Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 1998. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 122-124). Also available on the Internet.

Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 1998. / Typescript. Vita. Includes bibliographical references (leaves 122-124). Also available on the Internet.

CAPES / Neste trabalho são estudadas configurações de amplificadores híbridos compostos por amplificador Raman em cascata com EDFA, a serem utilizados na expansão da capacidade de sistemas de comunicações óticas utilizando WDM. Foi realizado, mediante simulação em um pacote comercial, um estudo do desempenho de diferentes esquemas desses amplificadores híbridos Raman+EDFA, em termos do ganho global, ondulação (ripple) e figura de ruído. A flexibilidade do perfil espectral do amplificador Raman pode ser combinada com a alta capacidade de potência de saída do EDFA para obter aplicações de amplificadores híbridos banda larga. Este trabalho aplica uma nova técnica de otimização de amplificador híbrido Raman+EDFA para aplicações WDM. É utilizado o modelo de aproximação analítica com menor tempo de cálculo, para determinar o perfil espectral do estágio de amplificação Raman. A otimização foi realizada para uma configuração de amplificador híbrido Raman+EDFA utilizando uma fibra compensadora de dispersão (DCF) com múltiplos lasers de bombeamento no estágio Raman. A otimização foi focada no ganho global e na ondulação do amplificador híbrido resultante. Os resultados demonstraram que o amplificador híbrido Raman+EDFA com reciclagem de bombeamento residual Raman, combinado com uma seleção apropriada de potências e comprimentos de onda dos lasers de bombeamento Raman, possibilita a obtenção de amplificadores híbridos banda larga com maior eficiência de conversão de potência, ganho alto e plano. Os resultados também mostraram ganhos médios maiores, menor ondulação e largura de banda maior que os encontrados na literatura. Tais resultados podem contribuir para um melhor conhecimento das vantagens e desvantagens de amplificadores híbridos utilizados em enlaces óticos. / In this work different configurations of hybrid amplifiers are studied, made by a Raman amplifier followed by an EDFA. Such amplifiers can be used to increase the transmission capacity in WDM based optical communication systems. The performance of different hybrid EDFA+Raman amplifiers is obtained using commercial software. Their performance is analyzed in terms of the global gain, ripple and noise figure. The design and development of new configurations of fiber amplifiers, such as Raman and erbium-doped fiber amplifiers operating in a combined system that allows recycling pump power, contributes to minimize the energy consumption of the entire transmission system. Raman amplifiers can be used along with the EDFA high output power capacity to add spectral shaping flexibility for broadband applications. This work applies a new technique to optimize Raman+EDFA hybrid amplifiers for WDM applications. It uses an analytical approximated model to determine the spectral shaping of the Raman gain stage avoiding the time-consuming process of spectral profile optimization. The optimization has been carried out on a hybrid Raman+EDFA amplifier configuration, using dispersion compensating fiber with multiple pump lasers in the Raman amplification stage. The optimization has focused on the global gain and its ripple factor for the hybrid amplifier. Results demonstrated that the Raman+EDFA hybrid amplifier under recycling residual Raman pump, allied with the proper selection of pump wavelengths and powers, enables the construction of broadband amplifiers with enhanced power conversion efficiency and high and flat gains. Results also show average high gain, lower ripple, and higher bandwidth than those found in the literature. Such results can contribute to a better knowledge of the advantages and drawbacks of hybrid Raman/EDFA amplifiers in optical links.

