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[en] CO-SITE DIGITAL MICROSCOPY AND ATOMIC ABSORPTION SPECTROSCOPY IN THE ANALYSIS OF THE CHELATING EFFECT ON HUMAN DENTINE / [pt] MICROSCOPIA DIGITAL CO-LOCALIZADA E ESPECTROSCOPIA DE ABSORÇÃO ATÔMICA NA ANÁLISE DO EFEITO QUELANTE SOBRE A DENTINA HUMANALUCIANA FERNANDES PACHECO 27 January 2009 (has links)
[pt] A partir dos anos 70 constatou-se a formação de uma massa
aderida às
paredes do canal radicular, após a instrumentação, que foi
denominada smear
layer. Esta camada é composta de material orgânico e
inorgânico, tecido pulpar e
bactérias, e contribui para obliterar os túbulos
dentinários. A remoção desta
camada melhora a adaptação entre o material obturador e as
paredes dentinárias,
elimina bactérias, limpa e alarga os túbulos. Essa remoção é
realizada por
soluções quelantes, mas a substância e o tempo ideais permanecem
desconhecidos. Os quelantes atuam removendo Cálcio da
microestrutura
dentinária. No presente estudo, foi analisado o poder
quelante de MTAD, HEBP e
EDTA sobre a dentina coronária, avaliando a fração de área
tubular aberta
(AreaP) e a massa de Cálcio quelado (MNC (Ca)). Três
hipóteses foram propostas
e testadas: Não existe diferença entre os quelantes quanto a
AreaP (H1) e quanto a
MNC(Ca) (H2); existe correlação entre AreaP e MNC(Ca) (H3).
Através de
Microscopia Óptica Co-localizada (MCL) foram capturadas
imagens de vários
campos de cada amostra, em diferentes tempos de ataque
ácido. Uma seqüência
de processamento e análise de imagens foi utilizada para
medir AreaP versus
tempo, para cada quelante. Esta análise foi complementada
qualitativamente com
Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). As medidas de
MNC(Ca) foram
realizadas por Espectroscopia de Absorção Atômica (AA) sobre
as soluções
quelantes utilizadas no experimento de MCL. H1 foi negada,
com MTAD sendo o
mais potente e HEBP o menos potente dos quelantes. Os
resultados de MEV
corroboram os resultados de MCL. Os resultados de AA
apresentaram grande
dispersão, mas indicam que H2 é falsa. H3 foi rejeitada. / [en] In the 70's it was discovered that after instrumentation of
the root canal
there was the formation of a smear layer, attached to the
walls of the canal. This
layer is composed of organic and inorganic material, pulp
tissue and bacteria, and
contributes to the obliteration of the dentine tubules. The
removal of this layer
improves the adaptation of the filling material to the
dentine walls, eliminates
bacteria, cleans and enlarges the tubules. Smear layer
removal is achieved through
the use of chelators but the ideal substance and application
time remain unknown.
Chelators act through the removal of Calcium from the
dentine microstructure. In
the present study, the chelating power of MTAD, HEBP and
EDTA on coronal
dentine was analyzed through the measurement of the area
fraction of open
tubules (AreaP) and of the chelated Calcium mass (MNC(Ca)).
Three hypotheses
were proposed and tested: There is no difference between
chelators regarding
AreaP (H1) and regarding MNC(Ca) (H2); there is correlation
between AreaP and
MNC(Ca) (H3). Images of several fields of each sample, for
different chelation
times, were acquired through Co-Site Optical Microscopy
(CSOM). An image
processing and analysis sequence was employed to measure
AreaP versus time,
for each chelator. This analysis was qualitatively
complemented by Scanning
Electron Microscopy (SEM). Measurements of MNC(Ca) were
obtained by
Atomic Absorption Spectroscopy (AA) from the chelator
solutions used during
the CSOM experiments. H1 was denied, with MTAD found to be
the most
powerful chelator while HEBP was the weakest. SEM results
corroborate these
findings. AA results showed wide dispersion but indicate
that H2 is false. H3 was rejected.
