Oleksandr Derevyanchuk | Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University (original) (raw)

Papers by Oleksandr Derevyanchuk

Aktualʹnì pitannâ gumanìtarnih nauk, 2024

Набуття навичок з комп'ютерного моделювання 3D-об'єктів-важливий чинник якісної підготовки здобув... more Набуття навичок з комп'ютерного моделювання 3D-об'єктів-важливий чинник якісної підготовки здобувачів освіти інженерно-педагогічних спеціальностей до реалізації інноваційної освітньої діяльності. Важливим її напрямком є впровадження проєктних технологій навчання засобами STEM-освіти. Використання таких технологій не лише сприяє глибшому розумінню здобувачами професійної освіти основ інженерних і технологічних концепцій, але й розвиває у них навички критичного мислення, творчості та вирішення практичних проблем, що забезпечує досягнення ними програмних результатів фахової підготовки. У статті розкрито можливості практичного використання технологій комп'ютерного моделювання 3D-об'єктів у процесі підготовки здобувачів вищої освіти за спеціальністю 015 «Професійна освіта». Запропоновано методику використання програми AutoCAD для розробки проєктів, пов'язаних з моделюванням каркасних, поверхневих, контурних та твердотільних конструкцій. Значна увага приділена методології навчання, яка поєднує теоретичні основи та практичне застосування навичок моделювання, важливих для майбутньої інженерної діяльності. Здійснено аналіз процесу навчання від освоєння базових команд до проєктування та оптимізації 3D моделей. В описі методики моделювання 3D-об'єктів детально висвітлено виконання тривимірних побудов в ізометрії, зміни в графічному середовищі AutoCAD, такі як переорієнтація піктограми вісей світової системи координат і форми перехрестя курсору, впливають на процес моделювання. Описано, як початкова робота з простими геометричними формами переростає у створення складних технічних об'єктів, підкреслюючи значення практичної роботи у вирішенні реальних інженерних задач. Обґрунтовано важливість інтеграції освітніх проєктних і цифрових технологій, що пояснюється необхідністю адаптації освітніх програм до вимог сучасного розвитку інженерно-технологічної галузі. Для досягнення програмних результатів фахової підготовки здобувачів пропонується застосовувати комплексний підхід, що включає як теоретичну підготовку, так і практичні заняття з використанням спеціального програмного забезпечення для моделювання, що дозволяє здобувачам освіти не тільки набувати необхідні навички роботи з 3D-моделями, але й розуміти принципи їх створення та застосування в реальних інженерних задачах. У роботі описано методику побудови тривимірних об'єктів засобами комп'ютерного 3D-моделювання. Результати її практичного використання свідчать про перспективність підходів до підготовки майбутніх педагогів інженерно-технологічного профілю шляхом їх залучення до виконання STEM-проєктів з елементами комп'ютерного 3D-моделювання, що забезпечує високий рівень професійної компетентності та готовності до вирішення складних технічних завдань у майбутній професійній діяльності.

Profesìjna pedagogìka, May 8, 2024

International journal of modern education and computer science, Apr 8, 2024

Vìsnik Unìversitetu ìmenì Alʹfreda Nobelâ. Serìâ Pedagogìka ì psihologiâ, Dec 1, 2023