CNPq, CAPES / Este trabalho apresenta a produção de redes de Bragg para a aplicação em sensoriamento e em telecomunicações. As redes para aplicação em sensoriamento foram gravadas utilizando incidência direta na máscara de fase bem como um interferômetro com máscara de fase, na Universidade Tecnológica Federal do Paraná. As redes de Bragg foram gravadas em fibra ótica hidrogenada padrão de telecomunicações e fibra ótica fotossensível com o uso de um laser de Nd: YAG (New Wave, Tempest-20) operando em 266 nm e de um laser de excímero KrF (Xantos XS-Coherent) em 248 nm. Foram realizados experimentos visando à estabilização térmica dos dispositivos, nos quais as redes de Bragg foram submetidas a ciclos de aquecimento e resfriamento. Testes para determinar a máxima temperatura de operação das redes de Bragg produzidas também foram realizados. Sensores refratométricos foram produzidos por meio da corrosão controlada da casca da fibra na região da rede de Bragg. Duas redes de Bragg corroídas com comprimentos de onda de Bragg de operação próximos a 1300 nm e 1500 nm foram utilizadas na análise de misturas de etanol e água. Quatro configurações para o sensor refratométrico foram estudadas, operando tanto com dois comprimentos de onda quanto somente em um comprimento de onda, e em duas temperaturas distintas das amostras. As curvas de calibração foram determinadas para uma extensão entre 0,0 e 100,0 % v/v de etanol em água. O desempenho do sensor em cada configuração foi analisado pela comparação das sensibilidades, conformidades, repetitividades e incertezas combinadas. As redes para aplicação em telecomunicações foram gravadas em fibra ótica fotossensível com a técnica de incidência direta da luz do laser na máscara de fase, no Instituto de Telecomunicações da Universidade de Aveiro, em Portugal. Redes de Bragg com gorgeio foram gravadas com um laser de excímero pulsado operando em 248 nm (BraggStar S-Industrial LN) e com o uso de posicionadores motorizados com resolução máxima de 1 nm. O estudo da evolução espectral da rede de Bragg com a variação da energia de gravação permitiu o projeto de dispositivos com características pré-definidas. / This work presents the production of fiber Bragg gratings with different profiles for application in sensing and in telecommunications. The gratings for sensing application were recorded using direct illumination of a phase mask as well as a phase mask interferometer, at the Federal University of Technology - Parana. The gratings were recorded in hydrogen loaded standard telecommunication fibers and photosensitive fibers using a Nd: YAG laser (Tempest-20, New Wave) at 266 nm and a KrF excimer laser at 248 nm (Xanto XS-Coherent). Experiments were performed in order to reach the thermal stabilization of the devices using a laboratory oven, where the gratings were submitted to thermal cycles which included both annealing and quenching. Tests to determine the maximum operating temperature of the produced fiber Bragg gratings were also performed. Refractometric sensors were produced by wet-etching of the fiber optic cladding using hydrofluoric acid and employed in the analysis of water-ethanol mixture. Two etched fiber Bragg gratings operating close to 1300 nm and 1500 nm were used in the experiment. Four configurations for the refractometric sensor were studied, in dual-wavelength and single-wavelength operation modes, and at two sample temperatures. Calibration curves were determined for the range between 0.0 and 100.0 % v/v of ethanol in water, and the sensor performance for each configuration was analyzed by comparing its sensitivity, conformity, repeatability and combined uncertainty. The gratings for the application in telecommunications were recorded in photosensitive fibers with direct illumination of phase mask at the Institute of Telecommunications of the Aveiro University, in Portugal. Chirped fiber Bragg gratings were produced with the use of an excimer laser operating at 248 nm (S-industrial BraggStar LN) and with the use of translation stages with maximum resolution of 1 nm. The study of Bragg grating spectral evolution with the writing energy allowed the project of devices with predefined characteristics.

