The minimum variance (MV) beamformer is an adaptive beamforming method that has the potential to enhance the resolution and contrast of ultrasound images. Although the sensitivity of the MV beamformer to steering vector errors and array calibration errors is well-documented in other fields, in ultrasound it has been tested only under gross sound speed errors. Several robust MV beamformers have been proposed, but have mainly reported robustness only in the presence of sound speed mismatches. Additionally the impact of PAC methods in mitigating the effects of phase aberration in MV beamformed images has not been observed Accordingly, this thesis report consists on two parts. On the first part, a more complete analysis of the effects of different types of aberrators on conventional MV beamforming and on a robust MV beamformer from the literature (Eigenspace-based Minimum Variance (ESMV) beamformer) is carried out, and the effects of three PAC algorithms and their impact on the performance of the MV beamformer are analyzed (MV-PC). The comparison is carried out on Field II simulations and phantom experiments with electronic aberration and tissue aberrators. We conclude that the sensitivity to speed of sound errors and aberration limit the use of the MV beamformer in clinical applications, and that the effect of aberration is stronger than previously reported in the literature. Additionally it is shown that under moderate and strong aberrating conditions, MV-PC is a preferable option to ESMV. On the second part, we propose a new, locally-adaptive, phase aberration correction method (LAPAC) able to improve both DAS and MV beamformers that integrates aberration correction for each point in the image domain into the formulation of the MV beamformer. The new method is tested using fullwave simulations of models of human abdominal wall, experiments with tissue aberrators, and in vivo carotid images. The LAPAC method is compared with conventional phase aberration correction with delay-and-sum beamforming (DAS-PC) and MV-PC. The proposed method showed between 1-4 dB higher contrast than DAS-PC and MV-PC in all cases, and LAPAC-MV showed better performance than LAPAC-DAS. We conclude that LAPAC may be a viable option to enhance ultrasound image quality of both DAS and MV in the presence of clinically-relevant aberrating conditions. / Tesis

En los campos agrícolas, las aves son un gran problema para los agricultores ya que estas se alimentan de los sembradíos y de las cosechas, ocasionando grandes pérdidas económicas. Asimismo, las plantaciones dan un lugar ideal para que las aves se multipliquen y así puedan ocasionar enfermedades a los animales de granja y corral. Las aves no sólo afectan a las zonas agrícolas, también a las urbanas, por ejemplo, las palomas se alimentan de los desperdicios y de alimentos que encuentran en la ciudad, anidando en casi cualquier lugar como templos, fachadas, entre otros. Se espera que el espantapájaros electrónico ayude a resolver el problema de las aves, ya que al tener un sistema automático para el ahuyentamiento de aves esta puede ser más eficiente que los sistemas tradicionales. Además que se puede modificar la estrategia de ahuyentamiento mediante programación. Actualmente, la universidad ha desarrollado una tesis con un primer modelo de espantapájaros. Con esta tesis se pretende mejorar la etapa de generación de sonido necesario para el espantapájaros. El sistema de audio es una etapa importante. El objetivo de la tesis es diseñar el diagrama esquemático de un sistema de audio para el espantapájaros, sistema que sea pequeño, necesite poca energía y reproduzca las señales almacenadas de sonido. Con esto se espera que los impactos sean favorables para el campo y las ciudades, dependiendo donde sea aplicado, elevaría la productividad del agricultor y uno de los aspectos más importantes es que no elimina a las aves sino que solo las asusta con sonidos específicos para ese fin. / Tesis

Esta investigación intenta mejorar el porcentaje de aciertos de un sistema de reconocimiento ante la presencia de ruido, y por tal motivo se va a intentar controlar un equipo de sonido marca Panasonic y modelo SC-AK45 con control remoto modelo EUR644853, del cual se tomarán algunas de las funciones para el control mediante la voz. / Tesis