Aktualʹnì pitannâ gumanìtarnih nauk, 2024

Aktualʹnì pitannâ gumanìtarnih nauk, Dec 31, 2022

Завдання розпізнавання зображень маски на обличчі людини є актуальним, оскільки це дозволяє виявл... more Завдання розпізнавання зображень маски на обличчі людини є актуальним, оскільки це дозволяє виявляти присутність людей без масок в освітніх закладах, транспортних засобах, торгових центрах та в інших приміщеннях. Проте, існуючі методи розпізнавання зображень маски з використанням штучних нейронних мереж потребують складної і тривалої процедури навчання. Застосування методу Віоли-Джонса дозволяє з високою швидкодією детектувати об'єкти на зображеннях, але з відносно низькою точністю. Завдяки використанню нечіткої логіки можливо підвищити точність системи розпізнавання, але це потребує визначення впливу основних внутрішніх і зовнішніх факторів на функціонування такої системи. Розроблено концептуальну та логічну моделі прототипу комп'ютерної системи розпізнавання зображень маски, в якій детектування положення облич та їх елементів на зображеннях виконується методом Віоли-Джонса за допомогою каскадів Хаара. Розпізнавання маски на обличчі виконується засобами нечіткої логіки з використанням бази знань Мамдані. За допомогою логічної моделі засобами пакету Mental Modeler досліджено вплив параметрів системи на точність розпізнавання маски. На основі аналізу логічної моделі системи встановлено, що для забезпечення високої точності розпізнавання обличчя та маски потрібно встановити високі значення роздільної здатності відеокамери, рівня освітлення, кількості каскадів Хаара та кількості значень їх параметрів. З цією ж метою потрібно встановити низькі значення відстані об'єкту до відеокамери та орієнтацію облич в анфас відносно відеокамери. У роботі сформовано концептуальну та логічну моделі системи розпізнавання зображень маски на обличчі методом Віоли-Джонса з використанням нечіткого логічного виведення. Розроблено нечіткі когнітивні карти, які використано для обґрунтування структури системи розпізнавання зображень маски. Описана у роботі послідовність побудови прототипу системи розпізнавання зображень маски та аналізу параметрів такої системи може бути застосована студентами інженерно-педагогічних спеціальностей для побудови різноманітних комп'ютерних систем обробки зображень та з навчальною метою. ключові слова: цифровізація освіти, STEM-освіта, моделювання системи розпізнавання зображень, метод Віоли-Джонса, каскади Хаара, нечітка логіка, нечіткі когнітивні карти, інженерно-педагогічні спеціальності.

Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Oct 30, 2023

International Journal of Modern Education and Computer Science, Dec 7, 2023

Fourteenth International Conference on Correlation Optics, 2020

An analytical approach for determine the acoustic phonon dispersion relation in the qusi-2D nanos... more An analytical approach for determine the acoustic phonon dispersion relation in the qusi-2D nanosystems such as flat ultra-thin flat films is represented there. Method is based on the representation the components of polarization vectors for all possible phonon branches in the film of finite thickness as appropriate Fourier series. This made it possible to establish the analytical dependencies of energy on the frequency for all branches of the acoustic phonon spectrum in ultra-thin films. Such results can allow an analytical investigations of the electron spectra transformations that caused by electrons interaction with acoustic phonons in the ultra-thin films by variation of their thicknesses.

Thirteenth International Conference on Correlation Optics, 2018

We represent the results of numerical computations of the frequency and temperature domains of po... more We represent the results of numerical computations of the frequency and temperature domains of possible realization of internal optical bistability in flat quasi-two-dimensional semiconductor nanoheterostructures with a single quantum well (i.e., nanofilms). Particular computations have been made for a nanofilm of layered semiconductor PbI 2 embedded in dielectric medium, i.e. ethylene-methacrylic acid (E-MAA) copolymer. It has been shown that increasing thickness of a nanofilm results in the long-wavelength shift of the frequency interval of realization of bistability, increasing size of the hysteresis loop, and broadening temperature interval of realization of this phenomenon.

The method of calculation of averaged digital image profiles has been developed. The image profil... more The method of calculation of averaged digital image profiles has been developed. The image profile is dependence of the value of the pixel brightness on the image coordinate along the specified line segment. The corresponding software was developed in the MATLAB system.

This article describes the developed method of adaptive-oriented filtration of digital images in ... more This article describes the developed method of adaptive-oriented filtration of digital images in the spatial domain, which is designed to remove noise and enhance the visual quality of images. as the kernel of filter an oriented two-dimensional gaussian distribution is used. as a result of this filtration, the contours of the images are blurred slightly, since the filtration is mainly carried out along the contour direction, that is, the filter parameters are adapted to each image region. the proposed method of image filtering is implemented in Matlab.

