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Arias Lopez, Igor Francisco - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Gaussian window Frame analysis applied to antennas
2013Co-Authors: Arias Lopez, Igor FranciscoAbstract:Dans certains contextes, les méthodes classiques utilisées pour le calcul de champs rayonnés ou diffractés en présence d'obstacles de grande taille par rapport à la longueur d'onde, comme l'Optique Physique ou les méthodes de rayons, ne sont pas valides ou deviennent très lourdes en temps de calcul. La théorie des Frames de Gabor fournit un cadre rigoureux permettant de décomposer une distribution de sources électromagnétiques, définie dans une ouverture équivalente plane, en une somme plus ou moins redondante de fenêtres gaussiennes. Cette décomposition peut servir de base à des algorithme de lancer de faisceaux gaussiens.Jusqu'à présent cette théorie était limitée à des décompositions dans un plan (rayonnement dans un demi-espace). L'objet de cette thèse est d'utiliser cette théorie pour décomposer des champs rayonnés ou diffractés dans toutes les directions de l'espace. Ce travail de thèse commence par une étude approfondie de l'influence des paramètres utilisés pour le calcul des Coefficients de Frame. La mise en oeuvre numérique permet de tester l'efficacité de techniques de troncation et de compression en termes de compromis précision/temps de calcul. Le coeur de la thèse consiste en une méthode originale de partitionnement spectral, utilisant des fonctions de partition de l'unité, qui permet d'utiliser le lancer de faisceaux gaussiens à partir de Frames définis dans six plans, pour un rayonnement dans tout l'espace tridimensionnel. La formulation de la méthode est présentée. Elle est appliquée à la décomposition en faisceaux gaussiens du champ rayonné par des antennes théoriques omnidirectionnelles (réseau de dipôles et dipôle demi-onde). Une antenne réaliste sert enfin de cas test pour la mise en œuvre de la décomposition à partir de données expérimentales discrètesIn some contexts, conventional methods used for large problems involving radiated or diffracted field computations in the presence of obstacles, such as Physical Optics and ray based methods, become really inaccurate or prohibitively time-consuming. Gabor Frame theory provides a rigorous Framework for the initial decomposition of equivalent source distributions into a redundant set of Gaussian windows. Frame decomposition has been introduced as a first discretization step into Gaussian Beam Shooting (GBS) algorithms. Until now, Frame decomposition has essentially been restricted to planar source distributions, radiating into one half space. The main goal of this thesis is to extend the application range of this theory to radiated or diffracted field decomposition into Gaussian beams propagating into the whole space. The thesis begins with a thorough study of influence of the parameters used for Frame Coefficient calculation. Numerical implementation is used to test the efficiency of truncation and compression techniques in terms of accuracy / computation time balance optimization. The core of the thesis consists of an original spectral domain partitioning method involving partition of unity functions, which allows to use Gaussian beam shooting from Frames defined in six planes, for radiation into the whole three-dimensional space. The formulation of the method is presented and applied to the decomposition of fields radiated by theoretical omnidirectional antennas (dipole array and half-wave dipole) into Gaussian beams. A realistic antenna is used as a test case for the implementation of decompositions based on experimental discrete initial dat
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Modélisation d'antennes et de systèmes focaux par décomposition sur une famille de faisceaux gaussiens
