La información relacionada con los procesos geomorfológicos y dinámicos de la costa es de fundamental importancia en estudios científicos y ambientales necesarios para establecer políticas de gestión costera. Las playas son ambientes inestables que presentan cambios continuos debido a diferentes fenómenos. También las personas, a través de diferentes mecanismos, ejercen un efecto sobre estos ambientes. Los mismos deben ser estudiados en períodos continuos, para lo cual es útil disponer de información generada automáticamente sin necesidad de recolectarla in situ. Si bien el procesamiento digital de imágenes es relativamente nuevo en monitoreo costero, su aplicación en otras disciplinas demuestra las ventajas de su utilización, favorecida por el avance tecnológico en las herramientas de procesamiento. El objetivo general de esta investigación es desarrollar nuevas técnicas y metodologías para la extracción de características de la playa basadas en procesamiento digital de imágenes factibles de ser integradas en un sistema visual de monitoreo costero. En primera instancia se desarrolló una metodología para la adquisición de información a partir de la captura de videos que permite almacenar datos de la playa durante un período específico. El principal resultado de este desarrollo es la obtención de información cualitativa del estado de la playa en forma automática, mediante la generación de una imagen media y de varianza. A partir de ella se pueden distinguir y documentar algunas características de la playa. Luego se implementaron las herramientas para la extracción y medición de la línea de ribera en imágenes medias. En primer lugar, la diferenciación de zonas de agua y tierra es posible mediante un algoritmo de clasificación a partir de un conjunto de patrones representativos de cada una de ellas. Seguidamente se realizó la medición de la longitud de la línea de ribera. Otro de los resultados obtenidos comprendió la clasificación de zonas de la playa. El método empleado se basa en la elección de grupos de píxeles prototipos que sirven como modelo de cada una de las zonas. Además de la clasificación, se logró obtener las mediciones de las áreas y perfiles de cada zona, tanto en forma porcentual en el plano de la imagen como en forma cuantitativa en unidades reales sobre el terreno. El algoritmo trabaja bajo diferentes condiciones meteorológicas y técnicas. En este sentido, el método desarrollado representa un avance importante en la detección y medición automática de zonas de playa. Por otro lado, se abordó la estimación de la cantidad de personas en la playa. Inicialmente se trabajó sobre imágenes medias, en las cuales únicamente se pueden observar aquellos usuarios que permanecieron en ubicaciones fijas durante el tiempo de grabación. Debido al interés actual sobre la detección de personas en zonas costeras se trabajó sobre imágenes instantáneas de cámaras de alta resolución, provistas por cortesía del proyecto HORUS obteniéndose resultados significativos sobre la información de ocupación de los usuarios en la playa como así también su desplazamiento en la misma. En la etapa final de la tesis, la información obtenida mediante técnicas de procesamiento digital de imágenes fue integrada en un Sistema de Información Geográfico. Sobre dicho sistema se present´o un ejemplo de aplicaci´on de las metodolog´ıas para la generaci´on de modelos del comportamiento de la playa. De esta manera, las caracter´ısticas extra´ıdas a partir de im´agenes pueden ser georreferenciadas, almacenadas en una base de datos o comparadas con informaci´on proveniente de otras fuentes. A modo global, se concluy´o la generaci´on de herramientas basadas en visi´on por computadora que permiten el an´alisis cualitativo y la medici´on cuantitativa de diversas caracter´ısticas de la playa. / Geomorphological and dynamic information of coastal processes is very important in scientific and environmental studies and also for coastal management policies. Beaches are unstable environments, which have continuous changes due to different phenomena. Also, people through diverse mechanisms have a significant effect. The assessment of changes in these environments should be studied continuously and for long periods. For this reason, it is useful to have information that is generated automatically. While digital image processing is relatively new in coastal monitoring applications, the advantages of its use has been largely taken in other disciplines, geared by technological advances in processing tools. The objective of this dissertation is to develop new techniques and methodologies for feature extraction and recognition in digital images and videos from beach environments, and to integrate those tools into a video-based coastal monitoring system. First, a methodology was developed for video capture that allows storing data from the beach during a specific period. The main result of this development is to obtain qualitative information, for instance, the mean and variance image, of the state of the beach in an automatically way. Then, tools for automatic extraction and measurement of shoreline in mean images were implemented. The differentiation of land and water areas was possible using a classification algorithm from a set of patterns. Based on this technique, the length of the shoreline was measured automatically. Another results involved the classification of the zones of the beach. The method is based on the choice of prototypes pixel groups of each zone. Furthermore, it was possible to obtain measurements of areas and profiles for each zone. The algorithm works in different weather and operational conditions. For this reason, the method represents a significant advance in the automatic detection and measurement of beach zones. Furthermore, algorithms for estimating the number of people on the beach was estimated were developed. Initially, the method was applied on mean images in which only those users that remained at a fixed location during the recording time can be analyzed. Also, the algorithm was tested using high-resolution cameras, provided by the HORUS project. In the final stage of this dissertation, the information obtained through techniques of digital image processing was integrated into a Geographic Information System. An example of an application of methodologies for the generation of behavioral models from the beach was implemented in the GIS. Thus, the extracted features from the images can be geo-referenced, stored in a database and compared with information from other sources. This thesis concluded with the generation of tools based in computer vision that allows a qualitative analysis and a quantitative measurement of diverse characteristics of the beach.