O volume de dados gerados pelos vários projetos de sequenciamento genômico tem aumentado drasticamente nos últimos anos. Para processar, adequadamente, toda essa massa de dados são necessárias ferramentas eficientes a fim de se extrair informações genéticas úteis. Algumas das informações mais importantes neste processo são conhecidas como genes. A identificação computacional de genes de organismos eucariotos ainda é um problema em aberto, e é uma das principais tarefas em bioinformática atualmente. O presente trabalho investiga as principais técnicas utilizadas na tarefa de identificação de genes e propõe a aplicação de algumas delas, em uma arquitetura híbrida, baseada em software embarcado e hardware reconfigurável utilizando FPGA. O principal objetivo é desenvolver uma ferramenta que possa reduzir o tempo de execução do processo da identificação de genes em sequências de DNA explorando o paralelismo inerente dos modelos adotados e descrevendo-os em uma linguagem de descrição de hardware. Dentre as principais contribuições do presente trabalho estão a implementação de sensores de sinais em hardware reconfigurável e a proposta de um modelo para gerenciamento dos sensores. Os resultados obtidos comprovam a adequação do modelo proposto ao problema em questão e abre novas possibilidades ao uso da computação reconfigurável e dos sistemas embarcados na solução dos problemas de bioinformática. / The amount of data produced by the several genomic sequencing projects has increased dramatically in recent years. To process all this data, effective tools to extract useful genetic information are needed. One of the most important information in this process are known as genes. The computational identification of genes of eukaryotic organisms is still an open problem, and it is a major task in bioinformatics today. This study investigates the main techniques used in the task of identifying genes, and proposes the use of some of them, in a hybrid architecture, based on embedded software and reconfigurable hardware using FPGA. The main goal is to develop a tool that can reduce the runtime of the process of identifying genes in DNA sequences, exploring the parallelism inherent in the models adopted, and describing them in a hardware description language. Among the main contributions of this work are the implementation of sensor signals in reconfigurable hardware and the proposal of a model for managing the sensors. The results confirm the suitability of the proposed model to the problem and open new possibilities to the use of reconfigurable computing and embedded systems for solving bioinformatics problems.

CAPES / O aumento da coleta de dados biológicos e a ausência de uma padronização em pesquisas científicas requer uma melhor gestão da informação. O objetivo desta dissertação é propor um modelo de banco de dados para os pesquisadores do mero no Brasil, visando a melhor análise e centralização da informação. Na seleção de atributos foram utilizados conhecimentos das Áreas de Biologia e de Informática em uma abordagem multiprofissional. Foi pesquisada e elaborada uma seleção de atributos retirados da literatura científica especializada nacional e internacional, e validados mediante a aplicação de uma entrevista com especialista envolvido em pesquisas com o peixe Mero (Epinephelus Itajara). Ao final da pesquisa foram selecionados atributos que agrupados em tabelas foram usados na criação do banco de dados, nele foram inseridas as informações biológicas, ecológicas, geográficas coletadas de artigos e com especialistas. Com a criação deste modelo de banco de dados busca-se estabelecer uma integração entre todos os pesquisadores envolvidos, a fim de se criar uma base única de armazenamento e consulta em tempo real das informações. Constata-se que, com a padronização na coleta de dados e informações sobre esta espécie, pode-se promover um melhor status de avaliação e gestão de conservação da espécie. / The increase in data collect of biological and the lack of standardization in scientific research requires improved information management. The objective of this dissertation is to propose a model database for further analysis and centralization of information for brasilian scientists of mero. In the selection of attributes were used knowledge of the areas of biology and of informatics in a multidisciplinary approach. Was researched and was compiled a selection of attributes removed from from the specialized scientific literature national and international, and validated by the application of an interview with experts involved in research with the fish Mero (Grouper Itajara). At the end of the survey were selected attributes that grouped into tables were used in the creation of the database, it biological, ecological, geographical information collected from articles and with experts. With the creation of this database seeks to establish integration between all of the researchers involved in order to create a single query and storage base in real time information. It is noted that, with the standardization in the collection of data and information on this species, we can promote a better status of evaluation and management for the conservation of species.