2013Co-Authors: Arias Lopez, Igor Francisco, Letrou ChristineAbstract:Dans certains contextes, les méthodes classiques utilisées pour le calcul de champs rayonnés ou diffractés en présence d'obstacles de grande taille par rapport à la longueur d'onde, comme l'Optique Physique ou les méthodes de rayons, ne sont pas valides ou deviennent très lourdes en temps de calcul. La théorie des Frames de Gabor fournit un cadre rigoureux permettant de décomposer une distribution de sources électromagnétiques, définie dans une ouverture équivalente plane, en une somme plus ou moins redondante de fenêtres gaussiennes. Cette décomposition peut servir de base à des algorithme de lancer de faisceaux gaussiens.Jusqu'à présent cette théorie était limitée à des décompositions dans un plan (rayonnement dans un demi-espace). L'objet de cette thèse est d'utiliser cette théorie pour décomposer des champs rayonnés ou diffractés dans toutes les directions de l'espace. Ce travail de thèse commence par une étude approfondie de l'influence des paramètres utilisés pour le calcul des Coefficients de Frame. La mise en oeuvre numérique permet de tester l'efficacité de techniques de troncation et de compression en termes de compromis précision/temps de calcul. Le coeur de la thèse consiste en une méthode originale de partitionnement spectral, utilisant des fonctions de partition de l'unité, qui permet d'utiliser le lancer de faisceaux gaussiens à partir de Frames définis dans six plans, pour un rayonnement dans tout l'espace tridimensionnel. La formulation de la méthode est présentée. Elle est appliquée à la décomposition en faisceaux gaussiens du champ rayonné par des antennes théoriques omnidirectionnelles (réseau de dipôles et dipôle demi-onde). Une antenne réaliste sert enfin de cas test pour la mise en œuvre de la décomposition à partir de données expérimentales discrètesIn some contexts, conventional methods used for large problems involving radiated or diffracted field computations in the presence of obstacles, such as Physical Optics and ray based methods, become really inaccurate or prohibitively time-consuming. Gabor Frame theory provides a rigorous Framework for the initial decomposition of equivalent source distributions into a redundant set of Gaussian windows. Frame decomposition has been introduced as a first discretization step into Gaussian Beam Shooting (GBS) algorithms. Until now, Frame decomposition has essentially been restricted to planar source distributions, radiating into one half space. The main goal of this thesis is to extend the application range of this theory to radiated or diffracted field decomposition into Gaussian beams propagating into the whole space. The thesis begins with a thorough study of influence of the parameters used for Frame Coefficient calculation. Numerical implementation is used to test the efficiency of truncation and compression techniques in terms of accuracy / computation time balance optimization. The core of the thesis consists of an original spectral domain partitioning method involving partition of unity functions, which allows to use Gaussian beam shooting from Frames defined in six planes, for radiation into the whole three-dimensional space. The formulation of the method is presented and applied to the decomposition of fields radiated by theoretical omnidirectional antennas (dipole array and half-wave dipole) into Gaussian beams. A realistic antenna is used as a test case for the implementation of decompositions based on experimental discrete initial dataEVRY-INT (912282302) / SudocSudocFranceF
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Modélisation d'antennes et de systèmes focaux par décomposition sur une famille de faisceaux gaussiens
HAL CCSD, 2013Co-Authors: Arias Lopez, Igor FranciscoAbstract:In some contexts, conventional methods used for large problems involving radiated or diffracted field computations in the presence of obstacles, such as Physical Optics and ray based methods, become really inaccurate or prohibitively time-consuming. Gabor Frame theory provides a rigorous Framework for the initial decomposition of equivalent source distributions into a redundant set of Gaussian windows. Frame decomposition has been introduced as a first discretization step into Gaussian Beam Shooting (GBS) algorithms. Until now, Frame decomposition has essentially been restricted to planar source distributions, radiating into one half space. The main goal of this thesis is to extend the application range of this theory to radiated or diffracted field decomposition into Gaussian beams propagating into the whole space. The thesis begins with a thorough study of influence of the parameters used for Frame Coefficient calculation. Numerical implementation is used to test the efficiency of truncation and compression techniques in terms of accuracy / computation time balance optimization. The core of the thesis consists of an original spectral domain partitioning method involving partition of unity functions, which allows to use Gaussian beam shooting from Frames defined in six planes, for radiation into the whole three-dimensional space. The formulation of the