The skin is the largest organ of the body that protects it from the external environment. High- frequency ultra sound (HF-US) has been used to visualize the skin in depth and to diagnose some pathologies in dermatological applications. Quantitative ultrasound (QUS) includes several techniques that provide values of particular physical properties. In this thesis work, three QUS parameters are explained and used to characterize healthy skin through HF-US: attenuation coefficient slope (ACS), backscatter coefficient (BSC) and shear wave speed (SWS). They were estimated with the regularized spectral-log difference (RSLD) method, the reference phan- tom method, and the crawling wave sonoelastography method, respectively. All the three parameters were assessed in phantoms, ex vivo and in vivo skin. In calibrated phantoms, RSLD showed a reduc- tion of up to 93% of the standard deviation concerning the estimation with SLD, and BSC showed an agreement with the Faran’s theoretical curve. In gelatin-based phantoms, surface acoustic waves (SAWs) were estimated in two interfaces: solid-water and solid-US gel, which all owed corroborating SAWs presence and finding an empirical compensation factor when the coupling interface is US gel. A correction factor of 0:97 for SAW-to-shear was found to avoid underestimation in phantoms. Porcine thigh was calculated in the range from 8 to 27 MHz, where the ACS was 4:08 _+_0:43 dB cm -1 MHz-1 and BSC was in the range from 10 1 to 10° sr-1 _cm-1. Crawling wave sonoelastography method was applied for the vibration frequencies between 200 Hz and 800 Hz, where SWS was in the range from 4:6 m/sto9:1 m/s. In vivo ACS and BSC were assessed in the healthy forearm and thigh, whereas SWS only in the thigh. The average ACS in the forearm dermis was 2.07dB cm-1 _MHz-1, which is in close agreement with the literature. A significant difference (p < 0.05) was found between the ACS in the forearm dermis and the thigh dermis (average ACS of 2.54dB cm-1 _MHz-1). The BSC of the forearm and thigh dermis were in the range from 10 -1 to 10° sr-1 _cm-1, and in the range from 10-1 to 10° sr-1 _cm-1, respectively. The SWS in the thigh dermis was 2:4 _+_0:38 m/s for a vibration frequency of 200Hz, with an increasing trend as frequency increases. Results suggest that these QUS parameters have the potential to be used as a tool for in vivo skin characterization and show potential for future application in skin lesions. / Tesis

El tema del presente proyecto profesional trata sobre las diferentes técnicas de procesamiento digital de imágenes aplicadas a un sistema de vigilancia, con cámaras IP conectadas en red. Estas técnicas de procesamiento hacen al sistema capaz de detectar automáticamente eventos remotos, tales como la detección de movimiento o el cambio de iluminación de una escena. El desarrollo del proyecto está dividido en cinco capítulos. El primer capítulo presenta un panorama general del proyecto. El segundo capítulo explica los fundamentos teóricos utilizados. El tercer capítulo muestra el desarrollo de los algoritmos utilizados para la detección automática de eventos. El cuarto capítulo expone las características del diseño y la implementación del sistema. Finalmente, el último capítulo es para realizar un análisis de los resultados obtenidos. Al finalizar el trabajo, luego de múltiples pruebas del sistema, se llegó a la conclusión de que la detección de eventos remotos utilizando técnicas de procesamiento digital de vídeo es un método de fácil implementación y superior a muchos sistemas actuales. / Tesis

