattını ne kadar süre ile ve hangi saatlerde kullandığı, enerji iletim sisteminin hatlarının doluluğu nedeni ile eğer sistem bir arıza durumuna geçerse bundan kimin sorumlu olduğu konuları çok önem kazanmaya başladı. Elektrik enerjisinin izleyeceği yol fizik kurallarına göre yani, Kirchhoff'un akım yasası ve Ohm yasasına göre belirlenir. Enerji akışı kontrat yapılan güzerğah yerine empedansı en düşük olan iletim hatlarını seçer. Bu durum, enerjiyi satınalan ile satan arasına üçüncü birinin girmesi sonucunu doğurur. Enerji akışının böyle olması sonucu bazı işletim problemlerini ortaya çıkardı. Þöyle ki, enerji alış-veriş planında sınırlamalar, iletim kapasitesinde değişimler, hatların aşırı yüklenmesi, güvenlik ve güvenirlilik konuları ve enerjinin serbest piyasada fiyatlandırılması komplikasyonları, enerjiyi satınalan ile onu satan arasına üçüncü birinin (sistemi kullanılan taraf) girmesi sonucu, üçüncü birinin sisteminin kullanım bedelinin kimler tarafından karşılanacağı gibi. Kapalı çevrim güç akışı, işte bu üçüncü birimin işgal edilen hatlarında oluşan enerji kayıplarının nasıl ücretlendirileceği, kime faturalandırılacağı, sistemde hatların dolu olması durumunda tıkanıklığa sebep olunmasından, sistemin çöküntüye gitmesinden kimlerin ne derecede sorumlu tutulacağı gibi konuları içerdiğinden çok önem kazanmıştır. Halen aktif bir araştırma konusudur. Bu çalışmada amaç; enterkonnekte elektrik güç iletim sistemlerinde kapalı çevrim güç akışlarını önlemeye/düzenlemeye yönelik bir yöntem geliştirmektir. Bunu gerçekleştirirken ilave amaçlar da probleme dahil edilmiştir. Bunlar; sistem baralarındaki gerilim profilinin bozulmaması ve düzeltilmesi (gerilim genliklerinin arzu edilen değerlerde tutulması), iletim hatlarındaki hem aktif hem de reaktif kayıpların en aza indirilmesi ve temel durum değerlerinden fazla uzaklaşılmaması, hatlardaki güç akışlarının iletim hatlarının akım taşıma kapasite limitleri dahilinde tutulmasıdır. Görüldüğü gibi problemimiz çok amaçlı ve çok kısıtları olan bir problemdir. Bu çoklu amaçlı ve kısıtlı problemde bulanık karar vermeden yararlanılmıştır. Bunun sonucunda elde edilen tek amaçlı en iyileme problemine evrimsel arama tekniklerinden genetik algoritmalar uygulanmıştır. Bu yöntemi düzenlerken işletim koşullarını etkileyen elektrik güç sistemi kontrol ve durum değişkenleri ve bunların üzerlerindeki kısıtlamalar da göz önünde bulundurularak, bulanık ortamda her birisi için uygun üyelik fonksiyonlarının tespit edilmeleri ile modellenmişlerdir. Genetik algoritmaların uygulanması sırasında GA operatörlerininde probleme uyarlanması açısından çeşitli benzetimler yapılmış ve litaratürdeki uygulamalar da incelenerek çalışmaya en uygun olanının tespiti yapılmıştır. Problem günlük bir işletme problemi olduğundan gün içerisinde defalarca çözümü yapılmaktadır. Bundan dolayı çözüm süreside önem teşkil etmektedir. Çözüm süresinin azaltılması için hem genetik algoritmalarda paralel algoritmalar seçilmiş hem de kurumdaki yüksek başarım labratuvarlarından yararlanılarak yüksek başarımlı bilgisayarlarda paralel ortam hesaplama tekniklerinden yararlanılmıştır.