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[en] A METHOD FOR THE CHARACTERIZATION OF IRON ORE SINTER: DIGITAL MICROSCOPY AND IMAGE ANALYSIS / [pt] UMA METODOLOGIA PARA CARACTERIZAÇÃO DE SÍNTER DE MINÉRIO DE FERRO: MICROSCOPIA DIGITAL E ANÁLISE DE IMAGENSJULIO CESAR ALVAREZ IGLESIAS 13 February 2009 (has links)
[pt] Neste trabalho, propõe-se uma metodologia para a
caracterização de sínter de minério de ferro através de
microscopia digital e análise de imagens. O sínter é um
material multifásico, com macro e microestrutura
heterogêneas. Em geral, as principais fases são hematita,
magnetita, ferritos e silicatos, além de poros. Empregando
um microscópio óptico automatizado, imagens individuais em
alto aumento, cobrindo toda a área da seção transversal das
amostras, foram obtidas. Da mesma forma e cobrindo a mesma
área, foram obtidas imagens de mosaico em baixo aumento. Os
mosaicos fornecem uma visão qualitativa poderosa da amostra
inteira, e uma avaliação quantitativa das fases principais,
embora com resolução limitada. Uma comparação quantitativa
das frações de fase entre o mosaico e as imagens em alto
aumento foi realizada através de uma rotina automática de
processamento e análise de imagens, também desenvolvida
neste trabalho. Enquanto as fases mais finas, como os
silicatos, só foram bem discriminadas na melhor resolução
óptica empregada, fases preponderantes, como a hematita,
foram identificadas em todas as resoluções. Para hematita,
magnetita e ferritos, o maior erro relativo na fração de
área, entre as imagens obtidas com as lentes de 5 e 20X,
foi de 12 %, em 3 amostras distintas. Os resultados para os
silicatos foram menos exatos com um erro relativo até 44 %.
Uma comparação com resultados de difração de raios-x,
usando o método de Rietveld, também foi realizada. Estes
resultados indicam que a microscopia digital fornece um
método flexível de caracterização destes materiais,
permitindo combinar informação global qualitativa e semi-
quantitativa, com informação local quantitativa. / [en] In the present work, a method for the characterization of
iron ore sinter, based on digital microscopy and image
analysis is proposed. Iron ore sinters are multi-phase
materials, with heterogeneous macro and micro structure. In
general, the main phases are: hematite, magnetite, ferrites
and silicates, besides pores. Employing an automated
optical microscope, individual high magnification images
were obtained, covering the full cross section of the
samples. Likewise, and covering the same area, low
magnification mosaic images were obtained. Mosaics provide
a powerful qualitative view of the whole sample, and a
quantitative evaluation of the main phases, albeit with
limited resolution. A quantitative comparison of phase
fractions between the mosaic and the high magnification
images was performed through an automatic image processing
and analysis routine, also developed in the present work.
While finer phases, such as silicates, could only be
discriminated at the best employed optical resolution, the
main phases, such as hematite, were identified at all
resolutions. For hematite, magnetite, and ferrites, the
largest relative error in area fraction was 12%, when
comparing images acquired with the 5X and 20X objective
lenses, for three different samples. Results for silicates
were less accurate, with relative errors up to 44%. A
comparison with x-ray diffraction results, employing the
Rietveld method, was also performed. These results indicate
that digital microscopy provides a flexible method for the
characterization of these materials, allowing the
combination of global qualitative information with local
quantitative data.