El desarrollo de la presente tesis obedece a un problema real originado en los almacenes de la siderúrgica más grande del país, la Corporación Aceros Arequipa. En su operación de despacho se ha visto la necesidad de mejorar el proceso de conteo de varillas conformantes de los paquetes a entregar al cliente final luego de ser preparados. Hasta este momento, dicho conteo se ejecuta de manera manual, teniendo como consecuencia la alta tasa de error, producto de las desventajas inherentes al factor humano como son el cansancio y la desconcentración. Viendo esto, se propuso automatizar dicho conteo mediante el uso de técnicas de visión artificial. Para esto la empresa condicionó dos cosas al proyecto, confiabilidad y portabilidad. Por esta razón, se iniciará el proyecto con una etapa de investigación, tanto de componentes como de qué técnica de teoría de imágenes a utilizar para realizar el conteo. Luego de haber concluir la etapa de investigación, se comenzará con el desarrollo del prototipo, el cual no obtuvo resultados al inicio en cuanto a confiabilidad, producto de las noveles técnicas utilizadas en la detección y conteo de varillas. Con el pasar de los meses, se fue mejorando el algoritmo hasta llegar a una versión considerada como confiable por obtener una tasa de confiabilidad de 0.0057% de varillas erradas. En el texto de la presente tesis, se profundizará en la justificación del desarrollo del proyecto. También se detallarán las características del prototipo desarrollado, tanto en el aspecto físico como es el caso de los componentes, así como en el algoritmo desarrollado para obtener un conteo confiable de las varillas. Así mismo, se analizarán los resultados de las pruebas realizadas con el conteo y se contrastarán con las mediciones de error de despacho producto del conteo manual. Luego, se extrapolarán estos resultados a meses y años con el fin de comparar de una manera más didáctica los dos métodos. Por último, se listarán una serie de conclusiones a las que se llegó en el desarrollo del proyecto, salvando las múltiples dificultades que se presentaron durante el avance del mismo. / Tesis

En el presente trabajo se presenta el diseño y desarrollo de un Sistema de seguimiento de objetos mediante el procesamiento digital de imágenes aplicado al control de robots autónomos. El software le permite al usuario seleccionar los colores de la marca que desea monitorear, además le permite cambiar los niveles de luminosidad con los que se presenta la imagen en pantalla. Una vez iniciado el seguimiento se procede a realizar la adquisición de imágenes mediante una cámara inalámbrica instalada en el robot para luego procesarlas y mostrar en pantalla la marca identificada y centrada. El sistema realiza el seguimiento de la marca ubicada en el objeto de interés siempre manteniéndolo a un margen máximo de un metro. El sistema está conformado por un robot autónomo capaz de realizar movimientos rotacionales y traslacionales de manera de evitar que la marca se pierda en algún momento. Además el robot cuenta con un sensor de proximidad que le permite evadir obstáculos a medida que realiza algún movimiento. El sistema de control está monitoreado por dos microcontroladores PIC 16F877A, los cuales gobiernan los actuadores del sistema (motores, servomotor, sensores), además de permitir el intercambio de información con ayuda de dos módulos XBee-PRO instalados uno en el robot y el otro en la estación base. El computador posee un software desarrollado en el entorno MATLAB potenciado con tecnología de procesamiento paralelo a través de una tarjeta de video con tecnología CUDA para optimizar el procesamiento digital de imágenes que permite realizar la identificación del objeto de interés. Por último se presenta también un sistema capaz de detectar o identificar aves en el cielo, esto con el fin de monitorear campos o pistas de aterrizaje para evitar inconvenientes o retrasos en vuelos como aplicación adicional del sistema. / Tesis

Escasas soluciones e ineficientes métodos en automatización de sistema de guiado de AGV’s (Vehículos de guiado autónomo) en distribución de pequeña mercadería en almacenes de pequeñas y medianas empresas en el mercado nacional. El uso de los Kiva robots que han aumentado significativamente la eficiencia de las operaciones mientras que hace la vida de los empleados más sencilla. Los robots Kiva recortan la parte dura de "recoger", trabajar y traer artículos directamente a los trabajadores, quienes procesan los pedidos. Por esta razón, se puede decir que la empresas líderes entre otras implementan métodos de automatización de almacenes, para proteger a su capital humano, su imagen y prestigio. Asimismo debido a esta situación cada día se están implementando nuevos métodos para manejar y automatizar más almacenes. / Tesis