-
ÖgeGezgin haberleşme sistemleri için yalın zamanlama algoritması(Bilişim Enstitüsü, 2017-12) Sağlam, Mehmet İzzet ; Kartal, Mesut ; 705032003 ; Satellite Communication and Remote Sensing ; Uydu Haberleşmesi Ve Uzaktan AlgılamaGünümüzde gezgin iletişim sistemlerini kullanan kullanıcı sayısı öngörülenin çok ötesinde artmıştır. Üçüncü nesil iletişim sistemlerinin desteklediği yüksek hızlı veri iletimi sayesinde aboneler kablolu sistemler yerine artık gezgin iletişim sistemlerini tercih etmeye başlamışlardır. Kullanıcı sayısındaki yükseliş yanında kullanıcıların tüketmeye başladığı aylık ortalama veri miktarı yüzlerce Mbyte veya GigaByte seviyelerine yükselmiştir. Günümüzde operatörler yüksek veri trafiğini ve hızını karşılamak için 3GPP (3rd Generation Partnership Project) tarafından geliştirilmiş bir standartlar ailesi olan Dördüncü Nesil (4N) gezgin iletişim sistemlerini tercih etmektedirler. 3GPP, bünyesinde ARIB (Association of Radio Industries and Businesses), ATIS (Alliance for Telecommunications Industry Solutions), CCSA (China Communications Standards Association), ETSI (European Telecommunications Standards Institute), TSDSI (Telecommunications Standards Development Society), TTA (Telecommunications Technology Association) ve TTC (Telecommunication Technology Committee) olarak toplam yedi telekom standart geliştirme organizasyonunu birleştiren bir ortaklıktır. İlk ticari 4N sistemi TelliaSoneria tarafından 2009 yılında İsveç’te açılmıştır. GSMA (Global System for Mobile communications Association) birliğinin 2017 yılı istatistiklerine göre gezgin haberleşme şebeklerini kullanan kullanıcı sayısı beş milyarı geçmiştir [1]. Kullanıcı sayısındaki kontrolsüz artış, kullanıcılar arasında etkin bir sistem kaynak paylaşımını daha da önemli kılmaktadır. Yeni nesil akıllı telefonlar ve tablet tipi cihazların yaygınlaşmasıyla kullanıcıların kullanım profili değişmiştir. Kullanıcı profili daha önce uzun süreli az sayıda şebekeye bağlanma ihtiyacı şeklindeyken şimdi az miktardaki veri iletim için daha sık şebekeye bağlanma şekline dönüşmüştür. Kullanıcı profili ve sayındaki bu değişimler halen kullanılmakta olan ve kullanıcıların servis alma paylaşımını düzenleyen zamanlama algoritmalarını verimsiz hale getirmiştir. Yukarda sözü edilen nedenlerle günümüzde üçüncü ve dördüncü nesil gezgin veri iletim sistemlerinde kaynakların paylaştırılmasına yönelik yeni bir zamanlama algoritmasının tasarımına şiddetle ihtiyaç duyulmaktadır. Bu ihtiyaç doğrultusunda bu tezde, sistem kaynaklarının kullanıcılara etkin paylaşımına olanak sağlayacak yeni bir zamanlama algoritmasının geliştirilmesi ve ürün haline getirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla tezde kullanılacak sistem parametreleri gerçek ve gerçek zamanlı olmayan hizmet alan kullanıcıların ihtiyaçlarına göre belirlenmiş ve kullanıcılara en hızlı/kesintisiz/kaliteli hizmet verebilen dinamik bir zamanlama algoritması geliştirilmiştir.
-
ÖgeKatkılı NiFe2O4 polimer tabanlı mikrodalga yutucuların frekans seçici malzeme tasarımı(Bilişim Enstitüsü, 2019-02-07) Şahin, Ethem İlhan ; Kartal, Mesut ; 705112007 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan AlgılamaHaberleşme endüstrisindeki olağanüstü büyüme mikrodalga yutucu malzemelere olan ilginin artmasına neden olmuştur. Son zamanlarda modern haberleşme sistemleri yüksek frekanslara doğru kaydığı için yüksek frekanslarda kullanılmaya uygun yutucu malzemelere olan ilgi ve gereksinimde doğal olarak artış göstermektedir. Kablosuz iletişimin hızlı ilerlemesi neticesinde mikrodalga yutucu malzemelere olan ilgi radar sistemleri ve askeri uygulamalar gibi özel alanlar dışındaki uygulamalarda da oldukça dikkat çekici hale gelmiştir.Kullanımı giderek yaygınlaşan elektronik aygıtlardan yayılan sinyallerin oluşturduğu elektromanyetik kirliliğin insan sağlığı ve çevre üzerine pek çok olumsuz sonuçlar ortaya çıkardığı da günümüzde bilinmektedir. Bu sorunları aşmak ve elektromanyetik etkileri en aza indirmek, radar, uzay teknolojisi, telekomünikasyon, yerel alan ağları, askeri ve iletişim teknolojilerinde güvenliği sağlamak amaçlı olan yutucu malzemeler ve ekranlama