Anualmente un millón y medio de nuevos casos de cáncer de mama son diagnosticados alrededor del mundo. Por tal motivo, se han establecido estrategias de despistaje temprano de cáncer de mama que utilicen a la mamografía como principal herramienta. Adicionalmente, se han evaluado diversas variables clínicas que han sido capaces de estimar el riesgo a desarrollar esta neoplasia. Entre estas variables se encuentra la densidad mamaria o tejido denso catalogado como principal indicador del cáncer de mama. La densidad mamaria o tejido denso de la mama incrementa de 3.5 a 5 veces el riesgo de adquirir cáncer de mama. La mamografía es una imagen formada a partir del principio de rayos X, describe a los tejidos de la mama y permite la evaluación del estado clínico de los pacientes. Se utilizan dos acercamientos para su estudio, estos consisten en el análisis cualitativo y cuantitativo. En el primero se utiliza el criterio de la observación del médico para dar su juicio de cada caso. En el segundo se procesan digitalmente mamografías y se les aplican técnicas de segmentación, luego se utilizan métodos cuantificables como estimadores globales. La segmentación consiste en subdividir una mamografía en los tejidos que la constituyen mientras que los estimadores globales son algoritmos que se aplican a la imagen completa y brindan indicadores cuantitativos de esta. El objetivo de la presente tesis es realizar una comparación entre el tejido denso obtenido mediante los técnicas de segmentación de Bden, bimodal, C-medias difusas y Otsu con el establecido por un patrón de oro (segmentación manual de experto). A partir de las comparaciones, se propondrá un algoritmo de segmentación validado en base a estimadores globales. Para alcanzar dicho objetivo, se cumplirán los siguientes objetivos específicos: implementación de técnicas de segmentación de Bden, bimodal, C-medias difusas y Otsu para calcular el tejido denso; implementación de estimadores globales intersección sobre unión, índice de similitud estructural (SSIM) y norma L2; comparación cuantitativa del tejido denso entre mamografías segmentadas y mamografías del patrón de oro; implementación de propuesta de técnica de segmentación y cálculo de tejido denso de la mama. Se ha encontrado que la propuesta de técnica de segmentación implementada para el cálculo de tejido denso es superior a las demás técnicas en base a estimadores globales. La técnica propuesta también demuestra un mayor grado de correlación con el tejido denso calculado por los médicos que las segmentaciónes de Bden, bimodal, C-medias difusas y Otsu. Se ha encontrado que en base a los estimadores globales de intersección sobre unión y SSIM la técnica de segmentación propuesta presenta mejores resultados que las técnicas implementadas de Bden, bimodal, C-medias difusas y Otsu. El coeficiente de Pearson es el mejor indicador del grado de correlación que existe entre los porcentajes de tejido denso calculado por los médicos y la técnica propuesta que con el calculado por las demás técnicas. / Tesis

