TUTORIALS

Ipython Notebook (Jupyter) Platformu ve Sinyal İşleme Uygulamaları

Eğitimi Düzenleyen:
Yrd.Doç.Dr. Güray GÜRKAN, g.gurkan@iku.edu.tr, Elektrik-Elektronik Mühendisliği Bölümü, İstanbul Kültür Üniversitesi

Son yıllarda  oldukça popüler hale gelen açık kaynak kod programlamaya dayalı Python dili, MATLAB gibi oldukça yaygın kullanıma sahip olan alternatifleri ile yarışır hale gelmiştir. Lisans bedeli olmaması ve çoklu platform (Windows, Mac, Linux) uygunluğu sebebiyle bilgisayarlardan küçük boyutlu gömülü sistemlere (BeagleBone, Raspberry Pi, Panda Board vb.) kadar oldukça geniş bir uygulama alanına sahip olan Python programlama dili, devamlı geliştirilmekte olan çeşitli bilimsel kütüphaneleri (numpy, SciPy, SymPy vb.) sayesinde akademik alanda da oldukça popüler hale gelmiştir.

Planlanan eğitim oturumunda Python programlama dili ile ilgili kısa bir tanıtım yapılacak ve ardından Interaktif Python (IPython) kütüphanesi ile kullanılabilen Ipython Notebook ya da yeni adıyla Jupyter platformu hakkında bilgi verilecektir. Ayrıca platformun Sinyal İşleme Uygulamaları kapsamında kullanımı ile ilgili gösterimler yapılacaktır.

Özellikle eğitim materyali hazırlama ve çevrimiçi kitap oluşturulma konularına ilgi duyan SIU 2018 kongre katılımcılarımızı bu eğitime katılmaya davet ediyoruz.

(Katılım kontenjanı salon kapasitesi ile sınırlı olacaktır.)

Tüm Yönleriyle Sayısal Radyoloji ve Cerrahi Planlama Sistemleri: Karaciğer Nakli Uygulaması

Eğitimi Düzenleyen:
Doç.Dr. Alper SELVER, Dokuz Eylül Üniversitesi

Radyolojik görüntülerin çok yönlü analizi ve cerrahlar tarafından operasyon planlamada kullanılması birçok tıbbi uygulama için büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla kullanılan sayısal karar destek sistemlerinin son dönemdeki gelişimleri ışığında hazırlanan sunum, karaciğer nakli uygulaması üzerinden anlatılacak dört ana başlık içermektedir:

1. Tıbbi görüntü işlemede en yaygın olarak kullanılan işlemlerden biri, görüntülerden istenilen bilginin çıkarımını sağlayan bölütlemedir. Son yıllarda, birçok alan olduğu gibi bölütlemede de öznitelik-sınıflayıcı tabanlı sistemlerden derin ağların kullanımına doğru bir kayma olmuştur. Farklı özelliklere sahip bu sınıflayıcıların bir arada kullanımına yönelik çalışmalar ise son dönemde en yüksek başarımlı sonuçlar veren ağ topluluklarının özellikleri geliştirilmesi ile sonuçlanmıştır. Bu bölümde, bölütlemeye özgü metrikler ışığında farklı yöntemlerinin birbirlerini tamamlayan özelliklerinin saptanması ve yüksek başarıma erişilmesinde rol oynayan etmenlere yer verilecektir.

2.  Uygun şekilde tamamlanan bölütleme işlemi, operasyon öncesi gerekli ölçüm ve analizlerin yapılmasını sağlasa bile, ilgilenilen organın çevre doku ve organlar ile ilişkisinin görüntülenmesi, klinisyenlerin “tüm sahne” konusunda fikir sahibi olmasını sağlar. 3-Boyutlu görüntüleme için bu ilave bilginin yeni bölütlemeler gerçekleştirmeden doğrudan yapılmasını sağlayan etkileşimli araçlara “transfer fonksiyonu “ adı verilir. İkinci bölümde, son yıllarda hız ve etkinliği giderek artan ve başarımı bölütleme seviyelerine yaklaşan çok boyutlu transfer fonksiyonları ile DICOM verisinden renk-opaklık uzayına geçiş yöntemleri irdelenecektir.