etkinliğine sahip malzemeler üzerinde yapılan çalışmalarda ayrıca devam etmektedir. Yutucu malzemeye gelen sinyalin geldiği yöne yansımaması ve aynı zamanda iletim sağlamaması gereklidir. Bunun için sinyalin malzeme içinde veya üzerinde emilim yapması gerekmektedir. Normalde yansıma katsayısı minumum seviyeye ulaştığında en düşük yansıma kaybı elde edilir, yani gelen elektromanyetik dalgaların hiçbiri geri yansımamaktadır. Prensip olarak, bir elektromanyetik yutucu kaplamanın rolü, düşük yansıma sağlaması ve gelen elektromanyetik dalgalar için yüksek bir yutulma sağlamasıdır. Elektromanyetik dalga yutucu malzemelerin değeri ne kadar ince bir tabaka ile ne kadar geniş bir frekans aralığında yutma işlemini yaptığı ile alakalıdır. Malzemeye gelen elektrik ve manyetik bileşenleri olan birbirlerine dik şekilde hareket eden elektromanyetik dalganın elektrik bileşeni malzemenin dielektrik özellikleri tarafından yutulurken diğer bileşen olan manyetik bileşen ise manyetik özellik tarafından yutulur böylece bu iki bileşen kaybolunca malzeme ideal yutucu malzeme olur. Mikrodalga malzeme içine girdikten sonra malzeme kalınlığı boyunca zayıflatılmalı ve ısıya dönüştürülmelidir, bu durumda malzemeye gelen dalgalar yutularak geri yansımayacaktır. Manyetik ve dielektrik özellikleri nedeniyle NiFe2O4 genel formülü ile verilen spinel ferrritler sahip oldukları ilginç özellikleri nedeniyle son yıllarda yoğun bir şekilde bilgi depolama sistemleri içindeki uygulamalar, manyetik sıvılar, manyetik toplu çekirdek, yüksek frekans aralığında çalışan mikrodalga veya radar yutucu malzemeler (RAM), yüksek frekanslı cihazlar için araştırılmıştır, NiFe2O4 yapısındaki spinel ferritler manyetik kayıplarının ve dirençlerinin yüksek olmasından dolayı elektromanyetik dalga yutucu olarak kullanılabilmektedir, ayrıca spinel ferritler manyetik kayıt ortamı, manyetik akışkanlar, katalizörler, manyetik rezonans görüntüleme (MRI), mikrodalga yutucular, sensörler ve pigmentler gibi uygulama alanlarında da öne çıkan malzemelerdir. Ferritlerin özellikleri, kimyasal bileşimine, mikroyapısına, sinterleme parametreleri ile katkılanan iyonun konumuna ve katkı oranına bağlı olarak değişik özellik göstermektedir. Yapılan çalışmada NiFe2O4 ferrit bileşiminde Ni yerine Mo, Tb, Ta ve Hf, Fe yerine V, Cu farklı oranlarda yer alan katı eriyiği şeklinde ilave edilerek tek fazlı katkılı NiFe2O4 ferritleri oksitlerin karışımı yöntemiyle üretilmiştir. Başlangıç oksitlerinin miktarları Ni1-xMoxFe2O4, Ni1-xTbxFe2O4, Ni1-xTaxFe2O4 , Ni1-xHfxFe2O4 , NiFe2-xVxO4, NiFe2-xCux stokiyometrik kompozisyonlar baz alınarak hesaplanmıştır. Her bir katkının ana yapı (NiFe2O4) içerisinde yapıyı bozmadan katkılanabileceği miktar olarak tarif edilen çözünürlük limiti X-ışınları toz difraktometresi kullanılarak saptanmıştır. SEM sonuçları XRD sonuçlarını teyit etmektedir. 1200-1500 °C aralığında sinterlenen katkılı tek fazlı NiFe2O4 ferrit malzemelerin manyetik özellikleri belirlenmiştir. Oluşturulan katı eriyiklerde katkı tür ve oranlarının ferrit seramiğinin manyetik ve ekranlama etkinliğine (shielding effect) olan etkileri ayrıca belirlenmiştir. Özellikler açısından belirlenen optimum parametrelere göre katkılı NiFe2O4 ferritleri polianilin tabanlı olarak kompozit olarak üretilip özellikleri karakterize edilmiştir. Polianilin-NiFe2O4:V, Polianilin-NiFe2O4:Tb, Polianilin-NiFe2O4:Cu, Polianilin-NiFe2O4:Hf, Polianilin-NiFe2O4:Ta, Polianilin-NiFe2O4:Mo farklı katkı oranlarında sıcak presleme ile üretilmiştir. Anilin / Ni ferrit ağırlık oranı 1/1, 3/1 olarak değiştirilerek mikrodalga ekranlama etkinliğine sahip kompozitler epoksi reçine kullanılarak üretilmiştir, üretilen kompozitler XRD, SEM ve VSM ( titreşen örnek magnetometresi ), FTIR,Vector Network Analyzer (VNA (Two-Port,R & S FSH-K42)) kullanılarak karakterize edilmiştir. Polianilin-NiFe2O4: V, Polianilin-NiFe2O4:Tb, Polianilin-NiFe2O4:Cu, Polianilin-NiFe2O4:Hf, Polianilin-NiFe2O4:Ta, Polianilin-NiFe2O4:Mo kompozitlerinin mikrodalga ekranlama etkinliği performansları 0-8 GHz aralığında ölçülmüş ve mikrodalga ekranlama etkinliğine sahip malzemeler olarak kullanım potansiyelleri incelenmiştir.