El presente trabajo nace de la idea de intentar solucionar la problemática de los accidentes de tránsito en carreteras, especialmente de los buses interprovi ncia les. La idea es situar una cámara de video en la parte superior del vehículo y mediante el algoritmo desarrollado, determinar si el bus está en su carril o si se está desviando. Se plantea el reconocimiento y análisis de las líneas de las carreteras mediante el procesamiento de imágenes. Con el objetivo de implementar un sistema de análisis completo y aprovechando las capacidades del procesamiento de imágenes, se ha planteado reconocer las líneas y distinguirlas de acuerdo a sus características. Considerando las líneas de la pista en zona de carretera, se tienen cuatro tipos: Línea blanca continua: indica los límites de la pista. Línea amarilla continua: indica pista de doble sentido, lo cual significa que no se puede cambiar de carril. Línea blanca segmentada o discontinua: significa división de carriles y tránsito en la misma dirección. Línea amarilla segmentada o discontinua: significa que la pista es de doble sentido, sin embargo está permitido el cambio de carril. Para el presente trabajo de investigació..n, se consideran tres tipos de líneas: Líneas continuas (blancas o amarillas), líneas discontinuas blancas y líneas discontinuas amarillas. Entonces al reconocer alguna línea, se analizará para saber qué tipo es y finalmente el sistema marcará las líneas para indicar los bordes de los carriles sobre la carretera. El desarrollo del algoritmo se dividió en tres partes: segmentación de todos los objetos que contrastan con el color del pavimento, identificación de las líneas y clasificación de las líneas encontradas. En la segmentación de los objetos se utilizó primero Umbralización automática. Este proceso reconocía la tonalidad de gris que marcaba la diferencia entre la tonalidad del pavimento y la de las líneas. Sin embargo, usando este método no se obtuvo los resultados esperados debido a la presencia de líneas con distintas tonalidades. Entonces se usó un filtro detector de contrastes de tal manera que con esto sólo se tiene una idea dónde pueden estar las líneas. Luego se usa esto como máscara y se hace una umbralización automática en cada región independiente hallada en el filtro. La identificación de las líneas fue un proceso más empírico. Ya que primero se obtuvieron los datos de los objetos: área, longitud, ancho, ángulo y centro de gravedad (centroide). Luego se estableció un rango de valores - hallado experimentalmente- de cada parámetro que mediante comparaciones, se concluía si es que se trataba de una línea. En esta parte se tuvo que hacer muchos ajustes luego de las pruebas. Puesto que en un principio se trabajó con líneas casi ideales y el rango fue muy reducido. En la clasificación de las líneas, también se uso un método similar al anterior: basado en comparaciones. Aunque en esta parte fue necesario tener mayores consideraciones para el desarrollo del algoritmo. Se tuvo que considerar el tema de la perspectiva para saber obtener mediciones más exactas con relación a la realidad. Finalmente un sistema de ayuda o asistencia al conductor para buses interprovinciales, tendría como base e.ste algoritmo de análisis desarrollado. Sin embargo faltaría establecer el sistema de control que recibiría las señales del algoritmo de reconocimiento y emitiría las salidas hacia los actuadores ya sea de manera pasiva (algún tipo de sonido o luz) o activa (control del volante o de los frenos). De tal manera que el bus pueda ser más seguro ante errores del chofer. / Tesis

Esta tesis tiene como objetivo el desarrollo de un método eficiente para la detección de errores en la producción de blister, este método dará sustento a un sistema de producción, que permita eliminar, o reducir significativamente, los costos generados por los errores que se analizan en el presente trabajo. Este sistema estará basado en el método por análisis de imágenes digitales, por lo cual se tendrá en cuenta el diseño de un modulo de adquisición de señales digitales, y el consecuente software que permitirá procesar los datos que de esta manera se adquieren. Las instrucciones para establecer el método y los objetivos perseguidos nos proporciona una herramienta eficaz cuya aplicación práctica comprende el ajuste del mismo para obtener mejores resultados, por lo cual se estableció lo siguiente: · La situación actual del empaquetamiento de píldoras y pastillas, que comprende el análisis de los factores y variables, así como los procesos que actualmente se realizan, lo que origina la declaración del marco problemático del empaquetado tipo blister. · El empaquetado de las pastillas y píldoras, así como las técnicas utilizadas para su verificación. Se establece también un modelo teórico basado en definiciones operativas e indicadores cualitativos y cuantitativos. · Para la detección de los blister corf deficiencias se ha considerado el levantamiento de datos, fijando los fundamentos del algoritmo para esta detección, proceso al cual se llega como consecuencia de la metodología de la investigación aplicada. · Finalmente se evalúa el modelo de verificación que propugna esta tesis, analizando los resultados para diferentes situaciones en que se aplica el algoritmo. / Tesis

La tecnología actual busca desarrollar y explotar las herramientas que emergen con el transcurso de los años. En la rama de las comunicaciones, se ha incrementado el uso de video-monitoreo y video-vigilancia. La diferencia entre ambas es únicamente el modo de almacenar la información; mientras el primero tiene como objetivo transmitir los videos sin ser almacenados, el segundo se basa en guardar dicha información ocupando gran cantidad de memoria para luego ser analizada. La presente tesis está enfocada en el diseño del sistema de video-monitoreo IP en el Laboratorio de Manufactura del Centro de Tecnologías Avanzadas de Manufactura (CETAM) que se encuentra ubicado en la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP), el cual basa su funcionamiento en el desarrollo de un prototipo conformado por cámaras IP, las cuales serán los dispositivos de transmisión de video; inyectadores PoE, encargados de transmitir energía eléctrica a través de cable de datos Ethernet; un switch; servidores de Streaming y Web para la transmisión de datos a través de Internet. En los siguientes capítulos se detallarán las herramientas y tecnologías que se han estudiado y elegido para la selección de las cámaras IP, cuál es el funcionamiento de los inyectores PoE, cómo se van a programar las páginas web básicas que contendrán los videos de las cámaras del prototipo y por último, cuál será la función de los servidores para que se pueda transmitir esta información y que los usuarios externos al laboratorio sean capaces de visualizar los videos. Al finalizar, se corroborará que las herramientas seleccionadas para el desarrollo del sistema planteado han sido las adecuadas y que el prototipo es capaz de transmitir los videos en tiempo real. Además, se darán algunas recomendaciones para mejorar la transmisión de videos y posibles trabajos a futuro que se pueden lograr luego de culminada la tesis. / Tesis