3. 3B görüntüleme işlemi tamamlanıp istenilen sonuç elde edildikten sonra elde edilen görseller ekran çıktıları ya da video dışa aktarımları ile saklanmaktadır. Bu durum hem 3B görüntüleme ham verisine yeniden ulaşarak değişiklikler yapılmasını engellemekte, hem de gerçekleştirilen uzun ve emek yoğun işlemlerin tekrarlanabilirliğini kısıtlamaktadır. Bu nedenle DICOM komitesi uzun süredir var olan 2-Boyutlu sunuş durumlarının (Presentation States) 3-Boyutlu veriler için genişletilmesi üzerinde çalışmalarını sürdürmektedir. 3-Boyutlu görüntülemeye ait tüm verilerin parametrik olarak saklanmasını gerektiren bu kapsamlı özelliğin teletıp alanında sağlayacağı olanaklar, varolan yazılımlara tümleştirilmesi ve akademik – ticari etkileri bu bölümde tartışılacaktır.

4. Son bölümde ise özellikle cerrahlar arasında yoğun ilgi gören 3-Boyutlu organ basımı ve sanal gerçeklik uygulamaları üzerinde durulacaktır.

Özgeçmiş: Doç. Dr. M. Alper Selver, tümü Elektik-Elektronik Mühendisliği bölümlerinden olmak üzere lisans derecesini 2002 yılında Gazi Üniversitesinden, yüksek lisans ve doktora derecelerini 2005 ve 2010 yıllarında Dokuz Eylül Üniversitesinden almıştır. 2004 yılında yüksek lisans tezi için bir yıl süre ile FH-Aachen Tıp Bilişimi Laboratuarında bulunmuş ve Java tabanlı radyolojik görüntüleme yazılımlarında etkileşimli 3-Boyutlu tıbbi görüntüleme üzerine çalışmıştır. 2009 yılında 6 ay süre ile Columbia Üniversitesi Heffner Biyomedikal Görüntü İşleme laboratuarında misafir araştırmacı olarak çok ölçekli dönüşümlerin bölütleme uygulamaları üzerine çalışmıştır. Çeşitli TÜBİTAK projelerinde yürütücü ve araştırmacı olarak görev almış ve bu kapsamda geliştirilen yöntemlerin TEYDEB projeleri ile sanayi ortaklığında ulusal yazılımlara dönüştürülmesinde danışmanlık yapmıştır. 

Wireless Radio Access for 5G and Beyond

Eğitimi Düzenleyen:
Huseyin Arslan, University of South Florida, Electrical Engineering Dept., USA

Today's wireless services and systems have come a long way since the rollout of the conventional voice-centric cellular systems.  The demand for wireless access in voice and multi-media applications has increased tremendously. In addition to these, new application classes like extreme mobile broadband communication, ultra reliable and low latency communications, massive machine type communications, and Internet of Things have gained significant interest recently for 5G. The trend on the variety and the number of mobile devices along with the mobile applications will certainly continue beyond 5G, creating a wide range of technical challenges such as cost, power efficiency, spectrum efficiency, extreme reliability, low latency, robustness against diverse channel conditions, cooperative networking capability and coexistence, dynamic and flexible utilization of wireless spectrum. In order to address these technical challenges, 5G waveforms and radio access technologies (RATs) should be much more flexible. The current 4G systems rely on the orthogonal frequency multiple access (OFDM) waveform, which is not capable of supporting the diverse applications that 5G and beyond will offer. This is because the traffic generated by 5G and beyond is expected to have radically different characteristics and requirements when compared to current wireless technology. For 5G to succeed, numerous waveform alternatives have been explored to best meet its various technical requirements. However, none of the alternatives were able to address all the requirements at the same time.