El trabajo desarrollado en la presente tesis consiste en diseñar e implementar un sistema de beamforming utilizando una Matriz de Butler compacta para las bandas AWS y PCS 1900 MHz, que son usadas en Perú para desplegar redes de comunicación móvil 4G y 3G. El primer capítulo presenta una descripción del marco problemático actual sobre la importancia del uso de los sistemas de beamforming. Luego, se señala la hipótesis planteada cuando se inició el desarrollo de la tesis. Posteriormente, se definen los conceptos teóricos para poder entender el funcionamiento y problemática de los sistemas de beamforming. Finalmente, se muestra el estado del arte con las últimas aplicaciones de las Matrices de Butler como redes de beamforming. En el segundo capítulo se exponen los objetivos y requerimientos de operación del sistema de beamforming, y las razones del uso de la Matriz de Butler como sistema de beamforming. Luego, se discute sobre los componentes individuales que forman a la Matriz de Butler y los modelos de implementación elegidos para cada uno de ellos. El tercer capítulo consiste en el diseño e implementación de la Matriz de Butler. Primero, se expone el proceso de optimización de los componentes individuales. Segundo, se muestra el proceso de diseño e implementación de la Matriz de Butler. Finalmente, se explica el diseño e implementación de las antenas impresas elegidas para ser usadas en el arreglo de antenas que será alimentado por la Matriz de Butler. El cuarto capítulo comienza explicando las técnicas posibles y la metodología usada para la medición de los patrones de radiación generados por las antenas al usar a la Matriz de Butler como red de beamforming. Luego, se muestran los resultados finales obtenidos y se culmina con la discusión sobre la funcionalidad de la Matriz de Butler como sistema de beamforming. Por último, se presentan las conclusiones y recomendaciones a las que se llegó después de terminar la presente tesis. / Tesis

En este trabajo de tesis se presenta el análisis y la comparación de un conjunto de estructuras de linealización de transconductores. Los transconductores son circuitos utilizados en la implementación de filtros integrados analógicos que reemplazan a los resistores los cuales ocupan demasiada área dentro del circuito integrado. En el caso de la adquisición de señales ECG, se requieren de filtros que trabajen en bandas en el orden de mHz a cientos de Hz y eso implica que los valores de transconductancia se encuentren en el orden de los pS a nS. Obtener estos valores de transconductancia manteniendo un rango lineal adecuado representa un gran desafío para el diseñador de este tipo de bloques analógicos, siendo necesario emplear alguna estructura de linealización. Sin embargo, se debe realizar un análisis cuidadoso del efecto de estas estructuras en parámetros como ruido y offset. Un punto importante en esta tesis es el desarrollo de ecuaciones que modelan el comportamiento eléctrico de las estructuras de linealización. Estas permiten obtener de manera rápida y efectiva un amplio panorama de los principales compromisos entre los parámetros de desempeño: transconductancia, rango lineal, ruido, consumo de corriente y offset. Cabe mencionar que estas ecuaciones fueron obtenidas utilizando el modelo matemático ACM (Advanced Compact Mosfet Model) del transistor MOS. Este modelo es válido en todas la regiones de operación del transistor y en todos los niveles de inversión, es decir, utilizando una única ecuación se puede modelar el comportamiento del transistor en todas las condiciones. Debido a esto, las ecuaciones desarrolladas en esta tesis para las arquitecturas de linealización son válidas para todas las condiciones de polarización de los transistores, lo cual representa un aporte importante del presente trabajo. Se realizó el análisis de tres estructuras de linealización: par diferencial con resistencias de degeneración, estructura propuesta por Krummenacher y Joehl [1] y la estructura propuesta por Silva Martinez [2]. La especificación de diseño fue que el rango lineal sea el máximo posible para una transconductancia de 10nS y una desviación estándar del offset menor a 5mV. El proceso de fabricación considerado para el diseño tiene 0,35μm como mínima longitud de canal. / Tesis