En la actualidad el uso de los satélites es variado y destacan las misiones comerciales, científicas y militares. Estos se utilizan en el campo de las telecomunicaciones, en los sistemas de posicionamiento global, en la teledetección, en el campo de la meteorología, en el estudio de la radiación, en la exploración del espacio y muchas más aplicaciones. Encontramos satélites cada vez más pequeños como los nano y pico-satélites que permiten, a pequeñas empresas y universidades de todo el mundo desarrollar tecnología espacial en los sistemas de energía, de control, de comunicación, diseño estructural, cargas útiles, entre otros como por ejemplo un sistema de adquisición de imágenes. La Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) desarrolla su propia tecnología espacial al elaborar el nano-satélite PUCP-SAT-1, el femto-satélite POCKET-PUCP y otros satélites futuros. La presente tesis tiene como objetivo principal el diseño e implementación de un prototipo de un sistema de adquisición de imágenes, cuyo volumen debe ser menor al de un octavo del volumen de un CubeSat. Para el desarrollo del sistema se llevará a cabo el análisis del hardware más adecuado para el satélite considerando el entorno de su órbita. Se diseñará e implementará el hardware y software necesarios para lograr la captura de imágenes y almacenarlas en una memoria flash. / Tesis

Los sistemas de corrección usan como principio la lingüística computacional. En este contexto, un computador realiza un análisis ortográfico de los caracteres reconocidos por un OCR (Optical Chapter Recognition). Un OCR es un software que extraen de una imagen los caracteres que componen un texto para almacenarlos en un formato con el cual puedan interactuar programas de edición de texto. El rendimiento de los sistemas de reconocimiento de caracteres es bajo cuando se trata de digitalizar documentos deteriorados debido a las manchas y otros factores que evitan que se reconozcan las palabras del texto original. Antes este problema, lo que se propone en esta tesis es la implementación de un sistema de corrección ortográfica a la salida del OCR, que permitirá mejorar su eficiencia al momento de reconocimiento del caracteres. De esta manera la digitalización de los documentos históricos podrá garantizar una calidad óptima. El sistema de corrección de ortográfica se basa en la búsqueda de patrones dentro de un texto. Esta búsqueda trata de encontrar todas las coincidencias de un patrón dentro de un texto, teniendo en consideración que la coincidencia de patrón con el texto puede tener un número limitado de diferencias. Este problema tiene aplicaciones en recuperación de información, biología computacional y procesamiento de señales, entre otras. Como conclusión principal se obtiene que con el modelo de corrección basado en la búsqueda de patrones se alcanza un rendimiento de 80%, además el tiempo de procesamiento requerido para analizar una palabra es de tan solo 0.1seg lo cual refleja un alto rendimiento. Con esto, podemos concluir también que la metodología desarrollada para realizar la corrección de las palabras es una buena opción para este objetivo. / Tesis