La adquisición de información fenotípica es un aspecto clave en diversos contextos, incluyendo análisis biométricos, estudios bioantropológicos, investigaciones biomédicas, y ciencia forense por citar algunos. Para ello se requiere la identificación automática de estructuras anatómicas de interés biométrico, como por ejemplo huellas dactilares, patrones en el iris, o rasgos faciales. Estas estructuras son utilizadas masivamente, pero poseen la desventaja de requerir intrusión para adquirir la información a ser analizada. En esta tesis presentamos un nuevo método, basado en la Morfometría Geométrica, para la detección y extacción automática de datos anatómicos característicos (features) en la forma de hitos (landmarks) en 2D o 3D. Para ello se entrenó una red neuronal con conjuntos de datos obtenidos en forma supervisada por medio de expertos antropólogos y biólogos. El sistema resultante posee la capacidad de realizar landmarking en forma automática en imágenes y video sin preparación previa, obteniéndose parámetros de calidad equivalente o superiores a los adquiridos por expertos humanos. Estos resultados abren la posibilidad de generar en forma automática y confiable vectores de atributos basados en propiedades fenotípicas. Se exploran algunas aplicaciones en diversos contextos incluyendo biometría, videojuegos, interfases naturales y otras aplicaciones. / Accurate gathering of phenotypic information is a key aspect in several subject matters, including biometric identification, biomedical analysis, bioanthropology studies, forensics, and many other. Automatic identification of anatomical structures of biometric interest, such as fingerprints, iris patterns, or facial traits, are extensively used in applications like access control, anthropological research, and surveillance, all having in common the drawback of requiring intrusive means for acquiring the required information. In this thesis we present a new method, based on two well established methodologies, Geometric Morphometrics and Deep Learning algorithms, for automatic phenotype detection and feature extraction in the form of 2D and 3D landmarks. A convolutional neural network was trained with a set of manually landmarked examples. The trained network is able to provide morphometric landmarks on images automatically, with a performance that matches human assisted landmarking. The ability to perform in the open (i.e., in images or video taken with no specific acquisition preparation). The feasibility of using landmarks as feature vectors for different classifications tasks is explored in a novel spectrum of biometrics, video games, and natural user interfaces applications.

El presente trabajo consiste en la formación de imágenes que permitan detectar tempranamente los tumores mamarios. Para ello, se hará uso de un sistema de recolección de datos físico, haciendo uso de la tecnología microondas por medio de antenas y un equipo Analizador de Redes Vectoriales (VNA). Estos datos serán procesados con algoritmos computacionales para lo obtención de las imágenes. El primer capítulo presenta una descripción del marco problemático actual, donde se considera tanto la incidencia como la mortalidad por cáncer de mama en relación con la importancia de la detección temprana. Luego, se hace una mención breve sobre alguna de las tecnologías actuales que se encuentran destinadas a la imagenología de la mama, lo cual brinda una visión de en qué campos puede desenvolverse la presente investigación y los parámetros a evaluar que se contemplan para una útil formación de imágenes. Por último, con todo lo anterior se plantea la justificación y los objetivos de estas tesis. En el segundo capítulo se expone qué son las propiedades dieléctricas y cómo es que las propiedades de los componentes de una mama brindan información suficiente para la formación de imágenes en base a tecnología microondas. Además, se mencionan las distintas técnicas microondas para formación de imágenes y se logra enfatizar en las basadas en radar, ya que estas competen a la aplicación en este trabajo. Finalmente, se explica brevemente lo que son los parámetros de dispersión, datos base de información para el procesamiento que son brindados por el equipo VNA. El tercer capítulo consiste en el planteamiento de distintos puntos requeridos para el sistema final. Por un lado, se plantea el desarrollo del fantoma de pruebas que simula las propiedades eléctricas de una mama, para lo cual se emplea una técnica basada en cavidades resonantes que permite medir la permitividad de los materiales a usar. Esta medición de permitividad permite comprobar si los valores de los materiales corresponden a los esperados. Por otro lado, se describen dos sistemas para formación de imágenes basados en radar: Confocal y Holográfico. Para ello, se considera el mecanismo de sus algoritmos, los requerimientos para la recolección de pruebas experimentales y, finalmente, las pruebas de factibilidad de estos en la detección de objetos. Las imágenes obtenidas permiten comparar ambos métodos. Además, se realiza una prueba adicional de distribución espacial de antenas para el sistema holográfico, buscando distinguir la distribución con mejores resultados.