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[en] AUTOMATIC QUANTIFICATION OF METALLIC IRON IN SELF-REDUCING IRON ORE BRIQUETTES BY DIGITAL MICROSCOPY / [pt] QUANTIFICAÇÃO AUTOMÁTICA, POR MICROSCOPIA DIGITAL, DO FERRO METÁLICO EM BRIQUETES AUTORREDUTORES DE MINÉRIO DE FERRODEBORA TURON WAGNER 15 January 2013 (has links)
[pt] A produção do ferro primário, intermediário na produção do aço, é realizada
majoritariamente pela rota tradicional do alto-forno. No entanto, tecnologias
alternativas estão aumentando suas participações no mercado. Dentre elas, a
tecnologia emergente brasileira de autorredução Tecnored é bastante promissora e
é objeto de estudo desta dissertação. A tecnologia Tecnored utiliza briquetes
autorredutores de minério de ferro em fornos de cuba para obter metal líquido
como produto final. Os aglomerados autorredutores, curados a frio, são
produzidos a partir de uma mistura de fluxantes, ligantes, finos de minério de
ferro e/ou resíduos ferrosos, e um agente redutor carbonoso. A caracterização do
insumo para a produção de ferro-primário se faz necessária, de modo a conhecer a
distribuição de poros para avaliar a integridade estrutural e a mecânica dos fluidos
durante a redução, e quantificar e avaliar a distribuição do ferro metálico presente
no aglomerado. Esta dissertação objetiva desenvolver uma metodologia para
quantificação de ferro metálico nos briquetes autorredutores de minério de ferro,
por meio de rotinas automáticas de processamento de imagens capturadas em
microscópio ótico de luz refletida (MLR), e mapear os poros e o ferro metálico ao
longo das seções retiradas para análise, também de forma automática. Para a
pesquisa realizada, foram utilizados dois tipos de redutores – Carvão Mineral
(CM) e Coque Verde de Petróleo (CVP), e diferentes condições de tempo e
espessura de briquete. O processo experimental apresentou alguns desafios, desde
o corte realizado na preparação das seções polidas para observação em MRL, até a
identificação e mapeamento das fases presentes no briquete. Para a validação da
metodologia, os resultados da quantificação do ferro metálico realizada por
análise de imagens foram comparados com a técnica tradicional de análise
química. Os mapas de porosidade e ferro metálico permitiram uma avaliação
qualitativa das variáveis tempo e espessura do briquete, para cada tipo de redutor. / [en] The production of primary iron, intermediate step in steelmaking chain, is
mostly done by the traditional route of blast furnace. However, alternative
technologies are increasing their market share. Among the technologies, Tecnored
is a very promising Brazilian ironmaking process and the goal of this master
dissertation is the study of it iron-bearing burden. The Tecnored technology
utilizes self-reduced iron ore briquettes in a modulate shaft furnace to obtain hot
metal. The self-reduced agglomerates, cold bonded, are produced from a mixture
of flux, binder, fines of iron ore, residues containing iron and carbonaceous
material as a reducing agent. The burden characterization in ironmaking process is
essential to study the pores distribution and evaluate the structural integrity and
mechanics of fluids during the reduction process, and quantify and analyze the
metallic iron distribution along the briquette’s volume. This dissertation main goal
is to develop a new methodology of quantification of the metallic iron in selfreduced
iron ore briquettes, through automatic routines of image processing,
captured in bright field of a reflected light optical microscopy (MRL), and
mapping pores and metallic iron automatically along the cross-sections analyzed.
The tested briquettes utilized two reducing agents – coal fines (CM) and coke of
petroleum (CVP), and it was submitted in two different reduction times and two
different briquettes’ thickness. The experimental process presented some
challenges, from the cross section cut to be polished and observed in MRL, to the
identification and mapping of the phases in the briquettes. To validate the
methodology, the results of the quantification of metallic iron through image
analysis were compared to the results of the traditional technique of chemical
analysis. The porosity and metallic iron maps provided a qualitative evaluation of
reduction time and the effect of briquettes’ thickness, for each type of cabonaceus
reducing agents.
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[en] IN SITU ATOMIC FORCE MICROSCOPY AND MICROHARDENESS OF DENTIN THROUGHOUT THE CHELATION PROCESS / [pt] MICROSCOPIA DE FORÇA ATÔMICA IN SITU E MICRODUREZA DE DENTINA SUBMETIDA A SUBSTÂNCIAS QUELANTESGUSTAVO ANDRE DE DEUS CARNEIRO VIANNA 21 March 2005 (has links)
[pt] Com os métodos de instrumentação usados atualmente na
terapia
endodôntica ocorre a formação de uma camada residual
composta de matéria
orgânica e inorgânica que freqüentemente pode reter
bactérias e seus
subprodutos. Os métodos disponíveis para a remoção do
smear layer incluem o
ataque químico, técnicas ultra-sônicas e a laser, sendo
que nenhum desses
métodos se mostra totalmente eficaz, não existindo um
consenso universal a
respeito. A ação do EDTA, do EDTAC e do ácido cítrico
sobre a dentina radicular
foi analisada neste estudo por dois métodos.
Primeiramente, foi realizada uma
análise da microdureza radicular antes e depois da
aplicação dos quelantes. Em
seguida, utilizou-se microscopia de força atômica (AFM)
para mapear e
caracterizar as alterações microestruturais ocorridas na
dentina durante o
processo de quelação dos íons de cálcio. No caso da
microscopia, realizou-se
experimentos em que a ação quelante foi observada em tempo
real, in situ,
através do uso de um porta-amostras especial - uma célula
de líquido - que
permitiu observar a superfície das amostras durante o
condicionamento ácido.