Thirteenth International Conference on Correlation Optics, 2018

The energy of ground state of electron, hole and exiton in quasi-two-dimensional semiconductor na... more The energy of ground state of electron, hole and exiton in quasi-two-dimensional semiconductor nanoheterostructure with quantum well (nanofilm) are calculated by using the dielectric continuum model, approximation of effective masses and Green’s function method. Dependence of these energies on nanofilms thickness and barrier material composition have been studied taken into account effects of quantum confinement, self-polarization of the heterojunction planes and interaction with warious branches of optical phonons in such nanohetrostructures. Specific calculation was made for nanofilm GaN embedded in barrier material AlxGa1-xN, both of him have wurtzite-type structure. It has been studied on this base the influence of changes of nanofilm thickness and barrier material composition on the spectral location the electron absorption edge and exciton peaks in such nanoheterostructures. The results of this study may be of practical interest, since excitons provide a sensitive indicator of material quality.

SPIE Proceedings, 2004

The effect of a magnetic field on the development of the nonlinear absorption in organic semicond... more The effect of a magnetic field on the development of the nonlinear absorption in organic semiconductors and on the formation of the hysteresis loop in the incoming-outgoing light intensity dependence has been investigated. The form function of the exciton absorption is calculated, taking into account three factors: the heavy exciton density, the polarization of the excitation wave and the weak magnetic field. It is shown that an appropriate change of these values allows one to form a hysteresis loop, and thus to form optical bistability (OB) with preset parameters.

Ukrainian Journal of Physical Optics, 2009

Using the model of dielectric continuum for phonons and effective mass approximation for electron... more Using the model of dielectric continuum for phonons and effective mass approximation for electrons, the influence of longitudinal optical phonons on the formation of exciton spectra in polar semiconductors is studied with the Green function technique. The calculations are made in frame of the Mott-Vannier model for the exciton in nS-states (n = 1, 2 and 3) for a number of semiconductors of A 2 B 6 and A 3 B 5 groups. The results confirm that interaction of the exciton with longitudinal optical (LO) phonons manifests itself in shifting of absorption band peaks towards low-energy region. The shift differs for different states and depends on temperature. Unlike the main exciton band (n = 1), the changes in the positions and widths of the next bands (n = 2 and 3) resulted from the interaction with the LO phonons are inessential for all the crystals under analysis.

ABSTRACT The influence of weak external magnetic fields on the conditions of optical bistability ... more ABSTRACT The influence of weak external magnetic fields on the conditions of optical bistability (OB) realization in the field of exciton absorption in layer semiconductors has been investigated theoretically. Using the 2H-polytype of PbI2 as an example, it is shown that by changing the intensity of the external magnetic field it is possible to obtain the OB realization region without changing the excitation laser frequency. It is also possible to control effectively the position and size of the hysteresis absorption loop caused by the existence of several exciton zones and due to the peculiar features of the layer crystal structure.

International Journal of Modern Education and Computer Science (IJMECS), 2023

The software for clustering students according to their educational achievements using fuzzy logi... more The software for clustering students according to their educational achievements using fuzzy logic was developed in Python using the Google Colab cloud service. In the process of analyzing educational data, the problems of Data Mining are solved, since only some characteristics of the educational process are obtained from a large sample of data. Data clustering was performed using the classic K-Means method, which is characterized by simplicity and high speed. Cluster analysis was performed in the space of two features using the machine learning library scikit-learn (Python). The obtained clusters are described by fuzzy triangular membership functions, which allowed to correctly determine the membership of each student to a certain cluster. Creation of fuzzy membership functions is done using the scikit-fuzzy library. The development of fuzzy functions of objects belonging to clusters is also useful for educational purposes, as it allows a better understanding of the principles of using fuzzy logic. As a result of processing test educational data using the developed software, correct results were obtained. It is shown that the use of fuzzy membership functions makes it possible to correctly determine the belonging of students to certain clusters, even if such clusters are not clearly separated. Due to this, it is possible to more accurately determine the recommended level of difficulty of tasks for each student, depending on his previous evaluations.