method is presented and applied to the decomposition of fields radiated by theoretical omnidirectional antennas (dipole array and half-wave dipole) into Gaussian beams. A realistic antenna is used as a test case for the implementation of decompositions based on experimental discrete initial dataDans certains contextes, les méthodes classiques utilisées pour le calcul de champs rayonnés ou diffractés en présence d'obstacles de grande taille par rapport à la longueur d'onde, comme l'Optique Physique ou les méthodes de rayons, ne sont pas valides ou deviennent très lourdes en temps de calcul. La théorie des Frames de Gabor fournit un cadre rigoureux permettant de décomposer une distribution de sources électromagnétiques, définie dans une ouverture équivalente plane, en une somme plus ou moins redondante de fenêtres gaussiennes. Cette décomposition peut servir de base à des algorithme de lancer de faisceaux gaussiens.Jusqu'à présent cette théorie était limitée à des décompositions dans un plan (rayonnement dans un demi-espace). L'objet de cette thèse est d'utiliser cette théorie pour décomposer des champs rayonnés ou diffractés dans toutes les directions de l'espace. Ce travail de thèse commence par une étude approfondie de l'influence des paramètres utilisés pour le calcul des Coefficients de Frame. La mise en oeuvre numérique permet de tester l'efficacité de techniques de troncation et de compression en termes de compromis précision/temps de calcul. Le coeur de la thèse consiste en une méthode originale de partitionnement spectral, utilisant des fonctions de partition de l'unité, qui permet d'utiliser le lancer de faisceaux gaussiens à partir de Frames définis dans six plans, pour un rayonnement dans tout l'espace tridimensionnel. La formulation de la méthode est présentée. Elle est appliquée à la décomposition en faisceaux gaussiens du champ rayonné par des antennes théoriques omnidirectionnelles (réseau de dipôles et dipôle demi-onde). Une antenne réaliste sert enfin de cas test pour la mise en œuvre de la décomposition à partir de données expérimentales discrète
Letrou Christine - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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Modélisation d'antennes et de systèmes focaux par décomposition sur une famille de faisceaux gaussiens
2013Co-Authors: Arias Lopez, Igor Francisco, Letrou ChristineAbstract:Dans certains contextes, les méthodes classiques utilisées pour le calcul de champs rayonnés ou diffractés en présence d'obstacles de grande taille par rapport à la longueur d'onde, comme l'Optique Physique ou les méthodes de rayons, ne sont pas valides ou deviennent très lourdes en temps de calcul. La théorie des Frames de Gabor fournit un cadre rigoureux permettant de décomposer une distribution de sources électromagnétiques, définie dans une ouverture équivalente plane, en une somme plus ou moins redondante de fenêtres gaussiennes. Cette décomposition peut servir de base à des algorithme de lancer de faisceaux gaussiens.Jusqu'à présent cette théorie était limitée à des décompositions dans un plan (rayonnement dans un demi-espace). L'objet de cette thèse est d'utiliser cette théorie pour décomposer des champs rayonnés ou diffractés dans toutes les directions de l'espace. Ce travail de thèse commence par une étude approfondie de l'influence des paramètres utilisés pour le calcul des Coefficients de Frame. La mise en oeuvre numérique permet de tester l'efficacité de techniques de troncation et de compression en termes de compromis précision/temps de calcul. Le coeur de la thèse consiste en une méthode originale de partitionnement spectral, utilisant des fonctions de partition de l'unité, qui permet d'utiliser le lancer de faisceaux gaussiens à partir de Frames définis dans six plans, pour un rayonnement dans tout l'espace tridimensionnel. La formulation de la méthode est présentée. Elle est appliquée à la décomposition en faisceaux gaussiens du champ rayonné par des antennes théoriques omnidirectionnelles (réseau de dipôles et dipôle demi-onde). Une antenne réaliste sert enfin de cas test pour la mise en œuvre de la décomposition à partir de données expérimentales discrètesIn some contexts, conventional methods used for large problems involving radiated or diffracted field computations in the presence of obstacles, such as Physical Optics and ray based methods, become really inaccurate or prohibitively time-consuming. Gabor Frame theory provides a rigorous Framework for the initial decomposition