Las planicies de marea del estuario de Bahía Blanca se caracterizan por tener una amplia presencia de accidentes geográficos (cursos de marea y cuencos de agua) de diversos tamaños, formas y orientaciones. El estudio del origen de los mismos, su permanencia y los mecanismos de erosi ón durante la evolución de estos accidentes es importante para determinar futuros procesos dinámicos en el humedal costero. Sin embargo, el acceso directo para el monitoreo de estas regiones no es fácil, tiene un costo prohibitivo, no siempre es posible el acceso condicionado por las mareas y es ambientalmente dañino. El procesamiento digital de imágenes (PDI) de sensado remoto es una alternativa natural ante esta situación, dado que es una herramienta no invasiva para la extracción de datos cualitativos y cuantitativos sin alterar el estado natural del objeto bajo estudio. La presente tesis tiene como objetivo principal desarrollar e implementar nuevas técnicas y metodologías de PDI que conformen la arquitectura de una aplicación que permita extraer la información necesaria y suficiente de los accidentes geográficos para que posteriormente, el experto pueda analizar y modelar la geomorfología de los mismos. La metodología desarrollada está compuesta por diferentes etapas de procesamiento, entre ellas la segmentación (identificación), medición, extracción de parámetros morfológicos (descriptores de forma) y la clasificación automática de los accidentes de interés. En primera instancia, se caracterizó el tipo de ambiente y se seleccionaron 13 zonas del estuario para ser analizadas. Las mismas son representativas de la diversidad de cuencos y cursos de marea existentes en las planicies. En cada zona de estudio se aplicaron las distintas etapas del procesamiento y se discriminaron los objetos de interés. Seguidamente, se analizó su morfología individual en detalle. En este sentido, un conjunto de datos es obtenido para el análisis morfológico y, además es usado para definir las ecuaciones de un modelo estadístico de regresión, el cual permite diferenciar automáticamente los cuencos de agua y cursos de marea. En principio, el clasificador se testeó en un conjunto de zonas usadas para su entrenamiento y posteriormente se usaron las restantes zonas como conjunto de validación. El desempeño del clasificador se evaluó de dos formas distintas, visual y cuantitativamente. El propósito fue determinar la variabilidad de los resultados según la apreciación del evaluador experto (supervisada) y la predicha por el clasificador (automática). En todos los casos se identificaron y clasificaron automáticamente los diferentes accidentes geográficos con una precisión superior al 86 %. Los resultados demuestran que es posible identificar y clasificar en forma automática los accidentes geográficos de formas complejas, como los cuencos de agua y cursos de marea a partir de imágenes de sensado remoto, en este caso particular, imágenes de Google Earth. Inclusive, la metodología puede ser aplicada en otras regiones de humedales costeros y con otros tipos de imágenes de sensado remoto. / Tidal flats of the Bahía Blanca Estuary, generally exhibit ponds of diverse size, shape and orientation. The study of the origin, stability and erosive mechanisms during the evolution of these geographic features are important to determine dynamic processes in coastal wetlands. However, direct monitoring access to the locations is hard and expensive, not always feasible, and environmentally damaging. Remote sensing images may represent a natural alternative for this situation, since it is a noninvasive tool for qualitative and quantitative data extraction without altering the natural state of the object under study. The main aim of this thesis is to introduce and develop new techniques and DIP methodologies that integrate a framework application. In this sense, the expert is able to analyze the data set obtained. The methodology consists in different processing stages like segmentation, measurement, shape descriptors extraction and the automatic classification of geographic features. First, we characterize the environment type and 13 zones were selected to study. These zones are representative of ponds and tidal courses in tidal flats. The different processing stages were applied for each zone and geographic features were indentified. Then, the individual morphology in detail was analyzed. A data set for morphological analysis was provided and used to define the classifier model equations, which allow to automatically discriminate ponds against tidal courses. The classifier were tested in the training zones and then other zones were used to validate the performance of the classifier. To determine the variability of the results , supervise classification was compared against automatic classification. In all cases, it was possible to identify and automatically classify different geographic features with an accuracy higher than 86%. These results highlight the feasibility of using freely available Google Earth imagery for the automatic identification and classification of complex geographical features, as ponds and tidal courses. In addition, the methodology presented here could be applied in other wetlands of the world and to other remote sensing imagery.