En la actualidad, unos de los problemas que tienen las empresas arenadoras de vidrio, es la poca disponibilidad de repuestos, en el mercado local, en caso de avería del sistema de control de sus equipos. Este hecho impacta directamente en la producción y en la rentabilidad de la empresa. Si bien existen varios modelos y tipos de máquinas de arenado que cumplen técnicamente con los requisitos necesarios para realizar el proceso de arenado de vidrio eficientemente. Es la parte económica y el tiempo de adquisición son las principales razones que dificultan la adquisición e importación de los mismos. En algunos casos podría tomar hasta 60 días que implicaría una pérdida del 30 % de la utilidad anual esperada. Considerando que sólo el sistema de control de fábrica falle una vez, pero si este problema es recurrente las consecuencias para el negocio pueden ser más graves. Por ello, el presente proyecto, busca implementar un sistema de control alternativo que sea capaz de funcionar de similar o de mejor manera que el sistema de control de fábrica El costo de producción del sistema alternativo es altamente competitivo a diferencia del costo de compra e importación de un nuevo sistema de control de fábrica, el cual puede significar hasta el 60% del costo de una máquina nueva. El costo del sistema del control propuesto significa menos del 10% del costo de un sistema de control de un proveedor local incluyendo los gastos de importación. / Currently, one of the problems that have glassblower companies, is the limited availability of spare parts, in the local market, in case of failure of the control system of their equipment. This fact directly impacts the production and profitability of the company. Although there are several models and types of sandblasting machines that technically comply with the necessary requirements to perform the process of glass sandblasting efficiently. It is the economic part that hinders the acquisition and importation of them. In some cases it could take up to 60 days which would imply a loss of 30% of the expected annual profit. Whereas only the factory control system fails once, but if this problem is recurrent the consequences for the business can be more serious. Therefore, the present project seeks to implement an alternative control system that is capable of functioning similarly or better than the factory control system. The production cost of the alternative system is highly competitive, unlike the cost of purchase and import of a new factory control system, which can mean up to 60% of the cost of a new machine. The cost of the proposed control system means less than 10% of the cost of a control system of a local supplier including import costs. / Tesis

La electroencefalografía (EEG) es una técnica no invasiva que sirve para caracterizar la actividad eléctrica del cerebro. En la actualidad existe un creciente interés en el desarrollo de técnicas digitales de procesamiento para interpretar dichas señales, estas técnicas consisten en transformar la información contenida en las señales de EEG en datos numéricos y/o gráficos que faciliten su análisis y sistematización. El objetivo de la presente tesis es el estudio y la aplicación de diferentes técnicas de procesamiento de EEG a casos típicos como la detección no supervisada de ritmos cerebrales, de potenciales relacionados a la ejecución de movimientos y crisis epilépticas. Para el procesamiento de las señales de EEG se utilizaron las técnicas de Transformada de Fourier, procesamientos tiempo-frecuencia como la Transformada de Gabor y la Transformada Wavelet, y diferentes mediciones de la entropía de la señal, como la entropía dependiente del tiempo, la entropía espectral y la entropía multirresolución.