of equivalent source distributions into a redundant set of Gaussian windows. Frame decomposition has been introduced as a first discretization step into Gaussian Beam Shooting (GBS) algorithms. Until now, Frame decomposition has essentially been restricted to planar source distributions, radiating into one half space. The main goal of this thesis is to extend the application range of this theory to radiated or diffracted field decomposition into Gaussian beams propagating into the whole space. The thesis begins with a thorough study of influence of the parameters used for Frame Coefficient calculation. Numerical implementation is used to test the efficiency of truncation and compression techniques in terms of accuracy / computation time balance optimization. The core of the thesis consists of an original spectral domain partitioning method involving partition of unity functions, which allows to use Gaussian beam shooting from Frames defined in six planes, for radiation into the whole three-dimensional space. The formulation of the method is presented and applied to the decomposition of fields radiated by theoretical omnidirectional antennas (dipole array and half-wave dipole) into Gaussian beams. A realistic antenna is used as a test case for the implementation of decompositions based on experimental discrete initial dataEVRY-INT (912282302) / SudocSudocFranceF
Thompson G Robinson - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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shear wave elastography assessment of carotid plaque stiffness in vitro reproducibility study
Ultrasound in Medicine and Biology, 2014Co-Authors: Kumar V Ramnarine, James W Garrard, Katie Dexter, Sarah Nduwayo, Ronney B Panerai, Thompson G RobinsonAbstract:This study assessed inter- and intra-observer reproducibility of shear wave elastography (SWE) measurements in vessel phantoms simulating soft and hard carotid plaque under steady and pulsatile flow conditions. Supersonic SWE was used to acquire cine-loop data and quantify Young's modulus in cryogel vessel phantoms. Data were acquired by two observers, each performing three repeat measurements. Mean Young's modulus was quantified within 2-mm regions of interest averaged across five Frames and, depending on vessel model and observer, ranged from 28 to 240 kPa. The mean inter-Frame Coefficient of variation (CV) was 0.13 (range: 0.07-0.18) for observer 1 and 0.14 (range: 0.12-0.16) for observer 2, with mean intra-class correlation Coefficients (ICCs) of 0.84 and 0.83, respectively. The mean inter-operator CV was 0.13 (range: 0.08-0.20), with a mean ICC of 0.76 (range: 0.69-0.82). Our findings indicate that SWE can quantify Young's modulus of carotid plaque phantoms with good reproducibility, even in the presence of pulsatile flow.
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dynamic variations in the ultrasound greyscale median of carotid artery plaques
Cardiovascular Ultrasound, 2013Co-Authors: Baris Kanber, Thompson G Robinson, T C Hartshorne, Mark A Horsfield, A R Naylor, Kumar V RamnarineAbstract:Background: Several studies have found that the ultrasound greyscale median (GSM) of carotid artery plaques may be useful for predicting the risk of cerebrovascular events. However, measurements of GSM are typically performed on still ultrasound images ignoring any variations that may be observed on a Frame-by-Frame basis. The aim of this study was to establish the existence and investigate the nature and extent of these variations. Methods: Employing a novel method that enabled plaque boundaries to be tracked semi-automatically, variations in the plaque GSM and observed cross-sectional area were measured for 27 carotid artery plaques (19 consecutive patients, stenosis range 10%-80%) over image sequences of up to 10 seconds in length acquired with a mean Frame rate of 32 Frames per second. Results: Our results showed a mean inter-Frame Coefficient of variation (CV) of 5.2% (s.d. 2.5%) for GSM and 4.2% (s.d. 2.9%) for the plaque area. Thirteen of the 27 plaques (48%) exhibited CV in GSM greater than 5% whereas only six plaques (22%) had CV in plaque area of greater than 5%. There was no significant correlation between the CV of GSM and plaque area. Conclusions: Inter-Frame variations in the plaque GSM such as those found in this study have implications on the reproducibility of GSM measurements and their clinical utility. Studies assessing the GSM of carotid artery plaques should consider these variations.
