La presente tesis desarrolla el diseño y dimensionamiento de un sistema de telecomunicaciones optimizado para el sector salud en el nuevo centro médico de categoría II-1 de la provincia Espinar, departamento de Cusco. El tema de investigación surge debido a la deficiencia o ausencia de los sistemas de telecomunicaciones al momento de planificar la construcción de un centro de salud. No obstante, en los últimos 5 años se ha empezado a aplicar un estándar en sistemas de telecomunicaciones para construcciones en general, por lo que se espera que este sistema sea optimizado para centros de salud como el Hospital de Espinar. Se identificaron los principales problemas del centro de salud, entre los que se encuentra el limitado acceso de consultas telefónicas al hospital en todo momento por parte de la población, la posibilidad de quedar incomunicados ante emergencias que hagan colapsar una red de telecomunicaciones estándar, la inseguridad de las instalaciones y del personal dentro del hospital, la limitada comunicación del personal médico con otros centros de salud a nivel nacional, sin realizar videoconferencias y el incorrecto almacenamiento histórico de las imágenes médicas. Para abordar estos problemas se utilizará un sistema de telefonía integrado con acceso de llamadas gratuitas y troncales de alta capacidad, un sistema de video vigilancia integrado que tendrá una central de control y monitoreo, al cual se podrá reportar eventos por medio de un sistema de misión crítica basada en el uso de radios VHF, un sistema de telepresencia para el uso de teleconsultas y telemedicina, y un sistema de gestión de imágenes médicas. La estructura de la presente tesis es la siguiente: El primer capítulo, ofrece una visión general del Hospital de Espinar, la problemática actual y los objetivos de la tesis. El segundo capítulo, presenta los sistemas de telecomunicaciones a optimizar en el nuevo Hospital de Espinar y los fundamentos teóricos de cada uno ellos. El tercer capítulo, propone el diseño de integración de los sistemas y el dimensionamiento del equipamiento en el hospital. El cuarto capítulo, presenta el análisis económico de la solución integrada y su factibilidad. En base a las necesidades expuestas, este diseño optimizado contribuirá con la conexión del hospital a las nuevas redes de telecomunicaciones como la Red Nacional de Fibra Óptica y Proyectos Regionales, unificando las redes de los establecimientos nacionales. Adicionalmente, esta tesis puede servir de referencia para sistemas de telecomunicaciones integrados a instalar en distintas instituciones médicas, adecuando el diseño y dimensionamiento al establecimiento de estudio. Por último, se presentan las conclusiones y recomendaciones de la tesis realizada.

En la actualidad, la necesidad por automatizar procesos en diferentes áreas ha conducido al uso de vehículos aéreos no tripulados para la realización de tareas de forma autónoma y ágil. En este trabajo se desarrolla un método para la navegación autónoma de un vehículo aéreo no tripulado en espacios interiores privados de servicio de geolocalización. Para dicho método se diseña un módulo electrónico capaz de procesar imágenes para detectar códigos QR con lo cual tener información para realizar un plan de vuelo autónomo. La implementación se logra gracias a una computadora embebida (Raspberry Pi 3) que es capaz de realizar las tareas de comunicación y procesamiento en tiempo real para la navegación. También se hace uso del controlador de vuelo Pixhawk, un LIDAR para el control de la altitud de vuelo. En cuanto a software se hace uso de las librerías OpenCV y Dronekit para el lenguaje de programación Python. En los resultados se muestran el desempeño del módulo y las configuraciones necesarias para el óptimo funcionamiento del método de navegación.