ANP; PETROBRAS, FINEP / Escoamentos multifásicos estão presentes não somente em diversos processos da natureza, mas também são muito comuns em diversas atividades industriais, como na exploração, produção e transporte de petróleo e gás. Na produção de petróleo, a mistura multifásica de gás, petróleo e água é frequentemente encontrada fluindo através de colunas e risers de produção. Nos últimos anos muito progresso no desenvolvimento e aplicação de técnicas de medição em escoamentos multifásicos foi realizado cujo intuito é quantificar com exatidão, prever e/ou controlar o fluxo de misturas multifásicas. Em especial técnicas de imageamento do escoamento multifásico estão em foco atualmente. Sensores de malha de eletrodos (wire-mesh sensors) são dispositivos que produzem imagens da distribuição das fases na seção transversal de uma tubulação com alta resolução espacial e temporal. Em estudos anteriores a utilização desse sensor é explorada em diversas aplicações em escoamentos bifásicos (predominantemente do tipo gás-líquido). O princípio de funcionamento do sensor é baseado na medição de uma única propriedade elétrica (condutividade ou permissividade) da mistura multifásica. Portanto, o objetivo deste trabalho é a aplicação da técnica wire-mesh para visualização de escoamentos multifásicos em alta velocidade para condições de escoamentos diferentes daquelas utilizados até o momento, bem como prover a técnica com melhorias, adicionando a capacidade de operar em dupla modalidade (medição simultânea condutiva/capacitiva). Assim, novos algoritmos e rotinas de processamento de dados para a investigação de escoamentos gás-líquido e sólido-líquido (suspensão) foram desenvolvidos e testados. A fim de continuar com o aprimoramento da técnica xiii de medição, uma nova eletrônica capaz de medir simultaneamente a permissividade e condutividade através da medição (vetorial) de amplitude e fase é introduzido. Além disso, um algoritmo baseado em um modelo da permissividade elétrica complexa realiza a fusão dos dados de condutividade e permissividade gerados pela técnica desenvolvida. Assim, esta fusão permite obter distribuições individuais das frações de fase de misturas de óleo-água-gás. A principal contribuição deste trabalho no campo de medição e investigação de escoamentos multifásicos é, por conseguinte, o desenvolvimento e aplicação soluções em software e processamento de dados para extração de parâmetros do fluxo multifasico a partir de dados do sensor wire-mesh, bem como a melhoria no sistema de medição com adoção de medidas vetoriais. Desta forma, a gama de aplicação do sensor wire-mesh é ampliada, permitindo a investigação de escoamentos gás-líquido e gás-sólido, assim como escoamentos trifásicos gás-líquido-líquido através de visualização em alta velocidade da distribuição de fases em escoamentos. / Multiphase flows are present not only in nature but also are very common in industrial activities such as in exploration, production and transport of oil and gas. In oil production, the mixture of gas, oil and water is often found streaming through production columns and flow risers. A lot of progress has been made in recent years in the development and application of measurement techniques applied to multiphase flow measurement in order to accurately quantify, predict and control the flow of multiphase mixtures. Especially, high-speed imaging of multiphase flows has received much attention in recent years. Wire-mesh sensors are flow-imaging devices and allow the investigation of multiphase flows with high spatial and temporal resolution. In the past, such sensors have found widespread application in gas-liquid flows. Its operating principle is based on measurement of a single electrical property (conductivity or permittivity) of flowing mixture. The objective of this work is the application of the wire-mesh technique for high-speed multiphase flow imaging in different flow conditions as applied so far, as well as the further development of this technique by adding the capability of dual-modality (simultaneous conductive/capacitive) operation. Hence, novel routines and data processing algorithms for the investigation of two-phase flows of the type gas-liquid and solid-liquid (slurry) were developed and tested. As a step towards the further development of the wire-mesh sensor technique, a novel dual- modality electronics being able to simultaneously evaluate the conductivity and permittivity component of a fluid through vector measurements (amplitude and phase) is introduced. Further, a model-based algorithm to fuse the data of dual-modality wire xi mesh sensor is developed to obtain individual phase fraction distributions in gas-oil- water three-phase flows. Hence, this thesis’ main contribution to the field of flow measurement and investigation is the development and application of software solutions for extracting flow parameters from wire-mesh sensor data, as well as the improvement in the hardware of measuring electronics. As a result, the range of application of wire-mesh sensors is enhanced being capable to investigate two-phase gas-liquid and slurry flows as well as gas-liquid-liquid three-phase flow problems through high-speed flow imaging.