-
ÖgeMikrodalga Soğurucu Tasarımı(Bilişim Enstitüsü, 2017) Çatalkaya, İbrahim ; Kent, Sedef ; 705072004 ; Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama ; Satellite Communication and Remote SensingElektromanyetik girişim (Electromagnetic Interference, EMI), elektromanyetik uyumluluk (Electromagnetic Compatibility, EMC), anten yayılım paterni (Antenna Radiation Pattern, ARP), radar kesit alanı (Radar Cross Section, RCS) gibi ölçümlerin doğru ve güvenilir olarak yapılabilmesi için ölçülecek ekipman civarında, ölçümlerin doğruluğunu etkileyebilecek herhangi bir bozucu elektromanyetik (Electromagnetic, EM) dalga kaynağı veya kaynaktan gelen dalgaları yansıtan bir nesne bulunmamalıdır. Genellikle elektronik cihazlardan yayılan istenmeyen veya kaçak elektromanyetik sinyal radyasyonu, yayılan radyasyon güçlü olduğunda canlılar için de ciddi tehlike oluşturabilir ve yakınlarda bulunan diğer elektronik cihazlarda arızalara sebep olabilir. İşte bütün bu nedenlerden dolayı istenmeyen veya kaçak EM sinyal yayılımının tespiti çok önemlidir. Doğru ve güvenilir ölçüm sonuçları elde etmek, ölçümlerin bozucu EM dalga kaynağı veya yansımaya sebep olabilecek nesnelerin bulunmadığı açık bir alanda yapılması ile mümkündür. Ancak günümüzde bütün frekans bandlarının yoğun olarak kullanılması nedeniyle ölçüm yapılacak noktada çok fazla bozucu EM dalga kaynağının bulunması, yansımaya sebep olabilecek nesnelerin bulunmadığı böylesi bir açık alan bulmanın zorluğu, açık alandaki ölçümün doğruluğunu etkileyebilecek sıcaklık, nem vb. gibi çevresel etmenlerin çok değişken olması gibi nedenlerden dolayı ölçümlerin açık alanda yapılması pek mümkün değildir. Bu halde ölçümler, yansıyan veya saçılan dalgaların sebep olduğu hatalı ölçüm sonuçlarını önlemek, doğru ve güvenilir sonuçlar elde etmek için duvarları, tavan ve tabanı EM soğurucularla kaplanmış, kapalı bir alanda çalışılmasına olanak sağlayan, yansımasız oda olarak adlandırılan kapalı ortamlarda yapılır. Yansımasız odalar, serbest uzay şartlarını kapalı bir ortamda elde etmek için oluşturulmuş yapılardır. EM soğurucular ölçümler sırasında üzerlerine gelen EM dalgaların yansımalarını engellemek, istenmeyen veya rastgele yayılan EM radyasyonu önlemek için kullanılırlar. Soğurucular, EMC, EMI, ARP ve RCS ölçümlerinin kapalı bir ortamda doğru ve güvenilir olarak gerçekleştirilmesi için vazgeçilmez unsurlardır. Birçok elektronik sistem soğurucular yardımıyla geliştirilmiştir. EM soğurucuların soğurma performansı yapılan ölçümlerin doğruluğunu etkileyen en önemli faktörlerdendir. Soğurucular yapılarında kullanılan malzemelerin kimyasal, fiziksel, elektriksel özelliklerine veya geometrilerine bağlı olarak düşük yansıma katsayısına sahip yapılardır. Soğurucu malzemenin elektriksel özellikleri diğer faktörler yanında soğurma performansı üzerinde oldukça etkilidir. Mikrodalga soğurucular EM dalgaları, sahip oldukları dielektrik veya manyetik kayıplar sayesinde soğururlar. Soğurulan EM dalga zayıflar ve sahip olduğu enerji ısı enerjisine dönüşür. Soğurucunun soğurma kapasitesi, soğurucu malzemenin dielektrik ve manyetik geçirgenlik özelliklerine bağlıdır. Soğurucuda kullanılan malzemenin bağıl dielektrik sabiti elektriksel faktörlerin en önemlilerinden biridir. Bağıl dielektrik sabiti, malzeme içinde depolanan elektrostatik enerjinin bir ölçüsüdür ve EM dalganın malzeme içindeki yayılım hızını etkiler. Soğurucular çalışma şekline göre genel olarak rezonans (resonating) ve kademeli (graded) soğurucular olmak üzere iki ana kategoriye ayrılırlar. Yansımasız odalarda EMC / EMI ölçümlerinde çoğunlukla, en çok bilinen, geniş bandlı kademeli soğuruculardan olan kama veya piramit tipi EM soğurucular kullanılır. Gelen EM dalgaların büyük bir kısmını soğurması için soğurucuların düşük yansıma katsayısına sahip, geniş bir frekans bandında ve geniş bir geliş açısı aralığında iyi bir soğurma performansına sahip olması beklenir. Böylece, kapalı bir alanda oldukça iyi bir şekilde serbest uzay şartları sağlanmış olur. Yansımasız odanın kullanılabilir alanını daraltmaması için oda içinde kullanılacak soğurucuların yüksekliklerinin mümkün olduğunca az olması tercih edilir. Kama veya piramit tipi soğurucuların yüksekliğinin fazla olması yansımasız odanın kullanılabilir alanını sınırlar. Bu sebeple boyutları küçük yansımasız odalarda kullanım alanları sınırlıdır. Yansımasız odalarda kullanılan soğurucuların