Seqüências de imagens foram capturadas durante o processo
e uma rotina de
processamento e análise digital de imagens (PADI) foi
criada para avaliar
qualitativa e quantitativamente o efeito das substâncias
quelantes. O
desenvolvimento desta metodologia de microscopia in situ e
análise digital é uma
das principais contribuições da presente dissertação. / [en] Instrumentation methods currently used in endodontic
therapy create a
residual layer composed of organic and inorganic material
that frequently retains
bacteria and their subproducts. The available methods to
remove this smear
layer include chemical etching, ultrasonic and laser
techniques but none of these
is completely efficient and there is no universal
consensus regarding this subject.
In the present study the effect of EDTA, EDTAC and citric
acid upon radicular
dentin was analyzed by two methods. Dentin microhardness
was measured
before and after etching. Atomic force microscopy was used
to map and
characterize dentinary microstructural changes throughout
the chelation process.
Real time, in situ, observations of the process were
performed through the use of
a special sample holder - a liquid cell - that allowed the
observation of the
samples surfaces during etching. Image sequences were
acquired and an image
processing and analysis procedure was developed to
evaluate, both qualitatively
and quantitatively, the effect of the 3 chelators. The
development of this
methodology employing in situ microscopy and digital image
analysis is one of
the main contributions of the present dissertation.
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[en] CLASSIFICATION OF HEMATITES IN IRON ORE: OPTIMIZATION OF IMAGE ACQUISITION AND PROCESSING / [pt] CLASSIFICAÇÃO DE HEMATITAS EM MINÉRIO DE FERRO: OTIMIZAÇÃO DE AQUISIÇÃO E PROCESSAMENTO DE IMAGENSLILI EDITH DAZA DURAND 13 May 2016 (has links)
[pt] O minério de ferro é um material policristalino oriundo de processos naturais
complexos. Os minerais mais comuns que o compõem (hematita, magnetita,
goethita, etc.) podem ser identificados no microscópio ótico de luz refletida,
através de suas refletâncias distintas. A importância do estudo das hematitas,
especificamente, surge porque os maiores depósitos de minério de ferro, no Brasil,
são praticamente todos do tipo hematítico, com altos teores de ferro. A hematita é
um mineral fortemente anisotrópico que apresenta pleocroísmo de reflexão. Isto
faz com que o brilho na imagem mude com diferentes orientações dos cristais.
Assim, quando se utiliza luz polarizada, o contraste entre os cristais aumenta o
suficiente para diferenciá-los. Tradicionalmente, as hematitas são classificadas
em tipos texturais identificados como hematita microcristalina (Mc), martita (Ma),
e partículas policristalinas compactas (Co) formadas, por sua vez, de cristais dos
tipos: granular (Gr), lamelar (La), lobular (Lo). Em trabalhos anteriores foi
desenvolvida uma rotina de classificação automática para os diferentes tipos de
hematitas. Esta rotina utiliza como entrada duas imagens de uma mesma região,
a primeira em campo claro (CC) e a segunda polarizada circularmente (CPOL).
Neste trabalho foram implementadas modificações nas etapas de aquisição das
imagens CPOL e no processamento de ruído, visando melhorar as etapas de
classificação. Assim, a imagem CPOL, que apresenta problemas característicos
de iluminação, passou a ser capturada utilizando o recurso de sub-quadros
(subframe), o que elimina a necessidade de correção de fundo, melhorando a
qualidade dos mosaicos de imagens capturados. Em seguida, explorou-se recurso
de saturação digital da câmera, de forma a melhorar, substancialmente, o
contraste entre os cristais de hematita. Finalmente, testou-se o impacto do uso de
um novo filtro de redução de ruído – Non-Local Means (MNL) – sobre a
segmentação de cristais. Os resultados mostraram uma melhora substancial na
identificação dos tipos texturais de hematita com relação aos métodos anteriores
e também superiores à tradicional identificação visual por operador treinado. / [en] Iron ore is a polycrystalline material originated from complex natural processes. Its main composing minerals (hematite, magnetite, goethite, etc.) can be identified with the reflected light optical microscope through their distinctive reflectances. The relevance of studying hematite, specifically, originates from the fact that the largest Brazilian iron deposits are mostly of the hematitic type, with high iron content. Hematite is a strongly anisotropic mineral that presents reflectance pleocroism. Thus, different crystal orientations produce different brightness and, when using polarized light, the contrast between crystals is strong enough to allow their discrimination. Traditionally, hematites are classified in textural types identified as microcrystalline (Mc), martite (Ma) and compact polycristalline (Co), composed of granula (Gr), lamellar (La) and lobular (Lo) crystals. An automatic classification routine for hematite types was developed in previous works. This routine takes as input two images of the same region, one in Bright Field and the second in Circular Polarization (CPOL). In this work, modifications in the CPOL image acquisition and in noise filtering were implemented, in order to improve the classification step. Thus, the CPOL images, which present a characteristic background problem, were acquired employing the subframe method, what eliminates the need for background correction, improving the quality of image mosaics. Then, the digital saturation of the camera was optimized to improve substantially the contrast between hematite types. Finally, the impact of a new noise reduction filter – the Non-Local Means Filter – on crystal segmentation was evaluated. The results showed a substantial improvement in the identification of hematite textural types as compared to the previous method, and also superior to the traditional visual identification by an operator.