Aktualʹnì pitannâ gumanìtarnih nauk, 2024

Набуття навичок з комп'ютерного моделювання 3D-об'єктів-важливий чинник якісної підготовки здобув... more Набуття навичок з комп'ютерного моделювання 3D-об'єктів-важливий чинник якісної підготовки здобувачів освіти інженерно-педагогічних спеціальностей до реалізації інноваційної освітньої діяльності. Важливим її напрямком є впровадження проєктних технологій навчання засобами STEM-освіти. Використання таких технологій не лише сприяє глибшому розумінню здобувачами професійної освіти основ інженерних і технологічних концепцій, але й розвиває у них навички критичного мислення, творчості та вирішення практичних проблем, що забезпечує досягнення ними програмних результатів фахової підготовки. У статті розкрито можливості практичного використання технологій комп'ютерного моделювання 3D-об'єктів у процесі підготовки здобувачів вищої освіти за спеціальністю 015 «Професійна освіта». Запропоновано методику використання програми AutoCAD для розробки проєктів, пов'язаних з моделюванням каркасних, поверхневих, контурних та твердотільних конструкцій. Значна увага приділена методології навчання, яка поєднує теоретичні основи та практичне застосування навичок моделювання, важливих для майбутньої інженерної діяльності. Здійснено аналіз процесу навчання від освоєння базових команд до проєктування та оптимізації 3D моделей. В описі методики моделювання 3D-об'єктів детально висвітлено виконання тривимірних побудов в ізометрії, зміни в графічному середовищі AutoCAD, такі як переорієнтація піктограми вісей світової системи координат і форми перехрестя курсору, впливають на процес моделювання. Описано, як початкова робота з простими геометричними формами переростає у створення складних технічних об'єктів, підкреслюючи значення практичної роботи у вирішенні реальних інженерних задач. Обґрунтовано важливість інтеграції освітніх проєктних і цифрових технологій, що пояснюється необхідністю адаптації освітніх програм до вимог сучасного розвитку інженерно-технологічної галузі. Для досягнення програмних результатів фахової підготовки здобувачів пропонується застосовувати комплексний підхід, що включає як теоретичну підготовку, так і практичні заняття з використанням спеціального програмного забезпечення для моделювання, що дозволяє здобувачам освіти не тільки набувати необхідні навички роботи з 3D-моделями, але й розуміти принципи їх створення та застосування в реальних інженерних задачах. У роботі описано методику побудови тривимірних об'єктів засобами комп'ютерного 3D-моделювання. Результати її практичного використання свідчать про перспективність підходів до підготовки майбутніх педагогів інженерно-технологічного профілю шляхом їх залучення до виконання STEM-проєктів з елементами комп'ютерного 3D-моделювання, що забезпечує високий рівень професійної компетентності та готовності до вирішення складних технічних завдань у майбутній професійній діяльності.

Profesìjna pedagogìka, May 8, 2024

International journal of modern education and computer science, Apr 8, 2024

Vìsnik Unìversitetu ìmenì Alʹfreda Nobelâ. Serìâ Pedagogìka ì psihologiâ, Dec 1, 2023