Las equimosis poseen un extraordinario interés médico – legal, ya que proporcionan los más valiosos indicios para la reconstrucción de la violencia en los que se produjeron. Tradicionalmente, los médicos de acuerdo a su experiencia utilizan la evaluación visual para determinar la edad de la equimosis, pero esta técnica ha sido sustancialmente subjetiva y ha demostrado ser inexacta y poco fiable. El propósito de este estudio es desarrollar un sistema inteligente que incorpore el procesamiento de imágenes utilizando la técnica RGB de la metodología de colorimetría con el objetivo de obtener el píxel promedio de la zona indurada de la equimosis y una red Perceptrón Multicapa que tiene como variables de entrada el color promedio de la zona indurada obtenido por el procesamiento de imágenes, el color de piel, edad y sexo del lesionado, la presencia de tejido laxo, tejido óseo y tejido vascular, así como también la temperatura ambiental; las cuales han sido cuidadosamente seleccionadas con la finalidad de obtener una mayor precisión en la datación de equimosis. El procesamiento de imágenes se implementó en el lenguaje de programación Java, el cual tiene por finalidad obtener el promedio de los pixeles RGB más influyentes de la zona indurada de la equimosis. Así mismo, la fase de aprendizaje y validación de la red Perceptrón Multicapa se realizó con la herramienta matemática MATLAB, utilizando el algoritmo backpropagation que brindó una taza de error de 1.26% y 1.37% respectivamente. En consecuencia, el sistema inteligente propuesto en esta tesis genera una mayor precisión en la datación de equimosis en comparación al 80% de inexactitud de los diagnósticos de los médicos legales. Palabras clave: datación de equimosis, procesamiento de imágenes, backpropagation. / The ecchymosis has a special medical - legal interest, as these provide the most valuable clues for the reconstruction of violence in which they occurred. Traditionally, doctors according to their experience using visual assessment to determine the age of ecchymosis, but this technique has been substantially subjective and has proven to be inaccurate and unreliable. The purpose of this thesis is to develop an intelligent system that incorporates image processing technique using the RGB colorimetric methodology in order to obtain the average pixel of indurated area of ecchymosis and a multilayer perceptron network whose input variables the average color of the indurated area obtained by images processing, color, age and sex of the injured, the presence of loose tissue, bone tissue and vascular tissue, as well as the ambient temperature, which have been carefully selected in order to obtain a more accurate dating of ecchymosis. The image processing is implemented in the Java programming language, which aims to obtain the average of the RGB pixels most influential of indurated area of ecchymosis. Also, the learning and validation phase of the multilayer perceptron network was performed with the mathematical tool MATLAB, using the backpropagation algorithm which provided an error rate of 1.26% and 1.37%, respectively. In consequence, the intelligent system proposed in this thesis generates a more precise dating ecchymosis compared to 80% of incorrect medical diagnoses. Keywords: Dating of ecchymosis, Image processing, Backpropagation.