Kumar V Ramnarine - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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shear wave elastography assessment of carotid plaque stiffness in vitro reproducibility study
Ultrasound in Medicine and Biology, 2014Co-Authors: Kumar V Ramnarine, James W Garrard, Katie Dexter, Sarah Nduwayo, Ronney B Panerai, Thompson G RobinsonAbstract:This study assessed inter- and intra-observer reproducibility of shear wave elastography (SWE) measurements in vessel phantoms simulating soft and hard carotid plaque under steady and pulsatile flow conditions. Supersonic SWE was used to acquire cine-loop data and quantify Young's modulus in cryogel vessel phantoms. Data were acquired by two observers, each performing three repeat measurements. Mean Young's modulus was quantified within 2-mm regions of interest averaged across five Frames and, depending on vessel model and observer, ranged from 28 to 240 kPa. The mean inter-Frame Coefficient of variation (CV) was 0.13 (range: 0.07-0.18) for observer 1 and 0.14 (range: 0.12-0.16) for observer 2, with mean intra-class correlation Coefficients (ICCs) of 0.84 and 0.83, respectively. The mean inter-operator CV was 0.13 (range: 0.08-0.20), with a mean ICC of 0.76 (range: 0.69-0.82). Our findings indicate that SWE can quantify Young's modulus of carotid plaque phantoms with good reproducibility, even in the presence of pulsatile flow.
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dynamic variations in the ultrasound greyscale median of carotid artery plaques
Cardiovascular Ultrasound, 2013Co-Authors: Baris Kanber, Thompson G Robinson, T C Hartshorne, Mark A Horsfield, A R Naylor, Kumar V RamnarineAbstract:Background: Several studies have found that the ultrasound greyscale median (GSM) of carotid artery plaques may be useful for predicting the risk of cerebrovascular events. However, measurements of GSM are typically performed on still ultrasound images ignoring any variations that may be observed on a Frame-by-Frame basis. The aim of this study was to establish the existence and investigate the nature and extent of these variations. Methods: Employing a novel method that enabled plaque boundaries to be tracked semi-automatically, variations in the plaque GSM and observed cross-sectional area were measured for 27 carotid artery plaques (19 consecutive patients, stenosis range 10%-80%) over image sequences of up to 10 seconds in length acquired with a mean Frame rate of 32 Frames per second. Results: Our results showed a mean inter-Frame Coefficient of variation (CV) of 5.2% (s.d. 2.5%) for GSM and 4.2% (s.d. 2.9%) for the plaque area. Thirteen of the 27 plaques (48%) exhibited CV in GSM greater than 5% whereas only six plaques (22%) had CV in plaque area of greater than 5%. There was no significant correlation between the CV of GSM and plaque area. Conclusions: Inter-Frame variations in the plaque GSM such as those found in this study have implications on the reproducibility of GSM measurements and their clinical utility. Studies assessing the GSM of carotid artery plaques should consider these variations.
Valerie R Wajs - One of the best experts on this subject based on the ideXlab platform.
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a variational formulation for Frame based inverse problems
Inverse Problems, 2007Co-Authors: Caroline Chaux, Patrick L Combettes, Jeanchristophe Pesquet, Valerie R WajsAbstract:A convex variational Framework is proposed for solving inverse problems in Hilbert spaces with a priori information on the representation of the target solution in a Frame. The objective function to be minimized consists of a separable term penalizing each Frame Coefficient individually, and a smooth term modelling the data formation model as well as other constraints. Sparsity-constrained and Bayesian formulations are examined as special cases. A splitting algorithm is presented to solve this problem and its convergence is established in infinite-dimensional spaces under mild conditions on the penalization functions, which need not be differentiable. Numerical simulations demonstrate applications to Frame-based image restoration.