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[en] POROSITY CHARACTERIZATION OF IRON ORE PELLETS BY X-RAY MICROTOMOGRAPHY / [pt] MICROTOMOGRAFIA COMPUTADORIZADA DE RAIOS X APLICADA À CARACTERIZAÇÃO DE POROSIDADE EM PELOTAS DE MINÉRIO DE FERROKAREN SOARES AUGUSTO 19 April 2017 (has links)
[pt] As pelotas de minério de ferro são uma das principais matérias-primas, juntamente com o minério granulado e o sínter, do processo de fabricação do aço. São produzidas pelo processo de pelotização, aproveitando a parcela ultrafina do minério, que antes era considerada rejeito do processo de beneficiamento. A porosidade gerada no processo de fabricação das pelotas é uma importante característica do material, pois permite o fluxo interno de gases, aumentando a sua redutibilidade e consequentemente a eficiência do processo. Por outro lado, a porosidade afeta a resistência física das pelotas, que precisam suportar todos os esforços sofridos durante as operações de manuseio, transporte e dos processos metalúrgicos. Dessa forma, a quantidade, tamanho, forma e a distribuição espacial dos poros são características importantes no controle de qualidade das pelotas, que são produzidas em grande escala e vem ganhando cada vez mais importância nas usinas siderúrgicas. Tradicionalmente, as técnicas analíticas mais utilizadas na caracterização da porosidade desses materiais são porosimetria por intrusão de mercúrio (PIM) e microscopia ótica (MO). A PIM só permite avaliar poros que estão conectados à superfície, além de utilizar o mercúrio que é um material volátil e tóxico, que oferece riscos ao meio ambiente e à saúde humana. A MO é limitada ao espaço bidimensional, podendo trazer informações pouco representativas. Ambas as técnicas são destrutivas, podendo degradar o material no processo de preparação e também impossibilitando análises posteriores numa mesma amostra. O presente trabalho propõe desenvolver uma metodologia de caracterização tridimensional de porosidade em pelotas de minério de ferro, envolvendo a técnica de microtomografia de raios X (MicroCT) e análise de imagens, a fim de estudar separadamente os diferentes tipos de poros (abertos e fechados), e comparar com as técnicas clássicas citadas anteriormente. Foram utilizadas 25 amostras cedidas pela Vale, analisadas
Augusto, Karen Soares; Paciornik, Sidnei. Microtomografia Computadorizada de Raios X Aplicada à Caracterização de Porosidade em Pelotas de Minério de Ferro. Rio de Janeiro, 2016. 156p. Tese de Doutorado – Departamento de Engenharia Química e de Materiais, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro.