El presente proyecto de fin de carrera busca presentar un aporte al campo de la agricultura de precisión, el cual tiene como propósito aplicar y desarrollar nuevos mecanismos tecnológicos para optimizar las tareas involucradas en la agricultura. Una de las herramientas dentro de la agricultura de precisión es la percepción remota, con la cual se pueden obtener imágenes de los campos de cultivo a gran altura, permitiendo la identificación de características que no son fácilmente visibles cuando se está al nivel del suelo. Las imágenes capturadas mediante la percepción remota son empleadas por diversos especialistas en la interpretación de determinados índices de vegetación, cuyos resultados ayuden a facilitar y mejorar las tareas del agricultor. La captura de dichas imágenes es obtenida a través de sensores remotos colocados en satélites, aviones y actualmente, el uso de vehículos aéreos no tripulados (Unmanned Aerial Vehicle – UAV) ha sufrido un considerable incremento. Sin embargo se presentan algunos inconvenientes con respecto al procesamiento de las imágenes adquiridas por los UAVs. En primer lugar debido a la necesidad de monitoreo constante, es necesario que los UAVs sobrevuelen la zona a tratar periódicamente, generando una gran cantidad de imágenes de una misma zona a tratar en diferentes periodos de tiempo, resultando que en cada captura las imágenes de la misma zona presentan distintas características: traslación y rotación espacial (considerando un punto de referencia fijo) e iluminación. En segundo lugar, debido a la necesidad de determinación de parámetros de vegetación, temperatura, humedad, entre otros, es necesaria la obtención de imágenes con cámaras que trabajen en diferentes bandas del espectro electromagnético (bandas de color azul, rojo, verde e infrarrojo). En algunas ocasiones una sola cámara no trabaja en todas las bandas del espectro por lo que se requiere colocar más de una cámara en el UAV, con el resultado de que las imágenes capturadas de una misma zona no están alineadas espacialmente debido a la posición de las cámaras en el UAV. De este modo se hace necesario de algún método que permita la alineación de las imágenes capturadas por los UAVs, ya sea que estas provengan de diferentes puntos de vista o de diferentes sensores, para una misma zona a tratar. Al procedimiento requerido para la alineación de dos o más imágenes de un mismo objeto de interés se le conoce como registro de imágenes. / Tesis

El presente trabajo consiste en la realización del diseño de la arquitectura en hardware de un filtro digital tipo FIR (Respuesta al impulso finito) para sobre muestreo de imágenes de Televisión Digital, de acuerdo al estándar japonés-brasileño H.264/SVC de codificación de video escalable, con una tasa de cuadros mayor o igual a 30 cuadros por segundo (fps) para poder operar en tiempo real en un decodificador/codificador (CODEC). La arquitectura propuesta fue validada primero en software por medio del entorno de programación MATLAB®. La descripción en hardware de la arquitectura diseñada, es decir, la síntesis comportamental del software, se realizó por medio del lenguaje de descripción de hardware VHDL además de ser compatible con los modelos más modernos de FPGA’s (Arreglo de Puertas Programables en Campo) de las familias CYCLONE de la compañía Altera. Para la descripción del diseño realizado en el FPGA, se utilizó el Software Quartus II versión 9.1 sp2 Full Edition, haciendo posteriormente la verificación y validación de dicha descripción mediante el uso de la herramienta de simulación Testbench con el software ModelSim versión 6.5b de Altera. Se optó por la implementación de la arquitectura en un FPGA debido a que para hacer diseños de arquitecturas que van a operar en tiempo real, el FPGA presenta ventajas como el paralelismo de operaciones, el bajo consumo de energía respecto a otros dispositivos además del poder personalizar los recursos del dispositivo con el que se va a trabajar. El paralelismo de operaciones permite obtener una alta velocidad de procesamiento, es decir, alcanzar un menor tiempo de operación para la arquitectura. El bajo consumo de energía es una característica fundamental para equipos portátiles, además que el personalizar los recursos del dispositivo, por ejemplo el tamaño del bus de datos, permite optimizar el uso de los recursos del mismo. La operación fundamental de funcionamiento de la arquitectura diseñada se basa en tener una imagen en menor escala, es decir se parte de una imagen de pequeñas dimensiones, que presenta un tipo de resolución para un tipo de dispositivo A, en este caso se parte de una imagen con resolución QVGA (320 x 240), luego dicha imagen pasará a través del filtro de sobre muestreo con un factor de escala de 2, consiguiendo una imagen con dimensiones mayores la cual puede ser utilizada por un dispositivo B, la imagen obtenida luego de ser filtrada será de resolución VGA (640 x 480). Para realizar el sobre muestreo se utilizó el formato de imagen YCBCR, en lugar del RGB para evitar el alto grado de correlación que se tiene entre los planos en el formato RGB lo que dificulta el proceso de codificación resultando en la reducción de la eficiencia del proceso. El sobre muestreo de la imagen se realiza en forma paralela en los planos de luminancia y en los de cromaticidad, haciendo que el proceso de sobre ii muestreo se lleve a cabo en el menor tiempo posible, lo cual genera una mayor eficiencia en el proceso. Se obtuvo una frecuencia máxima de operación de 221.58 MHz, con lo que se puede llegar a procesar 1036 cuadros por segundo, con lo cual se cumplió el objetivo de poder operar a una tasa mayor de 30 cuadros por segundo (requerimiento de tiempo real). Finalmente, se efectuaron las pruebas correspondientes para la validación de la imagen sobre muestreada en el software MATLAB® respecto a hardware, analizando las matrices resultantes de las imágenes sobre muestreadas que fueron generadas tanto por software como por el hardware. / Tesis