La Leishmaniasis es una enfermedad parasitaria de difícil curación caracterizada por comprometer la piel, mucosas y vísceras. Actualmente, el Grupo de Estudios de Leishmaniasis (GEL) del Instituto de Medicina Tropical Alexander von Humboldt (IMTAvH) de la Universidad Peruana Cayetano Heredia (UPCH) evalúa la mejora del tratamiento de lesiones en la piel ocasionada por la Leishmaniasis cutánea (LC) mediante su categorización en estadíos. Como posible indicador de mejoría los médicos y personal especializado miden el área de la lesión aproximándola a una elipse y trazando el borde de la misma con una lámina transparente sobrepuesta a la superficie de la piel. Estos procedimientos presentan criterios subjetivos para su evaluación, ya que están basados en la experiencia de cada médico. Por tanto, la percepción de mejoría de la lesión presenta alta variabilidad según el médico encargado de la evaluación del tratamiento. En este documento se presenta la descripción de la enfermedad, así como una breve referencia al uso del procesamiento de imágenes aplicado a lesiones de piel y su comparación con métodos manuales. Se muestra la metodología aplicada para el reclutamiento, consentimiento y monitoreo de los pacientes y la metodología para la medición manual y automática. Se describe el proceso de adquisición de imágenes, los procedimientos para hallar el área en las mediciones manuales y las etapas del algoritmo automático para clasificar la lesión y estimar su área. Se indica la evolución del área de la lesión durante el tratamiento en distintos pacientes y se compara con los métodos manuales. Se calculó la variabilidad existente, se obtuvo resultados de hasta un 40% de variabilidad en mediciones manuales, una variabilidad alta para determinar con certeza el valor del área medida. Se mejoró el método de adquisición de imágenes propuesto por el Laboratorio de Imágenes Médicas-PUCP en una investigación previa (Ej. condiciones de iluminación). El algoritmo automático logra estimar el área de manera repetible y este puede ser comparable con los métodos manuales. De esta manera, se corrobora la factibilidad de uso de técnicas de procesamiento de imágenes para obtener el área de la lesión. En los pacientes que dieron su consentimiento para esta investigación, se halló el porcentaje de disminución del área de la lesión respecto al valor inicial, de esta forma, es factible ubicar la lesión en uno de los cinco estadíos propuestos por el GEL-UPCH. Finalmente, se recomienda seguir con la presente investigación haciendo el seguimiento a nuevos pacientes que presenten LC al menos al 95% del tiempo de tratamiento para lograr una validación médica. El área de piel infiltrada no pudo ser estimada debido a que su clasificación depende de la textura de la piel y no del color. Por tanto, se propone y recomienda utilizar alguna técnica de ultrasonido que pueda estimar la rigidez de la piel enferma, de esta manera, se pueda estimar el área para piel infiltrada.

La presente tesis tiene como objetivo la obtención de imágenes aéreas multiespectrales de campos de cultivos a partir de dos imágenes aéreas de una sola banda espectral, este procedimiento es llamado registro de imágenes. En el primer capítulo, se presenta el registro de imágenes como una tarea crucial en el procesamiento de imágenes digitales y particularmente en aplicaciones de percepción remota. La percepción remota es empleada para el monitoreo de cultivos en el proyecto que viene realizando la Pontificia Universidad Católica del Perú y el Centro Internacional de la Papa denominado “Agricultura de Precisión para la Producción de Cultivos de Seguridad Alimentaria y de Agro Exportación”. En el segundo capítulo, se presenta diversos métodos empleados para el registro de imágenes y se propone un método basado en la transformada discreta de wavelets. El algoritmo propuesto es el Dual Tree- Complex Wavelet Transform (DT-CWT), utilizado en el registro de imágenes de diferentes espectros; debido a que presenta ventajas como la multiresolución y su sensibilidad de direccionamiento para resaltar características significativas en las imágenes. En el tercer capítulo, se explica el desarrollo del algoritmo en la herramienta matemática MATLAB. En la primera etapa se obtienen los coeficientes de wavelets, estos deben ayudar a resaltar detalles en las imágenes de la mejor manera posible. En la segunda etapa se muestra la implementación del algoritmo (DT-CWT) con bancos de filtros y finalmente se utiliza la correlación cruzada para poder realizar el registro. Finalmente, se muestra la evaluación del algoritmo en las primeras pruebas se empleo la imagen de Lena y posteriormente se utilizó imágenes de campos de cultivo de olivo y camote. Asimismo, se presentan las conclusiones y recomendaciones del presente trabajo.

La presente monografía propone un sistema de localización e identificación automática de placas de vehículos, a partir del reconocimiento de los caracteres (letras y números) presentes en los mismos. A diferencia de otros sistemas existentes, esta propuesta de procesamiento digital de imágenes se basaría en las características de los vehículos existentes en el Perú, los cuales cuentan con dos formatos de placas: tres o dos letras, un guión, y tres o cuatro dígitos, respectivamente. Este trabajo esta dividido en cuatro capítulos. A manera de introducción se describen los requerimientos que justifican el desarrollo del sistema, en función al uso específico de diferentes aplicaciones prácticas. En el primer capítulo se señalan las características del sistema propuesto y las consideraciones que se toman en cuenta para delimitar los márgenes de su aplicación. En el segundo capítulo se describe detalladamente el desarrollo del sistema planteado a partir de dos procesos: entrenamiento y reconocimiento. Se indica que el sistema se basa en las características geométricas de los vehículos con la finalidad de determinar la localización central de la placa a partir del empleo de técnicas de procesamiento de imágenes y redes neuronales en el reconocimiento de los caracteres. Para ello, se incluye la descripción del proceso de entrenamiento inicial de las redes neuronales que permiten encontrar los parámetros calibradores del sistema y se señalan los reajustes realizados al sistema inicial con el fin de obtener mejores resultados. En el tercer capítulo se analizan los datos de las pruebas experimentales, mostrándose que no toda la tarea de reconocimiento se debe dejar a las redes neuronales y se señala la necesidad de adición de un bloque de confirmación de salida que permita mejorar la eficiencia del sistema. Por último, en el cuarto capítulo se exponen las recomendaciones y se termina con un apartado para las conclusiones en las que se incluye la verificación del funcionamiento óptimo del sistema propuesto.