En el presente trabajo se ha diseñado una red LTE escalable que permite la transmisión de video IP en tiempo real. Este diseño ha sido desarrollado de acuerdo con el estándar 3GPP y está orientado a optimizar los servicios de video vigilancia asociados a la seguridad ciudadana del distrito de San Juan Bautista, provincia de Maynas, departamento de Loreto. Actualmente las redes móviles en el distrito están limitadas a las periferias de la carretera Iquitos-Nauta y a las zonas públicas del aeropuerto internacional Francisco Secada Vignetta. El diseño propuesto contempla el despliegue de 6 eNodosb y un núcleo LTE. Finalmente, la solución proporciona cobertura al 100% de la zona poblada del distrito ofreciendo tasas de datos de 57.6 Mbps para tráfico de subida y 356 Mbps para tráfico de bajada / This document is about the design of scalable LTE network that allows the transmisión of real time IP video. The design has been made according the guidelines of the 3GPP standard and is oriented to the video surveillance services optimization, as part of the citizen security efforts in the distritct of San Juan Bautista, Maynas province in Loreto department. Actually, the mobile networks in the district have a limited footprint restricted to the sorrounding zone of the Iquitos-Nauta highway and the public areas at the Francisco Secada Vignetta international airport. The proposed design’s scope includes the deployment of 6 eNodesb and a LTE core. The solution offers a geographic coverage of 100% of the inhabited area with throughput rates of 57.6 Mbps for uplink and 356 Mbps for downlink. / Tesis

La presente Tesis Doctoral se orienta en el estudio e investigación de la extensión de las operaciones morfológicas a imágenes en color. El campo de aplicación concreto se centra en las transformaciones geodésicas vectoriales. Para la extensión del procesamiento morfológico a imágenes en color se realiza un estudio de las diferentes estrategias de ordenación vectorial y su interacción con la familia de espacios HSI. Se presentan diferentes métodos de orden y se muestra como la ordenación lexicográfica se adapta perfectamente al mapa de valores HSI. Se desarrolla un nuevo método de ordenación vectorial, basado en el concepto lexicográfico, que permite flexibilizar la rigidez del método de orden anterior y lograr así una transición entre diferentes orientaciones del retículo (intensidad o matiz). En la adecuación de la familia de espacios cromáticos HSI para procesamiento de imágenes se trata la indefinición del matiz. En particular, se desarrolla un algoritmo que, en base a un umbral de saturaciones, decide el cambio de prioridades en la ordenación lexicográfica cuando el matiz no sea significativo. En relación a las transformaciones geodésicas, se analizan minuciosamente los aspectos teóricos de las operaciones geodésicas implementadas en mapas cromáticos vectoriales. Asimismo, se comprueba el cumplimento de sus propiedades gracias al mantenimiento de un mismo criterio de orden vectorial en todas las operaciones, tanto morfológicas, como de minimización o maximización de funciones. La eficiencia de estas operaciones se ha comprobado en aplicaciones de segmentación, eliminación de brillos o atenuación de ruido. / This Doctoral Thesis focuses on the research and study of the extension of morphological operations to colour images. The field of its precise application is vectorial geodesic transformations. For the extension of morphological processing to colour images, a study of the vectorial ordering of strategies and their interaction with the HSI family spaces is carried out. Different methods of ordering are presented and the way the lexicographical ordering is adapted perfectly to the map of HSI values is shown. A new method of vectorial ordering is developed, based on the lexicographical concept, which affords a flexibility of this rigid method of ordering, thus achieving a transition between different orientations of the lattice (intensity or hue). In the adaptation of the family of HSI chromatic spaces for the processing of images, the undefined hue is studied. In particular, we develop un algorithm which, based on a saturation threshold, decides on the change in priority in the lexicographical ordering when the hue is not significant. Regarding the geodesic transformations, the theoretical aspects of the geodesic operations implemented in vectorial chromatic maps are analized in detail. Likewise, the goodness of their properties is proven, thanks to the maintaining of a single vectorial order criterion in all of the operations, not only morphological, but the minimization or maximization of functions as well. The efficiency of these operations has been proven in segmentation applications, the elimination of brigthness or the reduction of noise.