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / El presente trabajo estudia las características sísmicas del norte de Chile y la factibilidad de implementar un sistema de alerta temprana. La región de estudio se ubica alrededor de la ciudad de Iquique, zona localizada dentro de una laguna sísmica que no presenta un terremoto importante desde 1877 (Mw 8.8). Esta tesis se divide en dos objetivos principales: el análisis de la sismicidad reciente ocurrida en la zona y la determinación de parámetros de alerta temprana de terremotos. Para esto se utilizan registros provenientes de una red sismológica temporal desplegada en la región con una alta densidad de estaciones. Con estos datos se obtuvieron hipocentros, magnitudes (Ml y Mw) y un subconjunto de mecanismos focales para un total de 366 eventos registrados por 27 estaciones en el periodo comprendido entre Enero de 2011 y Mayo de 2013. Un 87% de los eventos analizados presenta profundidades por sobre 60 km, lo que muestra el predominio de terremotos intraplaca de profundidad intermedia en la zona. Sus mecanismos reflejan un cambio norte-sur desde un régimen extensivo a uno localmente compresivo alrededor de los 21.5° S, latitud que coincide con una variación en la profundidad de este tipo de eventos, situación que podría reflejar una perturbación local en la geometría de la placa subductada. Los parámetros de alerta temprana son obtenidos a partir de porciones iniciales de la fase P para registros desde magnitudes Mw 4.0 determinadas en este estudio, en conjunto con 13 eventos de magnitudes Mw sobre 6.0 ocurridos dentro y alrededor de la zona de estudio. Estos corresponden al periodo característico (Tc), el pick de desplazamiento (PD), el pick de velocidad (PV) y la integral de la velocidad al cuadrado (IV2), para los cuales es evaluada su correlación con la magnitud final Mw obtenida. El escalamiento entre la magnitud y los parámetros basados en la amplitud y la energía liberada muestran mejores resultados que aquellos basados en el contenido de frecuencia de la señal. En el marco de una posible implementación de un sistema de alerta temprana para el cálculo de la magnitud en tiempo real en el norte de Chile, es el pick de desplazamiento (PD) el que muestra la mejor correlación con la magnitud, cuya precisión va mejorando cuando se aumenta la ventana de observación en los primeros segundos de llegada de la onda P.

Propone el desarrollo de un prototipo de estetoscopio digital con el objetivo de innovar la manera en la que los estudiantes de medicina aprenden a usar el estetoscopio tradicional, es decir a auscultar a un paciente. Para ello este trabajo se centra en el estudio del estetoscopio tradicional y en el de las señales acústicas que este proporciona. El primer paso que se debe realizar es el de la adquisición de la señal acústica que proporciona el estetoscopio, para ello se utiliza un micrófono que transforma esta señal en analógica. Luego, este micrófono es conectado a la entrada de audio de un Smarthphone o Tablet con la finalidad de digitalizar la señal y poder acentuar las bandas de frecuencias de los sonidos del corazón, pulmón y abdomen. Con las bandas de frecuencias acentuadas, se procede a enviar la señal vía WiFi a los alumnos que estén conectados dentro de la misma red del profesor logrando así que la señal se escuche en tiempo real. Con la finalidad de poder validar los resultados del prototipo, se realizaron pruebas en distintos hospitales, contando con la ayuda de doctores. Donde, conocieron los beneficios de la señal con y sin filtrar, y los beneficios que también se tiene al guardar el sonido para un posterior estudio del mismo. Los resultados obtenidos pudieron demostrar que el prototipo tiene una calidad de audio de igual o mayor calidad que el estetoscopio tradicional. Asimismo, se comprobó que los filtros eran ´útiles, ya que los doctores se pueden centrar en escuchar el ´órgano del paciente que se está auscultando, sin interferencia de los aledaños.

El presente proyecto tiene como objetivo principal diseñar e implementar un generador de efectos de audio en la tarjeta XUP Virtex-II PRO, fabricada por Digilent Inc. en conjunto con Xilinx. El proyecto involucró tres fases de desarrollo: aprendizaje de la arquitectura, lenguaje (VHDL) y herramientas para configurar el FPGA, diseño del sistema embebido (arquitectura y efectos como periféricos) e implementación del sistema sobre la tarjeta. La parte del aprendizaje de la arquitectura es fundamental en este proyecto de tesis. Uno de los primeros capítulos cubre perfectamente esta parte. Allí se explica, en detalle, cada uno de los diferentes elementos del FPGA Virtex-II PRO. Asimismo, se ha dedicado un capítulo entero para explicar a detalle las diferentes herramientas que Xilinx ofrece para diseñar e implementar proyectos, especialmente, los de sistemas embebidos. La aplicación del lenguaje VHDL es también presentada. / Tesis