La prueba baciloscópica de la tuberculosis es la forma de diagnóstico microscópico más utilizado para combatir la enfermedad en los países pobres o subdesarrollados debido a su bajo costo y rapidez. Sin embargo, la realización de esta prueba es un proceso tedioso, extenuante y requiere de un especialista debidamente capacitado. Por ello, en el presente trabajo se presenta un algoritmo automatizado para la detección y conteo de bacilos de tuberculosis presentes en imágenes de muestras de esputo mediante la utilización de técnicas de procesamiento de imágenes digitales. Se analizaron diferentes espacios de color para hallar aquella capa o canal de color que posea un mayor contraste entre las intensidades de color de los píxeles de los bacilos y del fondo. Para esto se hizo un análisis de los histogramas mediante las gráficas de las características operativas del receptor. Para la segmentación de los bacilos, el presente trabajo desarrolló una técnica de umbralización adaptativa utilizando el método de Otsu para hallar el óptimo valor umbral. Luego, los objetos detectados son clasificados como bacilos o no-bacilos mediante un árbol de clasificación utilizando características de área y excentricidad. El algoritmo desarrollado presenta niveles de sensibilidad, especificidad y exactitud mayores a 90% y tiene un tiempo de ejecución de aproximadamente 9 segundos por campo (15 minutos para 100 campos). Cabe resaltar que, a diferencia de investigaciones previas, la presente tesis buscó desarrollar un algoritmo tanto de segmentación de los bacilos, como de su clasificación, e implementarlo en un microscopio automatizado para el diagnóstico automático de la enfermedad en tiempo real. Con esta finalidad, se implementó el algoritmo desarrollado con el programa Matlab® en un lenguaje de programación C++, obteniendo un programa capaz de interactuar con otros programas como el del control de la cámara digital. Se espera que este trabajo sirva de base para próximos estudios orientados a automatizar el proceso de diagnóstico de la enfermedad de una manera más óptima y veloz.

La presente tesis titulada “Sistema Cliente-Servidor para Visión de un Robot Móvil usando una Wireless Lan” tiene por finalidad, analizar, desarrollar y demostrar el modo de aplicación de un Sistema Cliente-Servidor que transmite imágenes digitales, captadas por un robot móvil hacia una PC remota o servidor. Para lograr este objetivo se ha diseñado una red inalámbrica usando la especificación IEEE802.11b (llamado Wi-Fi), que es el estándar más difundido para redes de área local inalámbricas. Esta red consiste de un Punto de Acceso y de una tarjeta inalámbrica en el robot móvil, ambos elementos enlazándose por los canales de radio adecuados en la banda de frecuencia seleccionada; también se ha desarrollado un software cliente servidor que en el lado del robot móvil cumple las tareas de captación, empaquetamiento y transmisión de imágenes y en el lado del servidor las tareas de recepción, almacenamiento y visualización de las imágenes en pantalla para monitorear la exploración del robot. Estas aplicaciones de red se realizaron usando el estándar WinSock en el entorno de programación visual. La investigación teórica previa a la implementación incluyo tópicos de robótica móvil, soluciones anteriores de cliente-servidor en robot móviles, redes de computadoras, librerías software de funciones de red, un amplio estudio de las redes inalámbricas con énfasis en las redes de área local inalámbricas (WLAN) explicando las distintas tecnologías, comparando sus características, modos de funcionamiento, técnicas de transmisión y ventajas. Finalmente se define el estándar IEEE802.11b describiendo sus topologías de red, capa física y subcapa de control de acceso al medio. El sistema final desarrollado en su conjunto, hardware y software, le permite al robot móvil estar conectado a una PC remota para poderle monitorear, vislumbrar y supervisar sus funciones, consiguiendo controlar a tiempo real lo que ocurre en su centro de operaciones (hogar, comercio y oficinas). Este sistema permitirá garantizar la seguridad y eficiencia de los servicios atendidos, así como la protección de la inversión permitiendo actuar en la brevedad ante cualquier desperfecto o peligro en la interacción hombre-maquina; proporcionando el bienestar de la colectividad atendida que es el objeto de toda obra humana final.