Esta tesis propone el uso de procesamiento digital de imágenes para el control de clasificación, a través de redes neuronales, en un sistema de llenado automático de botellas. Las imágenes de las tres botellas fueron capturadas por una cámara web, dichas imágenes a través de algoritmos de MatLab pasaron a escala de grises y fueron almacenadas en una matriz de 20x20 que sirven como entrada a la red neuronal. Luego, la PC envió la información al sistema de control indicando el tipo de botella. De acuerdo a la información recibida el sistema de control activo el motor de la banda transportadora para hacer avanzar la botella hacia las estaciones de llenado, desecho, enchapado y selección. En la estación de llenado, el sistema de control activó los motores de llenado de acuerdo al tipo de botella. Si el llenado es muy alto o insuficiente, la base circular lleva a la botella a la posición de desecho. Si el llenado es el correcto, la base circular desplaza a la botella hacia la fase de clasificación. Se realizaron diferentes pruebas en el entrenamiento de la red neuronal en lo que respecta el número de iteraciones, donde se vio que 7000 iteraciones permiten que el reconocimiento sea eficiente. También para determinar la eficacia del llenado, se obtuvo que dos de cada diez botellas fueron rechazadas por mal llenado. En lo que respecta la productividad, con este sistema en media hora se puede tener hasta 38 botellas y en 8 horas hasta 608.

Solicitud de envío manuscrito de artículo científico. / Solicitud de envío manuscrito de artículo científico. / El presente proyecto de tesis propone el desarrollo de un sistema portátil de detección de billetes falsos de 50, 100 y 200 soles de diagnóstico automático basado en procesamiento digital de imágenes e implementado en un computador de placa reducida. En la actualidad, las técnicas de falsificación de billetes que se usan en el Perú son capaces de burlar a los sistemas de detección tradicionales. El sistema propuesto se basa en una detección más eficiente ya que enfoca la adquisición y segmentación de imagen en los patrones calcográficos de marcas de alto relieve. Para optimizar este proceso, se hace uso de una cámara, una lente y un recinto portable. Al resultado se le aplican filtros de repujado, de sobel, de erosión y de dilatación sucesivamente, para resaltar las características distintivas de los billetes legítimos. Finalmente, se usan Máquinas de Soporte Vectorial para clasificar los billetes falsos y los verdaderos, de acuerdo al proceso de entrenamiento realizado para cada denominación. El resultado entregado permitirá que el algoritmo pueda discernir la legitimidad del billete e indicarlo en un display para el entendimiento de cualquier usuario. Asimismo, el computador va conectado a una base de datos para transmitir las estadísticas de billetes falsos detectados. Para la validación de la solución, se han procesado muestras de 278 billetes entre verdaderos y falsos de 50, 100 y 200 soles provistos por el BCRP, o Banco Central de Reserva del Perú. En estas pruebas se obtuvo un porcentaje precisión mayor al 97% para identificar billetes falsos. / The present thesis project proposes to design a portable system to detect 50, 100 and 200 soles counterfeit bills with automatic diagnosis based on digital image processing and implemented on a reduced plate computer. Nowadays, the current counterfeiting techniques for bills being used in Peru are capable of eluding the traditional detection systems. The system being proposed is based on a more efficient detection because the acquisition and image segmentation is being focused on the chalcographic patterns of high relief. To optimize this process, a camera, a lens and a portable enclosure are being used. Then, the system applies the embossing filter, the sobel filter, the erosion filter and the expansion filter successively, to emphasize the distinctive characteristics of the legitimate bills. Finally, Support Vector Machines are used to classify real and counterfeit bills, based on the training process performed for each denomination. The result delivered will allow the program to discern the legitimacy of the bill and show it on a display to ease the understandment by any user. Likewise, the computer is connected to a database in order to transmit the statistics of counterfeit bills detected. To validate the solution, samples of 278 bills, counterfeit and legal, of 50, 100 and 200 soles were processed. These were provided by the BCRP, the official organism of Peru in charge of coins and bills. In this tests, the results show a presicion of over 97% of counterfeited bills correctly identified. / Tesis