Entre os sistemas de reconhecimento biométrico, a biometria da face exerce um papel importante nas atividades de pesquisa e nas aplicações de segurança, pois a face pode ser obtida sem conhecimento prévio de um indivíduo. Atualmente, uma grande quantidade de imagens digitais e seqüências de vídeo têm sido adquiridas principalmente sob condições não-controladas, freqüentemente com ruído, borramento, oclusão e variação de escala e iluminação. Por esses problemas, o reconhecimento facial (RF) é ainda considerado como uma área de pesquisa ativa e uma tarefa desafiadora. A motivação vem do fato que o reconhecimento de faces nas imagens com fundo complexo e em base de imagens faciais tem sido uma aplicação de sucesso. Portanto, o principal foco deste trabalho é reconhecer uma ou mais faces em imagens estáticas contendo diversos indivíduos e um individuo (face) em uma base de imagens com faces únicas obtidas sob condições diferentes. Para trabalhar com faces múltiplas, uma abordagem semi-supervisionada foi proposta baseada em características locais invariantes e discriminativas. A extração de características (EC) locais é feita utilizando-se do algoritmo Speeded-Up Robust Features (SURF). A busca por regiões nas quais as características ótimas podem ser extraídas é atendida através do algoritmo ABC. Os resultados obtidos mostram que esta abordagem é robusta e eficiente para aplicações de RF exceto para faces com iluminação não-uniforme. Muitos trabalhos de RF são baseados somente na extração de uma característica e nas abordagens de aprendizagem de máquina. Além disso, as abordagens existentes de EC usam características globais e/ou locais. Para obter características relevantes e complementares, a metodologia de RF deve considerar também as características de diferentes tipos e semi-globais. Portanto, a abordagem hierárquica de RF é proposta baseada na EC como globais, semi-globais e locais. As globais e semi-globais são extraídas utilizando-se de Color Angles (CA) e Edge Histogram Descriptors (EHD) enquanto somente características locais são extraídas utilizando-se do SURF. Uma ampla análise experimental foi feita utilizando os três métodos individualmente, seguido por um esquema hierárquico de três - estágios usando imagens faciais obtidas sob duas condições diferentes de iluminação com expressão facial e uma variação de escala leve. Além disso, para CA e EHD, o desempenho da abordagem foi também analisado combinando-se características globais, semi-globais e locais. A abordagem proposta alcança uma taxa de reconhecimento alta com as imagens de todas as condições testadas neste trabalho. Os resultados enfatizam a influência das características locais e semi-globais no desempenho do reconhecimento. Em ambas as abordagens, tanto nas faces únicas quanto nas faces múltiplas, a conquista principal é o alto desempenho obtido somente com a capacidade discriminativa de características sem nenhum esquema de treinamento. / Among biometric recognition systems, face biometrics plays an important role in research activities and security applications since face images can be acquired without any knowledge of individuals. Nowadays a huge amount of digital images and video sequences have been acquired mainly from uncontrolled conditions, frequently including noise, blur, occlusion and variation on scale and illumination. Because of these issues, face recognition (FR) is still an active research area and becomes a complex problem and a challenging task. In this context, the motivation comes from the fact that recognition of faces in digital images with complex background and databases of face images have become one of the successful applications of Computer Vision. Hence, the main goal of this work is to recognize one or more faces from still images with multiple faces and from a database of single faces obtained under different conditions. To work with multiple face images under varying conditions, a semi-supervised approach proposed based on the invariant and discriminative power of local features. The extraction of local features is done using Speeded-Up Robust Features (SURF). The search for regions from which optimal features can be extracted is fulfilled by an improved ABC algorithm. To fully exploit the proposed approach, an extensive