El presente trabajo es la integración de un conjunto de elementos en un Sistema de Captura, Procesamiento y Análisis Digital de Imágenes, que nos permita la solución de problemas relacionados a la caracterización microestructural y/o macroestructural de materiales, obteniéndose con esto una mejora cualitativa y cuantitativa en los resultados de la solución de dichos problemas, desarrollados en la actualidad, generalmente mediante métodos visuales basados en la comparación con información gráfica proporcionada por normas internacionales especializadas. / Tesis

Quantitative Sono-Elastographie ist eine neue Technologie für die Ultraschall Bildgebung, die Radiologen maligne Tumoren ohne Risiko der strahlungsinduzierten Krebs (d.h. Mammographie) zu erfassen können. Aufgrund gefunden Rechenkomplexität in der aktuellen Algorithmen, Implementierung von Echtzeit-Anwendungen, die Prüfungsverfahren profitieren wurde jedoch noch nicht berichtet. Zusätzlich, aktuelle Schätzer für die Darstellung eine Elastizität Bilder vorhanden Artefakte der hohen Schätzung Varianz, die die Techniker in die Gegenwart steifer Massen irreführen könnten und zwar, falsch-positive Diagnose zu erzeugen. In dieser Arbeit wird eine GPU-basierte Elastographie-System entwickelt und an einem Forschungsultraschallgeräten implementiert. Quantitative Elastizität in Echtzeit bei 2 FPS mit einer Verbesserung Rechenzeitfaktor aus 26 wird gezeigt. Validierung der Systemgenauigkeit Anzeige wurde, auf Gelatinebasis Gewebe Phantome durchgeführt., waren niedrige Vorspannung der Elastizitätswerte berichtet wurde (4,7 %) bei geringe Anregungsfrequenzen nachahmt. Ausserdem wird eine neue Elastizität Schätzer auf quantitative Sono-Elastographie basiert eingeführt. Ein lineares Problem wurde entlang der seitlichen Abmessung modelliert und eine Regularisierung Methode wurde implementieren. Elastizität Bilder mit niedriger Vorspannung wurde darstellen (1,48 %) sowie seine Leistung in einer Brust kalibrierte Phantom mit verbesserter CNR (47,3 dB) im Vergleich mit anderen Schätzer ausgewertet sowie die Verringerung Seiten Artefakte bereits erwähnt in der Literatur (PD: 22,7 dB, 1DH 28,7 dB) gefunden. Diese zwei Beitrag profitieren, die Umsetzung und Entwicklung weiterer Elastographie Techniken, die eine verbesserte Qualität der Elastizität Bilder liefern könnten und somit eine verbesserte Genauigkeit der Diagnose. / Quantitative sonoelastography is an alternative technology for ultrasound imaging that helps radiologist to diagnose malignant tumors with no risk of radiation-induced cancer (i.e. mammography). However, due to the high computational complexity found in the current algorithms, implementation of real-time systems that could benefit examination procedures has not been yet reported. Additionally, elasticity maps depicted from current estimators feature artifacts of high estimation variance that could mislead the technician into the presence of stiffer masses, generating false positive diagnosis. In this thesis, a GPU-based elastography system was designed and implemented on a research ultrasound equipment, displaying quantitative elasticity in real-time at 2 FPS with an improvement computational time factor of 26. Validation of the system accuracy was conducted on gelatin-based tissue mimicking phantoms, where low bias of elasticity values were reported (4.7%) at low excitation frequencies. Additionally, a new elasticity estimator based on quantitative sonoelastography was developed. A linear problem was modeled from the acquired sonolastography data along the lateral dimension and a regularization method was implemented. The resulting elasticity images presented low bias (1.48%), enhanced CNR and reduced lateral artifacts when evaluating the algorithm’s performance in a breast calibrated phantom and comparing it with other estimators found in the literature. These two contribution benefit the implementation and development of further elastography techniques that could provide enhanced quality of elasticity images and thus, improved accuracy of diagnosis. / Tesis