La presente investigación propone un dispositivo electrónico portátil que permite el diagnóstico rápido de enfermedades utilizando tiras rápidas o ensayos de flujo lateral (LFAs), el cual indica si el resultado es positivo, negativo o inválido, dichas tiras utilizan como muestra el suero de sangre. Actualmente existen soluciones similares con un costo muy elevado, por lo que en el Laboratorio de Biología Molecular del Instituto de Investigación de Enfermedades Infecciosas (IIEI) se realiza el diagnóstico por inspección visual; como consecuencia de la fatiga visual, se reduce la confiabilidad de los resultados proporcionados por los técnicos del laboratorio. En la literatura científica se propone como solución un equipo que requiere de una cámara de celular, iluminación con láser, el uso de algoritmos de visión artificial y de redes neuronales convolucionales. El presente equipo utiliza algoritmos computacionales de procesamiento digital de imágenes sobre una foto tomada por la cámara digital integrada, recorte del área de interés, construcción de histogramas y adquisición de descriptores de los componentes R, G y B de la imagen, que serán utilizados por una red neuronal multicapa. Dicho software se complementa con un hardware que incluye un computador de placa reducida, el cual emitirá el resultado a través de una pantalla táctil e interactiva. De acuerdo con lo obtenido al emplear el algoritmo, se consiguió un grado de acuerdo superior a 0.9, para esto se utilizó el índice de Kappa Cohen, coincidiendo mayormente los resultados emitidos por los técnicos de laboratorio con los obtenidos por la solución propuesta. / This dissertation proposes a portable electronic device that allows the rapid diagnosis of diseases using rapid immunochromatographic test or lateral flow assays (LFAs) which indicates whether the result is positive, negative, or invalid, these strips use blood serum as a sample. Nowadays there are similar solutions to which they have a very high cost, so the diagnosis is made by visual inspection at the Laboratorio de Biología Molecular del Instituto de Investigación de Enfermedades Infecciosas (IIEI); because of visual fatigue, the reliability of the results provided by laboratory technicians is reduced. In the scientific literature, the design of a device that requires a cell phone camera, laser lighting, the use of artificial vision algorithms and convolutional neural networks is proposed as a solution. This equipment uses computational algorithms for digital image processing on a photo taken by the integrated digital camera, such as trimming the area of ​​interest, constructing histograms and acquisition of descriptors of the R, G and B components of the image taken by the camera, which will be used by a multilayer neural network. This software is complemented by hardware that includes a reduced board computer, which will issue the results through an interactive touch screen. According to what was obtained when using the algorithm, a degree of agreement greater than 0.9 was achieved, for this the Kappa Cohen index was used, mostly coinciding with the results issued by the laboratory technicians with those obtained by the proposed solution. / Tesis

Concluypo enmbargo. / Solicitud de envío manuscrito de artículo científico. / El presente trabajo propone un dispositivo electrónico portátil que, acoplado a un microscopio óptico convencional, pueda capturar una imagen microscópica de la fibra óptica y emita un juicio si el conector se encuentra en un estado de limpieza aceptable o no. Asimismo, mediante reportes de trabajo y usando normas internacionales, evaluar los conectores para que formen parte de una base de datos histórica que aporte a los mantenimientos preventivos de una red. Si bien en la actualidad se tienen soluciones tecnológicas parecidas, estas tienen como gran desventaja el alto costo que implica adquirir uno de estos equipos, desanimando a los operadores optar por este importante equipo. Ingenierilmente, esta propuesta será posible mediante el desarrollo de un algoritmo que procese las imágenes capturadas con el uso de diversas herramientas de procesamiento de imágenes como la binarización, transformada de Hough, algoritmo de Canny, escala de grises y ecualización de imágenes, que, montado sobre un hardware basado en un computador de placa reducida, entregará una evaluación del conector de fibra óptica y un reporte descargable que sirve como documentación del trabajo realizado. Dentro de este contexto, los resultados obtenidos son favorables para una utilización en campo, para llegar a esto