experimental analysis was performed. Results show that this approach is robust and efficient for face recognition applications except for faces with non-uniform illumination. In the literature, a significant number of single FR researches are based on extraction of only one feature and machine learning approaches. Besides, existing feature extraction approaches broadly use either global or local features. To obtain relevant and complementary features from face images, a face recognition methodology should consider heterogeneous features and semi-global features. Therefore, a novel hierarchical semi-supervised FR approach is proposed based on extraction of global, semi-global and local features. Global and semi-global features are extracted using Color Angles (CA) and edge histogram descriptors (EHD) meanwhile only local features are extracted using SURF. An extensive experimental analysis using the three feature extraction methods was done first individually followed by a three-stage hierarchical scheme using the face images obtained under two different lighting conditions with facial expression and slight scale variation. Furthermore, the performance of the approach was also analyzed using global, semi-global and local features combinations for CA and EHD. The proposed approach achieves high recognition rates considering all image conditions tested in this work. In addition to this, the results emphasize the influence of local and semi-global features in the recognition performance. In both, single face and multiple faces approaches, the main achievement is the high performance obtained only from the discriminative capacity of extracted features without any training schemes.

CAPES / O aumento da coleta de dados biológicos e a ausência de uma padronização em pesquisas científicas requer uma melhor gestão da informação. O objetivo desta dissertação é propor um modelo de banco de dados para os pesquisadores do mero no Brasil, visando a melhor análise e centralização da informação. Na seleção de atributos foram utilizados conhecimentos das Áreas de Biologia e de Informática em uma abordagem multiprofissional. Foi pesquisada e elaborada uma seleção de atributos retirados da literatura científica especializada nacional e internacional, e validados mediante a aplicação de uma entrevista com especialista envolvido em pesquisas com o peixe Mero (Epinephelus Itajara). Ao final da pesquisa foram selecionados atributos que agrupados em tabelas foram usados na criação do banco de dados, nele foram inseridas as informações biológicas, ecológicas, geográficas coletadas de artigos e com especialistas. Com a criação deste modelo de banco de dados busca-se estabelecer uma integração entre todos os pesquisadores envolvidos, a fim de se criar uma base única de armazenamento e consulta em tempo real das informações. Constata-se que, com a padronização na coleta de dados e informações sobre esta espécie, pode-se promover um melhor status de avaliação e gestão de conservação da espécie. / The increase in data collect of biological and the lack of standardization in scientific research requires improved information management. The objective of this dissertation is to propose a model database for further analysis and centralization of information for brasilian scientists of mero. In the selection of attributes were used knowledge of the areas of biology and of informatics in a multidisciplinary approach. Was researched and was compiled a selection of attributes removed from from the specialized scientific literature national and international, and validated by the application of an interview with experts involved in research with the fish Mero (Grouper Itajara). At the end of the survey were selected attributes that grouped into tables were used in the creation of the database, it biological, ecological, geographical information collected from articles and with experts. With the creation of this database seeks to establish integration between all of the researchers involved in order to create a single query and storage base in real time information. It is noted that, with the standardization in the collection of data and information on this species, we can promote a better status of evaluation and management for the conservation of species.