We introduce a novel methodology for locally updating an existing 3D solid model of a complex monumental structure with the geometric information provided by a 3D mesh (point cloud) extracted from the digital survey of a specific sector of a monument. Solid models are fundamental for engineering analysis and conservation of monumental structures of the cultural heritage. Finite elements analysis (FEA), the most versatile and commonly used tool for the numerical simulation of the static and dynamic response of large structures, requires 3D solids which accurately represent the outside as well as the inside geometry and topology of the domain to be analyzed. However, the structural changes introduced during the lifetime of the monument and the damage caused by anthropogenic and natural factors contribute to producing complex geometrical configurations that may not be generated with the desired accuracy in standard CAD solid modeling software. On the other hand, the development of digital techniques for surveying historical buildings and cultural monuments, such as laser scanning and photogrammetric reconstruction, has made possible the creation of accurate 3D mesh models describing the geometry of those structures for multiple applications in heritage documentation, preservation, and archaeological interpretations. The proposed methodology consists of a series of procedures which utilize image processing, computer vision, and computational geometry algorithms operating on entities defined in the Solid Modeling space and the Mesh space. The operand solid model is defined as the existing solid model to be updated. The 3D mesh model containing new surface information is first aligned to the operand solid model via 3D registration and, subsequently, segmented and converted to a provisional solid model incorporating the features to be added or subtracted. Finally, provisional and operand models are combined and data is transferred through regularized Boolean operations performed in a standard CAD environment. We test the procedure on the Main Platform of the Huaca de la Luna, Trujillo, Peru, one of the most important massive earthen structures of the Moche civilization. Solid models are defined in AutoCAD while 3D meshes are recorded with a Faro Focus laser scanner. The results indicate that the proposed methodology is effective at transferring complex geometrical and topological features from the mesh to the solid modeling space. The methodology preserves, as much as possible, the initial accuracy of meshes on the geometry of the resultant solid model which would be highly difficult and time consuming using manual approaches. / Tesis

Los sistemas de reconocimiento óptico de caracteres (OCR) constituyen un tema activo de investigación. El principal problema es el porcentaje de efectividad que se obtiene en el reconocimiento de caracteres manuscritos, esto es debido a la naturaleza de estos caracteres, la tipografía, la resolución de la imagen, iluminación y otros factores. Los sistemas que reconocen números manuscritos tienen diversas aplicaciones (reconocimiento de cantidades numéricas sobre cheques bancarios, facturas, planillas de conteo de votos electorales, encuestas, etc.), para los cuales se necesita que la tasa de acierto al reconocer los números sea muy elevada (reconocimiento mayor 90% y error cercano 0%). Para lograr esto se implementó un módulo de reconocimiento basado en redes neuronales haciendo uso del toolbox de MATLAB. El módulo de reconocimiento tiene las siguientes etapas: una primera etapa es la segmentación que se encarga de separar la imagen de valor numérico en dígitos individuales, la segunda etapa se encarga de la normalización para obtener muestras parecidas paro lo cual se realiza corrección de la inclinación, espesor del trazo y tamaño, y una última etapa es la clasificación para lo cual se usó la red neuronal de topología “backpropagation”. Luego de las pruebas respectivas se obtuvo un reconocimiento de 95.9% con un porcentaje de error 0.8%, estas pruebas se realizaron con números de buena escritura. Se realizó otras pruebas con una base de datos de números manuscritos (MNIST, base de datos del National Institute of Standards and Technology) con la cual se obtuvo un reconocimiento del 90.11% y error 3.67%. Con esto se puede concluir que la metodología desarrollada es buena cuyas etapas se pueden optimizar para obtener mejores resultados.

Este documento muestra el diseño de un sistema de registro de imágenes orientado a la agricultura de precisión en la producción de papa. Dicho sistema tiene como propósito la generación de mosaicos a partir de conjuntos de imágenes multiespectrales de campos de cultivo tomadas a cierto nivel sobre la superficie terrestre y bajo diferentes puntos de vista. La creación de esta imagen global busca obtener información correctamente localizada de la energía absorbida por la vegetación, de tal manera que se pueda definir con precisión su nivel nutricional en regiones e instantes determinados.