soğurma performansı kullanılan malzemenin elektriksel özellikleri gibi birçok parametre yanında soğurucu geometrisine de bağlıdır. Özellikle geniş bandlı soğurucularda soğurucunun geometrik şekli soğurma performansı üzerinde önemli etkenlerden biridir. Soğurucuların geliştirilmesi sürecinde farklı geometriler kullanılmıştır. Piramit, kama, kesik kama (truncated wedge) gibi birçok farklı soğurucu geometrisi vardır. Serbest uzayın empedans değerinden soğurucu tabanına doğru düzgün empedans geçişi sağlamaları nedeniyle kama veya piramit tipi konik yüzeylerin daha iyi soğurma performansına sahip olduğu söylenebilir. Bu tür yüzeyler sahip oldukları geometri sebebiyle düzgün empedans geçişi sağlarlar. Kademeli empedans geçişi, yansıyan EM dalganın minimum olduğu bir empedans uydurma devresi gibi davranır. Kama veya piramit tipi soğurucularda empedans uyumsuzlukları minimum seviyede olmaktadır. Bu soğurucular kullanılarak soğurucu üzerine gelen EM dalganın enerjisi maksimum seviyede soğurulmaktadır. Ayrıca soğurucu yapının her bir elemanının (kama, piramit) boyutu gelen EM dalganın dalga boyuna göre daha büyük olduğunda EM dalga, soğurucunun sahip olduğu geometri sebebiyle, geri yansıtılmadan önce soğurucunun yüzeyleri arasında defalarca yansımaya uğrayacaktır. Yanyana yüzeyler arasında defalarca yansımaya uğrayan EM dalga her yansımada bir miktar soğurulacak ve enerjisini büyük oranda kaybedecektir. Yüksek frekanslarda, kamanın kenarındaki uç noktalardan kaynaklanan ve soğurma performansını etkileyen kırınım etkisi de saçılan elektrik alana dikkate değer ölçüde katkı yapmaktadır. Bu nedenle bu tür yapıların sayısal analizinde kullanılan yöntemlerde kırınım etkisinin de dikkate alınması gereklidir. Moment yöntemi (Method of Moments, MoM) bu amaçla kullanılabilecek yöntemlerden biridir. Buradan yola çıkarak, soğurucu yapının geometrisinde yapılacak değişikliklerle empedans uyumunda ve soğurucu yüzeyler arasındaki yansıma sayısında dikkate değer iyileştirmeler sağlanabilir ve soğurma performansı arttırılabilir. Bu tez çalışmasında, soğurucularının soğurma performanslarını, yapılarında kullanılan malzemelerin kimyasal, elektriksel vb. özelliklerinde herhangi bir değişiklik yapmadan, yalnızca soğurucu geometrisine yönelik iyileştirmeler yaparak arttırmak amaçlanmıştır. Bunu yaparken kullanılan yöntem, daha iyi empedans uyumu sağlayacak, EM dalga geri yansıtılmadan önce soğurucu elemanların yüzeyleri arasında çok sayıda yansıma sağlayacak bir soğurucu geometrisi elde etmeye dayanmaktadır. Aynı zamanda soğurucu performansının analizinde kullanılan yöntemlerde de iyileştirmelerin yapılması hedeflenmiştir. Kama şeklindeki soğurucuda empedans geçişi serbest uzaydan soğurucu tabanına doğru doğrusal olarak değişir. Daha iyi empedans geçişi ve soğurucu yüzeyleri arasında çok sayıda yansıma sağlamak için kama soğurucunun yüksekliğinin arttırılması, diğer bir ifadeyle tepe açısının azaltılması gereklidir. Ancak soğurucu yüksekliği, yansımasız odanın ölçüm için kullanılabilecek alanını sınırlar. Bu sebeple yüksekliği fazla olan soğurucuların yarı yansımasız veya küçük boyutlu yansımasız odalarda kullanımı sınırlıdır. Yansımasız odaların ölçüm alanını artırmak, aynı veya daha iyi soğurma performansı elde etmek ancak daha az yüksekliğe sahip farklı soğurucu geometrileri kullanarak mümkündür. Kama şekli yerine doğrusal olmayan bir soğurucu geometrisi kullanmak yansımasız odanın ölçüm alanını arttırarak EMI / EMC ölçümlerinin performansını arttırmaya yardımcı olur. Ayrıca doğrusal olmayan soğurucu geometrisi daha düzgün bir empedans geçişi ve / veya soğurucu yüzeyleri arasında daha fazla sayıda yansıma sağlar. Bu çerçevede bu tez çalışmasının katkısı, soğurucu yüzey fonksiyonlarını elde etmeyi sağlayacak bir yöntem önererek geleneksel kama soğurucudan daha iyi soğurma performansına sahip soğurucular elde etmektir. Çalışmada soğurucu yapılardan saçılan elektrik alanı elde etmek için Periyodik Moment Yöntemi (Periodic Moment Method, PMM) kullanılmıştır. Elektrik alanı soğurucu yapının ekseni doğrultusunda kutuplanmış düzlem EM dalganın (TM modu) yansıma değerleri dikkate alınmıştır. TM modu yansıma performansı, TE modu yansıma performansından daha kötü olduğu için çalışma TM modu ile sınırlıdır. Tezin organizasyonu şu şekildedir: Literatür araştırması kapsamında EM soğurucuların tarihçesi, gelişimi incelenmiş, periyodik soğurucuların