primeiramente por MicroCT e posteriormente por PIM ou MO. Para tentativas de otimização, foram testados alguns parâmetros de análise em MicroCT, tais como o uso de lentes, diferentes configurações geométricas dos dispositivos que compõem o equipamento e número de projeções, que afetam diretamente a resolução e o tempo de análise. Comparou-se os resultados obtidos em MicroCT com os obtidos por PIM e MO, em amostras equivalentes, observando-se valores menores de porosidade para a técnica de MicroCT, devido à pior resolução do sistema. Porém, a metodologia apresentada foi capaz de quantificar a porosidade aberta e fechada separadamente, descrever a distribuição espacial, além de medir tamanho e forma, dos poros. / [en] Iron ore pellets are one of the major iron-bearing raw materials, along with lump ore and sinter, for the steelmaking processes. Pellets are produced from ultrafine fractions of iron ores, which were previously considered as tailings of mineral beneficiation. The porosity generated during the pelletizing process is an important characteristic of the material because it allows internal gas flow, increasing its reducibility and consequently the process efficiency. On the other hand, the porosity affects the physical strength of the pellets, which must withstand all loads during handling operations, transportation and metallurgical processes. Thus, the amount, size, shape and spatial distribution of pores are important features for the pellet quality control. Traditionally, most analytical techniques used to characterize the porosity of pellets are mercury intrusion porosimetry (MIP) and optical microscopy (OM). Nevertheless, MIP allows evaluating only pores connected to the surface, in addition mercury is volatile and toxic, offering risks to the environment and human health. OM, in turn, is limited to two-dimensional space and can reveal unrepresentative information. Both techniques are destructive and consequently prevent further analysis of the same sample. The present work proposes the development of a methodology for the tridimensional characterization of the porosity in iron ore pellets through X-ray microtomography (MicroCT) and image analysis in order to separately determine the different types of pores (open and closed). 25 samples provided by the Vale mining company were first analyzed by MicroCT and then by MIP or OM. For optimization purposes, some operating parameters of MicroCT were tested, such as the use of lenses, different geometric configurations, and the number of projections, which directly affect the obtained image resolution and the analysis time. Comparing the results obtained in MicroCT with the results obtained by MIP and OM in equivalent samples, smaller porosity measurements were observed for MicroCT, due to the poorer resolution of the system. However, this methodology has been able to separately quantify the open and closed porosity, to describe the spatial distribution of pores, and to measure their size and shape.
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[en] OBJECT RECOGNITION SYSTEM IN DIGITAL VIDEOS FOR INTERACTIVE APPLICATIONS / [pt] RECONHECEDOR DE OBJETOS EM VÍDEOS DIGITAIS PARA APLICAÇÕES INTERATIVASGUSTAVO COSTA GOMES MOREIRA 02 March 2009 (has links)
[pt] Detecção e reconhecimento de objetos são uma questão importante na
área de Visão Computacional, onde a sua realização em tempo real e com taxas
baixas de falsos positivos tem se tornado o objetivo principal de inúmeras
pesquisas, inclusive daquelas relacionadas às novas formas de interatividade na
TV Digital. Esta dissertação propõe um sistema de software baseado em
aprendizado de máquina que permite um treinamento eficiente para novos
objetos e realiza o subseqüente reconhecimento destes objetos em tempo real,
tanto para imagens estáticas como para vídeos digitais. O sistema é baseado no
uso de características Haar do objeto, que requerem um baixo tempo de
computação para o seu cálculo, e na utilização de classificadores em cascata,
que permitem tanto um rápido descarte de áreas da imagem que não possuem o
objeto de interesse, quanto uma baixa ocorrência de falsos positivos. Por meio
do uso de técnicas de segmentação de imagem, o sistema torna a busca por
objetos uma operação extremamente rápida em vídeos de alta resolução. Além
disto, com a utilização de técnicas de paralelismo, pode-se detectar vários
objetos simultaneamente sem perda de desempenho. / [en] Object detection and recognition are an important issue in
the field of
Computer Vision, where its accomplishment in both real time
and low false
positives rates has became the main goal of various
research works, including
the ones related to new interactivity forms in Digital TV.
This dissertation
proposes a software system based on machine learning that
allows an efficient
training for new objects and performs their subsequent
recognition in real time,
for both static images and digital videos. The proposed
system is based on the
use of Haar features of the object, which require a low
computation time for their
calculation, and on the usage of a cascade of classifiers,
which allows a quick
discard of image areas that does not contain the desired
object while having a
low occurrence of false positives. Through the use of image
segmentation
techniques, the system turns the search for objects into an
extremely fast
operation in high-resolution videos. Furthermore, through
the use of parallelism
techniques, one can simultaneously detect various objects
without losing
performance.