se tuvo como como variable de calidad el índice de Kappa Cohen, en el cual se demuestra la alta tasa de coincidencia entre las evaluaciones del equipo y la evaluación de ingenieros expertos. / The present work proposes a portable electronic device that, coupled with a conventional optical microscope, can capture a microscopic image of the optical fiber and emit a judgment if the connector is in an optimal cleaning state or not. Likewise, through reports and using international standards, evaluate the connectors so that can be part of a source of database that contributes to the preventive maintenance of a network. Although similar technological solutions are currently available, these have the great disadvantage of the high cost of acquiring one of this equipment, discouraging operators from opting for this important procedure. Engineeringfully, this proposal will be possible through the development of an algorithm that processes the captured images with the use of various image processing tools such as binarization, Hough transform, Canny algorithm, grayscale and image equalization, which, mounted on a hardware based on a reduced plate computer, it will provide an evaluation of the fiber optic connector and a downloadable report that serves as documentation of the work done. Within this context, the results obtained are favorable for a field use, to achieve this, the Kappa Cohen index was used as a quality variable, which demonstrates the high rate of coincidence between the evaluations of the equipment and the Evaluation of expert engineers. / Tesis

El presente trabajo de tesis propone el diseño de un sistema de diagnóstico de la calidad de piezas de melamina que mediante el procesamiento de imágenes y la aplicación de técnicas y herramientas de aprendizaje profundo mejorará considerablemente el proceso de control de calidad de una empresa procesadora de melamina. Para lograr el resultado esperado se realizaron un conjunto de actividades que incluyen principalmente la planificación del proyecto, el análisis del negocio y la elaboración de la propuesta de solución. La planificación del proyecto toma como base las prácticas incluidas en la Guía PMBOK®, 6ta edición; e incluye la elaboración de una serie de planes que permitieron gestionar distintos aspectos del proyecto como el alcance, cronograma, costos, riesgos, comunicaciones, entre otros. Por otro lado, para realizar el análisis de la situación actual de la empresa, se utilizó como referencia el marco de trabajo de Zachman, el cual permite analizar los procesos de negocio de la organización desde diferentes perspectivas e identificar los obstáculos que cada uno de los procesos enfrenta y que se buscan corregir con la presente propuesta de solución. Finalmente, para elaborar la propuesta de solución, se identificaron y priorizaron los drivers funcionales, no funcionales y de restricción. Las decisiones de diseño se toman sobre estos drivers y se documentan usando los diagramas del modelo C4. / This thesis work proposes the design of a diagnosis system for the quality of melamine parts that through image processing and the application of deep learning techniques and tools will considerably improve the quality control process of a melamine manufacturing company. To achieve the expected result, a set of activities was performed including primarily project planning, business analysis and development of the solution proposal. Project planning is based on the practices from PMBOK® Guide, 6th edition, and includes the development of a series of plans that allows the management of different aspects of the project such as scope, schedule, costs, risks, communications, among others. On the other hand, to analyze the company's current situation, the Zachman framework was used as a reference allowing for analysis of the organization's business processes from different perspectives and identification of the obstacles that each of the processes face and those that are sought to be corrected with this proposed solution. Finally, to prepare the proposed solution, functional, non-functional and restrictions drivers were identified and prioritized. Design decisions are made on these drivers and documented using the C4 model diagrams. / Tesis