ANP; PETROBRAS, FINEP / Escoamentos multifásicos estão presentes não somente em diversos processos da natureza, mas também são muito comuns em diversas atividades industriais, como na exploração, produção e transporte de petróleo e gás. Na produção de petróleo, a mistura multifásica de gás, petróleo e água é frequentemente encontrada fluindo através de colunas e risers de produção. Nos últimos anos muito progresso no desenvolvimento e aplicação de técnicas de medição em escoamentos multifásicos foi realizado cujo intuito é quantificar com exatidão, prever e/ou controlar o fluxo de misturas multifásicas. Em especial técnicas de imageamento do escoamento multifásico estão em foco atualmente. Sensores de malha de eletrodos (wire-mesh sensors) são dispositivos que produzem imagens da distribuição das fases na seção transversal de uma tubulação com alta resolução espacial e temporal. Em estudos anteriores a utilização desse sensor é explorada em diversas aplicações em escoamentos bifásicos (predominantemente do tipo gás-líquido). O princípio de funcionamento do sensor é baseado na medição de uma única propriedade elétrica (condutividade ou permissividade) da mistura multifásica. Portanto, o objetivo deste trabalho é a aplicação da técnica wire-mesh para visualização de escoamentos multifásicos em alta velocidade para condições de escoamentos diferentes daquelas utilizados até o momento, bem como prover a técnica com melhorias, adicionando a capacidade de operar em dupla modalidade (medição simultânea condutiva/capacitiva). Assim, novos algoritmos e rotinas de processamento de dados para a investigação de escoamentos gás-líquido e sólido-líquido (suspensão) foram desenvolvidos e testados. A fim de continuar com o aprimoramento da técnica xiii de medição, uma nova eletrônica capaz de medir simultaneamente a permissividade e condutividade através da medição (vetorial) de amplitude e fase é introduzido. Além disso, um algoritmo baseado em um modelo da permissividade elétrica complexa realiza a fusão dos dados de condutividade e permissividade gerados pela técnica desenvolvida. Assim, esta fusão permite obter distribuições individuais das frações de fase de misturas de óleo-água-gás. A principal contribuição deste trabalho no campo de medição e investigação de escoamentos multifásicos é, por conseguinte, o desenvolvimento e aplicação soluções em software e processamento de dados para extração de parâmetros do fluxo multifasico a partir de dados do sensor wire-mesh, bem como a melhoria no sistema de medição com adoção de medidas vetoriais. Desta forma, a gama de aplicação do sensor wire-mesh é ampliada, permitindo a investigação de escoamentos gás-líquido e gás-sólido, assim como escoamentos trifásicos gás-líquido-líquido através de visualização em alta velocidade da distribuição de fases em escoamentos. / Multiphase flows are present not only in nature but also are very common in industrial activities such as in exploration, production and transport of oil and gas. In oil production, the mixture of gas, oil and water is often found streaming through production columns and flow risers. A lot of progress has been made in recent years in the development and application of measurement techniques applied to multiphase flow measurement in order to accurately quantify, predict and control the flow of multiphase mixtures. Especially, high-speed imaging of multiphase flows has received much attention in recent years. Wire-mesh sensors are flow-imaging devices and allow the investigation of multiphase flows with high spatial and temporal resolution. In the past, such sensors have found widespread application in gas-liquid flows. Its operating principle is based on measurement of a single electrical property (conductivity or permittivity) of flowing mixture. The objective of this work is the application of the wire-mesh technique for high-speed multiphase flow imaging in different flow conditions as applied so far, as well as the further development of this technique by adding the capability of dual-modality (simultaneous conductive/capacitive) operation. Hence, novel routines and data processing algorithms for the investigation of two-phase flows of the type gas-liquid and solid-liquid (slurry) were developed and tested. As a step towards the further development of the wire-mesh sensor technique, a novel dual- modality electronics being able to simultaneously evaluate the conductivity and permittivity component of a fluid through vector measurements (amplitude and phase) is introduced. Further, a model-based algorithm to fuse the data of dual-modality wire xi mesh sensor is developed to obtain individual phase fraction distributions in gas-oil- water three-phase flows. Hence, this thesis’ main contribution to the field of flow measurement and investigation is the development and application of software solutions for extracting flow parameters from wire-mesh sensor data, as well as the improvement in the hardware of measuring electronics. As a result, the range of application of wire-mesh sensors is enhanced being capable to investigate two-phase gas-liquid and slurry flows as well as gas-liquid-liquid three-phase flow problems through high-speed flow imaging.