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[en] QUANTIFICATION OF AUSTENITE-MARTENSITE IN LOW ALLOY STEEL BY IMAGE ANALYSIS / [pt] QUANTIFICAÇÃO POR MICROSCOPIA DIGITAL DO MICROCONSTITUINTE AUSTENITA-MARTENSITA EM AÇO DE BAIXA LIGAJULIO DAMIAN SUNI MAMANI 05 May 2014 (has links)
[pt] O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia para quantificação, por microscopia, do microconstituinte Austenita-Martensita (AM) em um aço de alta resistência e baixa liga (ABRL) da classe API5LX80. Foram obtidas imagens de Microscopia Ótica (MO) em campo claro e Eletrônica de Varredura (MEV), nos modos de elétrons secundários (SE) e retroespalhados (BSE). As imagens foram quantificadas por Processamento e Análise Digital de Imagens (PADI) e os resultados dos dois tipos de microscopia foram comparados. O principal desafio foi discriminar AM em meio a uma microestrutura multifásica complexa, com frações variadas de ferrita, bainita e do próprio AM. Para revelar a presença de AM foram testadas diferentes sequências de ataques químicos e eletrolíticos. Os resultados demostraram que o ataque químico misto, acrescentando um passo Lepera modificado gerou uma melhora acentuada do
contraste em imagens de MO e de MEV no modo BSE. Imagens de MEV no modo SE apresentaram problemas de borda devido à posição do detector de elétrons, o que impediu a correta discriminação das regiões de AM. No modo BSE, a tensão de aceleração foi reduzida para 5 kV, para reduzir a penetração do
feixe de elétrons e aumentar o contraste devido à fina camada de AM. Estas imagens foram filtradas para reduzir ruído e segmentadas por limiar simples para quantificar o AM. Nas imagens coloridas de MO, o AM foi segmentado por limiares nos espaços de cor RGB e HSB e em seguida foi quantificado. Utilizando
Microscopia Co-Localizada (MCL) foram obtidas imagens de campos idênticos no MEV e no MO, permitindo comparar as técnicas. Mostrou-se que, no mesmo aumento, a microscopia ótica tende a subestimar a fração de AM quando comparada à microscopia eletrônica de varredura, no modo BSE. / [en] This dissertation proposed the development of a quantification method, by
microscopy, of the microconstituent Martensite-Austenite (MA) in a High
Strength Low Alloy (HSLA) steel of the API5LX80 class. Images were obtained
by Optical Microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM), in
secondary electron (SE) and backscattered electron (BSE) modes. Digital Image
Processing and Analysis (IA) was employed to process and quantify the acquired
images and compare the results of the two types of microscopy. The main
challenge was to discriminate the MA amidst a complex multiphase
microstructure with varying fractions of ferrite, bainite and MA itself. To reveal
the MA different chemical and electrolytic etching sequences were tested. The
results showed that a mixed combination with an extra step of modified LePera
etchant issued the best contrast for both OM and BSE mode SEM. SEM images in
SE mode showed edge problems due to the location of the electron detector, what
prevented the correct discrimination of MA regions. The accelerating voltage in
the BSE mode was reduced to 5 kV which in turn decreased beam penetration and
increase contrast due to the thin MA layer. These images were filtered to reduce
noise and segmented by a simple threshold to quantify MA. In the color OM
images MA was segmented by thresholds in the RGB or HSB color spaces and
subsequently quantified. Employing Co-Site Microscopy images of identical
fields acquired by OM and SEM, a direct comparison of the techniques was
allowed. It was show that, for the same magnification, optical microscopy tends to
underestimate the MA fraction when compared to electron microscopy in BSE
mode.