Aktualʹnì pitannâ gumanìtarnih nauk, 2024

Aktualʹnì pitannâ gumanìtarnih nauk, Dec 31, 2022

Завдання розпізнавання зображень маски на обличчі людини є актуальним, оскільки це дозволяє виявл... more Завдання розпізнавання зображень маски на обличчі людини є актуальним, оскільки це дозволяє виявляти присутність людей без масок в освітніх закладах, транспортних засобах, торгових центрах та в інших приміщеннях. Проте, існуючі методи розпізнавання зображень маски з використанням штучних нейронних мереж потребують складної і тривалої процедури навчання. Застосування методу Віоли-Джонса дозволяє з високою швидкодією детектувати об'єкти на зображеннях, але з відносно низькою точністю. Завдяки використанню нечіткої логіки можливо підвищити точність системи розпізнавання, але це потребує визначення впливу основних внутрішніх і зовнішніх факторів на функціонування такої системи. Розроблено концептуальну та логічну моделі прототипу комп'ютерної системи розпізнавання зображень маски, в якій детектування положення облич та їх елементів на зображеннях виконується методом Віоли-Джонса за допомогою каскадів Хаара. Розпізнавання маски на обличчі виконується засобами нечіткої логіки з використанням бази знань Мамдані. За допомогою логічної моделі засобами пакету Mental Modeler досліджено вплив параметрів системи на точність розпізнавання маски. На основі аналізу логічної моделі системи встановлено, що для забезпечення високої точності розпізнавання обличчя та маски потрібно встановити високі значення роздільної здатності відеокамери, рівня освітлення, кількості каскадів Хаара та кількості значень їх параметрів. З цією ж метою потрібно встановити низькі значення відстані об'єкту до відеокамери та орієнтацію облич в анфас відносно відеокамери. У роботі сформовано концептуальну та логічну моделі системи розпізнавання зображень маски на обличчі методом Віоли-Джонса з використанням нечіткого логічного виведення. Розроблено нечіткі когнітивні карти, які використано для обґрунтування структури системи розпізнавання зображень маски. Описана у роботі послідовність побудови прототипу системи розпізнавання зображень маски та аналізу параметрів такої системи може бути застосована студентами інженерно-педагогічних спеціальностей для побудови різноманітних комп'ютерних систем обробки зображень та з навчальною метою. ключові слова: цифровізація освіти, STEM-освіта, моделювання системи розпізнавання зображень, метод Віоли-Джонса, каскади Хаара, нечітка логіка, нечіткі когнітивні карти, інженерно-педагогічні спеціальності.

Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Oct 30, 2023

International Journal of Modern Education and Computer Science, Dec 7, 2023

Fourteenth International Conference on Correlation Optics, 2020

An analytical approach for determine the acoustic phonon dispersion relation in the qusi-2D nanos... more An analytical approach for determine the acoustic phonon dispersion relation in the qusi-2D nanosystems such as flat ultra-thin flat films is represented there. Method is based on the representation the components of polarization vectors for all possible phonon branches in the film of finite thickness as appropriate Fourier series. This made it possible to establish the analytical dependencies of energy on the frequency for all branches of the acoustic phonon spectrum in ultra-thin films. Such results can allow an analytical investigations of the electron spectra transformations that caused by electrons interaction with acoustic phonons in the ultra-thin films by variation of their thicknesses.

Thirteenth International Conference on Correlation Optics, 2018

We represent the results of numerical computations of the frequency and temperature domains of po... more We represent the results of numerical computations of the frequency and temperature domains of possible realization of internal optical bistability in flat quasi-two-dimensional semiconductor nanoheterostructures with a single quantum well (i.e., nanofilms). Particular computations have been made for a nanofilm of layered semiconductor PbI 2 embedded in dielectric medium, i.e. ethylene-methacrylic acid (E-MAA) copolymer. It has been shown that increasing thickness of a nanofilm results in the long-wavelength shift of the frequency interval of realization of bistability, increasing size of the hysteresis loop, and broadening temperature interval of realization of this phenomenon.

The method of calculation of averaged digital image profiles has been developed. The image profil... more The method of calculation of averaged digital image profiles has been developed. The image profile is dependence of the value of the pixel brightness on the image coordinate along the specified line segment. The corresponding software was developed in the MATLAB system.

This article describes the developed method of adaptive-oriented filtration of digital images in ... more This article describes the developed method of adaptive-oriented filtration of digital images in the spatial domain, which is designed to remove noise and enhance the visual quality of images. as the kernel of filter an oriented two-dimensional gaussian distribution is used. as a result of this filtration, the contours of the images are blurred slightly, since the filtration is mainly carried out along the contour direction, that is, the filter parameters are adapted to each image region. the proposed method of image filtering is implemented in Matlab.