çeşitleri, yansımasız odalar ve soğurucuların yansımasız odalarda kullanımından bahsedilmiştir. Tez çalışmasında kullanılacak yöntemlerin açıklanması kapsamında EM dalganın periyodik soğurucu yapılardan saçılması incelenmiş, teorik altyapı oluşturması amacıyla periyodik soğurucu yapıların analizinde kullanışlı bir araç olan PMM açıklanmıştır. Sonraki bölümde elde edilen integral denklemin PMM çözümünün detayları, çözümün referans soğurucu yapı üzerinden kapalı form çift katlı integrasyon yöntemiyle elde edilmesi verilmiştir. Yansıma performansının empedans geçişi ile ilişkisi araştırılmış, dışbükey, doğrusal ve içbükey yüzeylerin yansıma performansları karşılaştırılarak içbükey yüzeylerin dikkate değer şekilde daha iyi yansıma performansına sahip oldukları gösterilmiştir. Çok bilinen bazı içbükey fonksiyonlar temel alınarak soğurucu yüzeylerde kullanılacak, sınır koşullarını sağlayan içbükey fonksiyonların elde edilişi açıklanmıştır. İçbükey yüzey fonksiyonları kullanılarak elde edilen soğurucu yüzeylerin MATLAB optimizasyon araçları yardımıyla en iyi soğurma performansını sağlayacak şekilde optimizasyonu açıklanmıştır. Soğurucu performans analizleri bölümünde soğurucu yapı malzemesi olarak kabul edilen karbon katkılanmış köpükten oluşan kayıplı malzemeye ait dielektrik katsayılarından bahsedilmiş, PMM yöntemi kullanılarak yazılan MATLAB programının doğru çalıştığı gösterilmiş ve soğurucu tasarımlarının PMM hesaplamalarına ait sonuçlar sunulmuştur. Yansıma katsayısı, faz, RCS ve bistatik patern grafikleri her soğurucu yapı için ayrı ayrı verilmiştir. Soğurucu yapıların TM modu yansıma performansı sonuçlarının geleneksel kama soğurucu ve birbirleriyle karşılaştırılması tartışma bölümünde sunulmuştur. Tez çalışmasının genel bir değerlendirmesinin yer aldığı ve ilerleyen dönemde yapılacak çalışmaların irdelendiği sonuç bölümü son bölüm olarak eklenmiştir.
-
ÖgeA novel multivariate stochastic volatility model and estimation with GPU computing(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016) Esen, Halil Ertürk ; Ülengin, Kemal Burç ; 433906 ; Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik ; Computational Science and EngineeringBu çalışmada, finans piyasalarında varlık getirilerini modelleme amacıyla yeni bir çok değişkenli stokastik oynaklık (ing: volatility) modeli geliştirilmiş ve önerilmiştir. Önerilen model yapısı itibariyle varlık getirileri arasındaki korelasyon, varlık getirileri ve bunların oynaklıkları arasındaki ilişki olarak ifade edilen kaldıraç etkisi ve çapraz kaldıraç etkileri ile oynaklıklar arasındaki geçişkenliği ifade eden oynaklık yayılımı özelliklerini aynı anda barındırabilmekte ve dahası bu özelliklerin zaman içinde değişebilen (dinamik) karşılıklarının kısmi ya da bütün olarak modele dahil edilebilmesine olanak tanımaktadır. Önerilen modelin pratikte uygulanabilmesi için, modelin yapısına özel olarak Bayesian bir yaklaşım çerçevesinde kurgulanan Markov Chain Monte Carlo (MCMC) yöntemine dayanan kestirim algoritmaları çalışmanın bir parçası olarak geliştirilmiştir. Çalışmada MCMC yönetminin yanısıra daha iyi hata kontrolü ve yakınsama özelliklerine sahip, hesaplama gereksinimleri açısından MCMC yöntemleri ile rekabet edebilecek, stokastik oynaklık kestirimi alanında daha önce hiç kullanılmamış yeni bir yöntem olan ve sayısal tümlevlemeye dayanan sparse grid integration (SGI) yaklaşımıyla kestirim algoritmaları geliştirilmiş ve değerlendirilmiştir. İncelenen ve geliştirilen MCMC ve SGI yaklaşımlarına dayanan kestirim algoritmaları için paralel algoritmalar oluşturulmuş ve bu algoritmalar kullanılarak grafik işlemciler üzerinde çalışan programlar geliştirilerek bu cihazların hesaplama yönünden kestirim görevlerine katkıları değerlendirilmiştir. Simüle edilmiş yapay veriler ve gerçek piyasa verileri üzerinde yapılan uygulamalar, önerilen modelin hem statik hem de dinamik kurgularda yapısal desenleri yakalama konusunda iyi bir performans sergilediğini göstermiştir. Sayısal uygulamalar ile incelenen ve önerilen kestirim algoritmaları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiş önerilen kestirim yönteminin başarılı sonuçlar verdiği gözlenmiştir. Gerçekleştirilen simülasyon çalışmalarında grafik kartlar üzerinde uygulanan parallel kestirim algoritmalarının işlem zamanlarını ciddi biçimde azalttığı görülmüş ve bu cihazların pratik uygulamalardaki katkısı gösterilmiştir.