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[en] AUTOMATIC IDENTIFICATION OF THE MATURATION DEGREE IN IRON ORE PELLETS / [pt] IDENTIFICAÇÃO AUTOMÁTICA DO GRAU DE MATURAÇÃO DE PELOTAS DE MINÉRIO DE FERROKAREN SOARES AUGUSTO 25 March 2013 (has links)
[pt] O presente trabalho visa o desenvolvimento de um sistema automático de
identificação do Grau de Maturação de pelotas de minério de ferro, envolvendo
técnicas de microscopia digital e processamento e análise digital de imagens. As
pelotas de minério de ferro, juntamente com o sínter e o minério granulado,
constituem uma das matérias-primas básicas no processo de produção do ferro
primário. Numa das etapas de sua produção, as pelotas adquirem diferentes
características microestruturais, os chamados Graus de Maturação, que
influenciam diretamente seu comportamento nos processos de redução. Sendo
assim, a caracterização microestrutural constitui-se em uma importante etapa de
controle de qualidade do material. A evolução da microestrutura de pelotas
específicas para altos-fornos foi dividida em quatro classes: A, B, C e D. A partir
das micrografias obtidas por microscópio ótico, foram extraídos atributos capazes
de descrever características intrínsecas de cada classe (ou Grau de Maturação),
posteriormente utilizados para treinar um classificador automático. Para tentativas
de otimização do processo, foram utilizadas 3 técnicas para redução de
dimensionalidade (Busca exaustiva do conjunto com a melhor taxa de acerto,
Análise de Componentes Principais e Análise Discriminante Linear de Fisher), e
testados 3 tipos de classificadores (Quadrático, Mahalanobis e Linear). A maior
taxa de acerto global obtida foi acima de 90 por cento. Este resultado indica que a
metodologia desenvolvida mostrou-se efetiva para a classificação automática do
Grau de Maturação de pelotas de minério de ferro de alto-forno. / [en] The present work aims to develop an automatic system to identify the
maturation degree of iron ore pellets, involving techniques of microscopy and
digital image processing. Iron ore pellets, as well as sinter and lump ore, are the
basic iron-bearing burden used in ironmaking. In one of the steps of their
production, the pellets acquire different microstructural characteristics, the socalled
Maturation Degree, which influences directly in the reduction processes.
Thus, microstructural characterization is an important step in quality control of the
material. The microstructure evolution of pellets for blast furnaces was divided
into four classes: A, B, C and D. Attributes that describe intrinsic characteristics
of each class were extracted from optical microscope images and were used to
train an automatic classifier. Three dimensionality reduction techniques were
tested to optimize the classification system: exhaustive search, Principal
Component Analysis and Fisher’s Linear Discriminant Analysis. Three types of
classifiers were tested (Quadrático, Mahalanobis and Linear). The highest global
success rate was above 90 per cent. This indicates that this methodology is effective for
automatic classification of the Maturation Degree in blast furnace pellets.
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[en] DIGITAL MICROSCOPY AND IMAGE ANALYSIS FOR THE CHARACTERIZATION OF FILAMENT WOUND COMPOSITE PIPES / [pt] MICROSCOPIA DIGITAL E ANÁLISE DE IMAGENS PARA CARACTERIZAÇÃO DE TUBOS COMPÓSITOS FABRICADOS POR ENROLAMENTO FILAMENTARJULIA GOMES AZARA DE OLIVEIRA 28 October 2008 (has links)
[pt] Tubos de material compósito - matriz polimérica reforçada
por fibra de vidro - fabricados pela técnica de enrolamento
filamentar, foram caracterizados através de microscopia
eletrônica digital e processamento de imagens. Três tubos
foram fabricados em equipamento próprio seguindo parâmetros
de enrolamento similar. Um tubo comercial fabricado por
empresa especializada, com parâmetros de enrolamento mais
complexos, também foi caracterizado. Para tal, seções
circunferenciais foram observadas em um microscópio
eletrônico de varredura com captura digital de imagem.
Mosaicos de imagens foram gerados, permitindo
obter informação com boa resolução local e,
simultaneamente, grande abrangência
espacial. Assim, foi possível realizar uma caracterização
que abrangia desde o tamanho e forma de fibras individuais
até a distribuição espacial de milhares de
fibras em uma vasta área da amostra. Foram cridas rotinas
de processamento e análise de imagens para medir dados como
diâmetro, fator de forma, fração volumétrica e ângulo de
enrolamento de fibras. Além disso, uma rotina específica
foi desenvolvida para a identificação automática das várias
camadas de fibras presentes no tubo comercial. / [en] Pipes made from composite material - polymer matrix
reinforced with glass
fibers - manufactured by filament winding, were
characterized by scanning
electron microscopy and image analysis. Three pipes were
manufactured with
equipment owned by the research group, following similar
winding parameters. A
commercial tube made by a specialized company, with more
complex winding
conditions, was also characterized. Circumferential
sections were observed in a
scanning electron microscope with digital image
acquisition. Image mosaics were
created, providing information with good spatial resolution
and, at the same time,
wide spatial coverage. Thus, it was possible to
characterize size and shape of
individual fibers and, simultaneously, obtain the spatial
distribution of thousands
of fibers within a large sample area. Image processing and
analysis routines were
created to measure fiber diameter, shape factor, area
fraction and winding angle.
A specific routine was developed for the automatic
identification of the several
fiber layers present in the commercial pipe.
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