Thirteenth International Conference on Correlation Optics, 2018

The energy of ground state of electron, hole and exiton in quasi-two-dimensional semiconductor na... more The energy of ground state of electron, hole and exiton in quasi-two-dimensional semiconductor nanoheterostructure with quantum well (nanofilm) are calculated by using the dielectric continuum model, approximation of effective masses and Green’s function method. Dependence of these energies on nanofilms thickness and barrier material composition have been studied taken into account effects of quantum confinement, self-polarization of the heterojunction planes and interaction with warious branches of optical phonons in such nanohetrostructures. Specific calculation was made for nanofilm GaN embedded in barrier material AlxGa1-xN, both of him have wurtzite-type structure. It has been studied on this base the influence of changes of nanofilm thickness and barrier material composition on the spectral location the electron absorption edge and exciton peaks in such nanoheterostructures. The results of this study may be of practical interest, since excitons provide a sensitive indicator of material quality.

SPIE Proceedings, 2004

The effect of a magnetic field on the development of the nonlinear absorption in organic semicond... more The effect of a magnetic field on the development of the nonlinear absorption in organic semiconductors and on the formation of the hysteresis loop in the incoming-outgoing light intensity dependence has been investigated. The form function of the exciton absorption is calculated, taking into account three factors: the heavy exciton density, the polarization of the excitation wave and the weak magnetic field. It is shown that an appropriate change of these values allows one to form a hysteresis loop, and thus to form optical bistability (OB) with preset parameters.

Ukrainian Journal of Physical Optics, 2009

Using the model of dielectric continuum for phonons and effective mass approximation for electron... more Using the model of dielectric continuum for phonons and effective mass approximation for electrons, the influence of longitudinal optical phonons on the formation of exciton spectra in polar semiconductors is studied with the Green function technique. The calculations are made in frame of the Mott-Vannier model for the exciton in nS-states (n = 1, 2 and 3) for a number of semiconductors of A 2 B 6 and A 3 B 5 groups. The results confirm that interaction of the exciton with longitudinal optical (LO) phonons manifests itself in shifting of absorption band peaks towards low-energy region. The shift differs for different states and depends on temperature. Unlike the main exciton band (n = 1), the changes in the positions and widths of the next bands (n = 2 and 3) resulted from the interaction with the LO phonons are inessential for all the crystals under analysis.

ABSTRACT The influence of weak external magnetic fields on the conditions of optical bistability ... more ABSTRACT The influence of weak external magnetic fields on the conditions of optical bistability (OB) realization in the field of exciton absorption in layer semiconductors has been investigated theoretically. Using the 2H-polytype of PbI2 as an example, it is shown that by changing the intensity of the external magnetic field it is possible to obtain the OB realization region without changing the excitation laser frequency. It is also possible to control effectively the position and size of the hysteresis absorption loop caused by the existence of several exciton zones and due to the peculiar features of the layer crystal structure.

International Journal of Modern Education and Computer Science (IJMECS), 2023

The software for clustering students according to their educational achievements using fuzzy logi... more The software for clustering students according to their educational achievements using fuzzy logic was developed in Python using the Google Colab cloud service. In the process of analyzing educational data, the problems of Data Mining are solved, since only some characteristics of the educational process are obtained from a large sample of data. Data clustering was performed using the classic K-Means method, which is characterized by simplicity and high speed. Cluster analysis was performed in the space of two features using the machine learning library scikit-learn (Python). The obtained clusters are described by fuzzy triangular membership functions, which allowed to correctly determine the membership of each student to a certain cluster. Creation of fuzzy membership functions is done using the scikit-fuzzy library. The development of fuzzy functions of objects belonging to clusters is also useful for educational purposes, as it allows a better understanding of the principles of using fuzzy logic. As a result of processing test educational data using the developed software, correct results were obtained. It is shown that the use of fuzzy membership functions makes it possible to correctly determine the belonging of students to certain clusters, even if such clusters are not clearly separated. Due to this, it is possible to more accurately determine the recommended level of difficulty of tasks for each student, depending on his previous evaluations.