-
ÖgeThe properties of nanostructured binary metal alloys(Bilişim Enstitüsü, 2013) Onat, Berk ; Durukanoğlu Feyiz, Sondan ; 371558 ; Hesaplamalı Bilim ve Mühendislik ; Computational Science and EngineeringBu Tez çalışmasında, Gömülü Atom Yöntemi (GAY) kullanılarak Cu-Ni alaşımları için yük yoğunluğu tanımlamaları yeniden düzenlenmiş ve bu tanım kullanılarak yarı deneysel çok cisimli model potansiyeller üretilmiştir. Cu ve Ni saf elementleri için yük yoğunluğu tanımı, 3d valans elektron yoğunluğuna 4s elektron yoğunluğunun katkısı eklenerek sağlanmıştır. Potansiyel fonksiyon parametrelerinin ayarlanması için uyumlu parçacık sürüsü optimizasyon (APSO) yönteminden yararlanılmış, yöntemin hesaplama süresinin kısaltılması için ise MPI tabanlı paralel dağıtık algoritmalar kullanılmıştır. Ayrıca, APSO yönteminde yerel minimum durumlarından kaçınılmasını sağlayan 'Elit Öğrenme' süreci paralel programlama algoritmaları yardımıyla hem dağıtık mimaride geliştirilmiş hem de birden fazla sayıda alınarak yakınsama hızının arttırılması sağlanmıştır. Potansiyel fonksiyonlarının hem saf Cu ve Ni, hem de Cu-Ni alaşımları için eğri ayarlanarak belirlenmesinde örgü sabiti, hacim modülü, elastik sabitler, boşluk oluşturma enerjisi, ikili bağ uzunluğu ve enerjisi gibi deneysel ve ilk-ilke değerleri kullanılmıştır. Üretilen potansiyellerin sınanması için ise saf Cu, Ni ve çeşitli Cu-Ni alaşımlarının özellikleri hesaplanmıştır. Bu özellikler; erime sıcaklıkları, alaşım oluşturma entalpisi, titreşim termodinamik fonksiyonları, denge durumu örgü yapıları, alaşım boşluk oluşturma enerjisi, istifleme hatası ve çatlak oluşma enerjileri ile (100) ve (111) yüzeylerinde Cu ve Ni ekatomları için hesaplanan bir çok difüzyon engel değerleridir.
-
ÖgeRobust face recognition on nonlinear manifolds(Bilişim Enstitüsü, 2012) Tunç, Birkan ; Gökmen, Muhittin ; 413410 ; Hesaplamalı Bilim ve Mühendislik ; Computational Science and EngineeringGünümüze dek yapılmış tüm çalışmalara rağmen, yüz tanıma konusu hala kontrollü ortamlarda gösterdiği başarının ötesinde bir ilerlemeye ihtiyaç duymaktadır. Görüntüleme sırasında etkin olan, ışıklandırma, poz, yüz ifadeleri gibi değişimler tanıma etkinliğini olumsuz yönde ve yoğun bir biçimde etkilemektedir. Belli değişimler karşısında başarı gösteren yöntemler geliştirilmiş olmasına karşın, farklı değişimleri aynı yaklaşım ile modelleyebilen bir çalışmadan bahsetmek pek mümkün olamamaktadır. Bu çalışmanın amacı, farklı değişimleri modelleyebilecek genel bir yaklaşımın tasarlanması ve başarımının ölçülmesidir. Sunulan yaklaşımın, değişimlere özel ayarlamalara ihtiyaç duymadan, yalın hali ile kullanılabilmesi ve böylece farklı alt uzay incelemelerini aynı çatı altında toplayabilmesi hedeflenmektedir. Önerilen yöntem, genel hatları ile, alt uzay tasarımlarına dayanmaktadır ve böylece gelecekte yöntemin ne şekilde geliştirilebileceği, açık bir şekilde sunulmaktadır. Bu çalışmada, olasılık tabanlı PCA benzeri bir çerçeve kullanılarak, doğrusallıktan belli düzeyde uzak değişimlerin modellenebilmesi ve bu değişimlerin var olduğu durumlarda sınıflandırma yapılabilmesi için genel amaçlı bir yöntem geliştirilmiştir. Yöntem iki temel aşamadan oluşmaktadır: (1) Manifold öğrenimi ve (2) olasılık temelli üretim modeli. İlk aşamada elde edilen düşük boyutlu alt uzay konaçları, ikinci aşamada sınıfa özel altuzayların belirlenmesinde kullanılmaktadır. Yöntemin en