El presente proyecto, propone la implementación de un algoritmo computacional de detección de equipos de protección personal (EPP) orientado a sistemas de vigilancia basados en Cámaras IP. El algoritmo propuesto realizará el monitoreo autónomo de los EPP de cabeza y manos, disminuyendo los riesgos laborales y cuidando la salud de los trabajadores que ejecuten las actividades. El sistema propuesto utiliza algoritmos de visión artificial para procesar las imágenes capturadas por las cámaras de video vigilancia de la empresa. En una primera etapa, se utiliza la red neuronal Open Pose para extraer las imágenes de brazos y cabeza de los trabajadores. Después, las imágenes son procesadas por redes neuronales convolucionales entrenadas para clasificar la existencia de los EPP mencionados. El sistema será aplicado a la realidad de la empresa Distribución Eléctrica S.A, donde se implementará un software que permita a los usuarios finales visualizar las alertas generadas por el algoritmo, así como recibir las alertas mediante su correo electrónico. Los resultados obtenidos por el sistema de clasificación serán evaluados utilizando métricas como la precisión, sensibilidad y especificidad. / This project proposes the implementation of a computational algorithm for the detection of personal protective equipment (PPE) oriented to surveillance systems based on IP cameras. The proposed algorithm carried out the autonomous monitoring of head and hand PPE, reducing occupational risks and taking care of the health of the workers who carry out the activities. The proposed system uses artificial vision algorithms to process the images captured by the company's video surveillance cameras. In a first stage, the Open Pose neural network is used to extract the images of the workers' arms and heads. The images are then processed by convolutional neural networks trained to classify the existence of the mentioned EPPs. The system will be applied to the reality of the company Distribución Eléctrica S.A, where a software will be implemented that allows end users to view the alerts generated by the algorithm, as well as receive the alerts through their email. The results obtained by the classification system will be evaluated using metrics such as precision, sensitivity, and specificity. / Tesis

El presente trabajo desarrolla un sistema automático que permite el conteo y medición de una población de alevines de tilapia gris. En la actualidad, existen muchos procesos encargados del cálculo de las dimensiones geométricas de los alevines que tienen una gran subjetividad y requieren mucho tiempo para ser ejecutados. Además, la extracción de los alevines fuera del agua puede causarles estrés, lo que podría llevarlos a la muerte. De esta manera, se busca erradicar la intervención manual, por lo que se elabora una estructura mecánica que sostiene una pecera y un recinto con iluminación y una segunda pecera transparente. Se realiza un traslado por muestras de alevines del primer al segundo recipiente, para ello se utilizan las rejillas controladas por motores para acercarlos o alejarlos del orificio de desfogue de la primera pecera. Asimismo, se utiliza una electroválvula neumática de bola, que funciona como compuerta que permite o deniega el paso de los alevines por la tubería de PVC. Luego, con los alevines en el recinto, se procede a ejecutar los algoritmos de conteo y medición de largo y ancho. Se obtuvieron resultados satisfactorios porque el sistema tiene una precisión del 98% en el conteo y del 90% en la medición de largo y ancho. Además, el tiempo para el cálculo de ambos parámetros se redujo en comparación con el proceso manual. / The present work develops an automatic system that allows the counting and the measuring of a population of gray tilapia fingerlings. Nowadays, there are many processes in charge of the calculation of the geometric dimensions of the fingerlings that have a great subjectivity and spend a lot of time. In addition, removing the fingerlings from the water can cause stress to them, which it could lead them to death. In this way, it seeks to eradicate the manual intervention, thus a mechanical structure is elaborated which holds a fish tank and an enclosure with illumination and a second transparent tank. A transfer by samples of fingerlings from the first to the second container is carried out, for this purpose the grids controlled by motors are used to bring them closer or move them away from the bleed orifice of the first container. Also, a ball pneumatic electrovalve is used, which works as a gate that allows or forbid the passage of the fingerlings through the PVC pipe. Then, with the fingerlings in the enclosure, it proceeds to execute the counting and measuring algorithms of length and width. Satisfactory results were obtained because it has an accuracy of 98% in counting and 90% in length and width measuring. Furthermore, the time for the calculation of both parameters were reduced in comparison to the manual process. / Tesis