During the standardization of 5G, one thing has become certain: there is no single enabling technology that can achieve all of the applications being promised by 5G networking. This will be even more pronounced beyond 5G. For this purpose, the concept of using multiple OFDM numerologies, i.e., different parameterization of OFDM based subframes, within the same frame has been proposed in 3GPP discussions for 5G. This concept will likely meet the current expectations in multiple service requirements to some extent. However, since it is almost obvious that quantity of wireless devices, applications, and heterogeneity of user requirements will keep increasing towards the next decade(s), the sufficiency of the aforementioned flexibility level remains quite disputable considering future expectations. Therefore, novel RATs facilitating much more flexibility are needed to address the aforementioned technical problems.

In this tutorial, we will discuss the potential directions to achieve further flexibility in RATs beyond 5G. In this context, a framework for developing flexible waveform, numerology, and frame design strategies will be discussed along with sample methods in this direction. We will also discuss their potential role to handle various issues in the upper system layers. The tentative outline of the tutorial will be as follows:

  • Channel and waveform
  • Application and waveform
  • Introduction to OFDM and Multi-Carrier Modulation
  • OFDM advantages and problems
  • Adaptive, Flexible & Cognitive OFDM
  • Other Important Waveforms (SC-FDE, SC-FDMA, DFT-s-OFDM, UW-OFDM etc. )
  • Numerology and OFDM (OFDM variants from OFDM baseline)
  • Future concepts in Waveform:
    • mmWave waveform design (SC versus MC in mmWave)
    • Hybrid waveforms
    • Flexible waveforms
    • Non-orthogonal waveform design
    • Differential modulation (non-coherent modulation) in OFDM (minimal pilot OFDM design)
    • PHY security in OFDM (secure OFDM design)

 

Speaker Bio: Huseyin Arslan
Description: Huseyin_Arslan Dr. Arslan (IEEE Fellow) has received his BS degree from Middle East Technical University (METU), Ankara, Turkey in 1992; MS and Ph.D. degrees in 1994 and 1998 from Southern Methodist University (SMU), Dallas, TX. USA. From January 1998 to August 2002, he was with the research group of Ericsson Inc., NC, USA, where he was involved with several projects related to 2G and 3G wireless communication systems.  Since August 2002, he has been with the Electrical Engineering Dept. of University of South Florida, Tampa, FL, USA, where he is a Professor. In December 2013, he joined Istanbul Medipol University to found the Engineering College, where he has worked as the Dean of the School of Engineering and Natural Sciences. He has also served as the director of the Graduate School of Engineering and Natural Sciences at the same university. In addition, he has worked as a part-time consultant for various companies and institutions including Anritsu Company, Savronik Inc., and The Scientific and Technological Research Council of Turkey.

Dr. Arslan’s research interests are related to advanced signal processing techniques at the physical and medium access layers, with cross-layer design for networking adaptivity and Quality of Service (QoS) control. He is interested in many forms of wireless technologies including cellular radio, wireless PAN/LAN/MANs, fixed wireless access, aeronautical networks, underwater networks, in vivo networks, and wireless sensors networks. His current research interests are on 5G and beyond, physical layer security, interference management (avoidance, awareness, and cancellation), cognitive radio, small cells, powerline communications, smart grid, UWB, multi-carrier wireless technologies, dynamic spectrum access, co-existence issues on heterogeneous networks, aeronautical (High Altitude Platform) communications, in vivo channel modeling and system design, and underwater acoustic communications. He has served as technical program committee chair, technical program committee member, session and symposium organizer, and workshop chair in several IEEE conferences. He is currently a member of the editorial board for the IEEE Surveys and Tutorials and the Sensors Journal. He has also served as a member of the editorial board for the IEEE Transactions on Communications, the IEEE Transactions on Cognitive Communications and Networking (TCCN), the Elsevier Physical Communication Journal, the Hindawi Journal of Electrical and Computer Engineering, and Wiley Wireless Communication and Mobile Computing Journal.