belirgin üstünlüğü, her sınıf için ayrı bir alt uzay elde edilmesi ve eğitim aşamasında her sınıfın tek bir örneğinin yeterli olmasıdır. Sınıfların bağımsız alt uzaylar içerisinde modellenmesi, yöntemin ayrım gücünü oldukça arttırmaktadır. Yöntemin farklı değişimler altında çalışabildiğini göstermek amacıyla, ışıklandırma, poz ve ifade farklılıkları söz konusuyken yüz tanıma deneyleri yapılmıştır. Yöntem, mevcut yazında başarılı olarak nitelendirilen yöntemlerle yarışan başarım oranları elde etmiş ve yüksek boyutlu veritabanları için de uygun olduğunu kanıtlamıştır. Önerilen yöntemin bazı temel artı değerleri şu şekilde sıralanabilir: (1) Manifoldlar üzerinde tanımlı farklı değişimler, yöntem üzerinde yenilemeye ihtiyaç duyulmadan kontrol altına alınabilmektedir. (2) Geleneksel etmen çözümlemesi yaklaşımının etkinliği ve ölçeklenebilirliği, sınıf temelli bir yaklaşım ile arttırılmıştır. (3) Karar verme süreci tamamen olasılıksaldır ve böylece yüksek boyutlu veritabanlarına yönelik olarak öncül olasılıkların devreye sokulması ve alınacak kararın alan bilgisi ile kuvvetlendirilmesi mümkündür. (4) Üç boyutlu modellemeler ile kıyaslandığında, ön inceleme aşamasının zaman karmaşıklığı daha düşüktür. (5) Her kişinin tek bir örneğinin bulunması tanıma için yeterliyken, birden çok görüntünün bulunması durumunda başarımı arttıracak eklentiler de tanımlanmıştır.
-
ÖgeSıradan türevli denklemlerin olasılıksal evriminin izgesel niteliklerinde yöney ve katlıdizi tabanlı incelemeler(Bilişim Enstitüsü, ) Gözükırmızı, Coşar ; Demiralp, Metin ; Hesaplamalı Bilim ve Mühendislik ; Computational Science and EngineeringBu çalışmada birinci kerte, açık ve özerk sıradan türevli denklem takımlarının başlangıç değer sorunlarının çözümü için olasılıksal evrim yaklaşımının etkinliğinin artırımına eğilindi. Bu genel anlamda bir etkinlik artırımının oldukça ayrıntılı bir sorun olmasından dolayı, sağ yanı ikinci derece çokçokterimli olan denklem takımlarına odaklanıldı. Daha genel yapılar için, öncelikle ikinci derece çokçokterimli sağ yan işlevleri içeren yapıya getirim olgusu vurgulandı. Olasılıksal evrim yaklaşımının sıklıkla kullanılan yöntemlerle yarışabilir bir duruma gelmesi için ne gibi adımlar atılabileceği bulundu ve ayrıntılı olarak incelendi. Olasılıksal evrim yaklaşımı dolaysızüslü toplamdiziler olarak adlandırılan, Taylor toplamdizileri ile yakından ilintili olan yapılara dayanır. Dolaysızüslü toplamdizilerin önemli özelliği, katsayılarında esneklikler içermesidir. Bu esneklikleri belirlemek için kullanılabilecek olan eşbölünüm ilkesi bu çalışma bağlamında ortaya konmuş ve bir kanıtsav olarak sunulmuştur. Esnekliklerin, değişmezlik eklenimli uzay genişletimi yöntemi ile de birleştirilerek daha etkin bir yöntem oluşturumu için kullanımı ise, yine bu çalışmada ortaya konan dördüllüğe indirgeyim kanıtsavını doğurmuştur. Çizem olarak, birinci kerte, açık ve özerk sıradan türevli denklem takımlarının uzay genişletimi yöntemi ile ikinci derece çokçokterimli sağ yan işlevleri olan bir denklem takımına getirimi, oluşan yapının bu tez bağlamında etkinleştirilen değişmezlik eklenimli uzay genişletimi yöntemi ile yalnızca ikinci derece terimleri içeren yapıya dönüştürümü, bu yapının da olasılıksal evrim yaklaşımı bağlamında cebirsel anlatımlar içeren sonsuz bir toplamdiziye getirimi ve toplamdiziden yapılacak sonlu kesmeler ile yaklaşık çözüm elde edinimi önerilmektedir.