El seguimiento múltiple de personas en escenas reales es un tema muy importante en el campo de Visión Computacional dada sus múltiples aplicaciones en áreas como en los sistemas de vigilancia, robótica, seguridad peatonal, marketing, etc., además de los retos inherentes que representa la identificación de personas en escenas reales como son la complejidad de la escena misma, la concurrencia de personas y la presencia de oclusiones dentro del video debido a dicha concurrencia. Existen diversas técnicas que abordan el problema de la segmentación de imágenes y en particular la identificación de personas, desde diversas perspectivas; por su parte el presente trabajo tiene por finalidad desarrollar una propuesta basada en Histograma de Orientación de Gradientes (HOG) para el seguimiento múltiple de personas basado en video. El procedimiento propuesto se descompone en las siguientes etapas: Procesamiento de Video, este proceso consiste en la captura de los frames que componen la secuencia de video, para este propósito se usa la librería OpenCV de tal manera que se pueda capturar la secuencia desde cualquier fuente; la siguiente etapa es la Clasificación de Candidatos, esta etapa se agrupa el proceso de descripción de nuestro objeto, que para el caso de este trabajo son personas y la selección de los candidatos, para esto se hace uso de la implementación del algoritmo de HOG; por último la etapa final es el Seguimiento y Asociación, mediante el uso del algoritmo de Kalman Filter, permite determinar las asociaciones de las secuencias de objetos previamente detectados. La propuesta se aplicó sobre tres conjuntos de datos, tales son: TownCentre (960x540px), TownCentre (1920x1080px) y PETS 2009, obteniéndose los resultados para precisión: 94.47%, 90.63% y 97.30% respectivamente. Los resultados obtenidos durante las experimentaciones validan la propuesta del modelo haciendo de esta una herramienta que puede encontrar múltiples campos de aplicación, además de ser una propuesta innovadora a nivel nacional dentro del campo de Vision Computacional. / Tesis

Convolutional sparse representations and convolutional dictionary learning are mathematical models that consist in representing a whole signal or image as a sum of convolutions between dictionary filters and coefficient maps. Unlike the patch-based counterparts, these convolutional forms are receiving an increase attention in multiple image processing tasks, since they do not present the usual patchwise drawbacks such as redundancy, multi-evaluations and non-translational invariant. Particularly, the convolutional dictionary learning (CDL) problem is addressed as an alternating minimization between coefficient update and dictionary update stages. A wide number of different algorithms based on FISTA (Fast Iterative Shrinkage-Thresholding Algorithm), ADMM (Alternating Direction Method of Multipliers) and ADMM consensus frameworks have been proposed to efficiently solve the most expensive steps of the CDL problem in the frequency domain. However, the use of the existing methods on large sets of images is computationally restricted by the dictionary update stage. The present thesis report is strategically organized in three parts. On the first part, we introduce the general topic of the CDL problem and the state-of-the-art methods used to deal with each stage. On the second part, we propose our first computationally efficient method to solve the entire CDL problem using the Accelerated Proximal Gradient (APG) framework in both updates. Additionally, a novel update model reminiscent of the Block Gauss-Seidel (BGS) method is incorporated to reduce the number of estimated components during the coefficient update. On the final part, we propose another alternative method to address the dictionary update stage based on APG consensus approach. This last method considers particular strategies of theADMMconsensus and our first APG framework to develop a less complex solution decoupled across the training images. In general, due to the lower number of operations, our first approach is a better serial option while our last approach has as advantage its independent and highly parallelizable structure. Finally, in our first set of experimental results, which is composed of serial implementations, we show that our first APG approach provides significant speedup with respect to the standard methods by a factor of 1:6 5:3. A complementary improvement by a factor of 2 is achieved by using the reminiscent BGS model. On the other hand, we also report that the second APG approach is the fastest method compared to the state-of-the-art consensus algorithm implemented in serial and parallel. Both proposed methods maintain comparable performance as the other ones in terms of reconstruction metrics, such as PSNR, SSIM and sparsity, in denoising and inpainting tasks. / Tesis

El desarrollo del turismo en los ambientes submarinos es una actividad con alto potencial gracias a las características de estos entornos, ideales para el desarrollo de este sector. No obstante, el desarrollo actividades en los entornos submarinos pueden causar consecuencias irreparables, como el aumento de la contaminación y agobio de las especies submarinas debido a la fragilidad de los ecosistemas presentes. Una solución para promover el ecoturismo es el uso de los recorridos virtuales construidos a partir de información obtenida de estos entornos. Para ello, se requieren sistemas destinados a la adquisición de estos datos, los cuales se pueden encontrar en el mercado, pero presentan diseños rígidos y son de alto costo. Debido a ello, se plantea el desarrollo de una tecnología de bajo costo que permita la adquisición de los datos necesarios para la reconstrucción virtual de los ambientes submarinos y permita su uso por una buzo o un vehículo submarino. El presente trabajo de tesis forma parte del proyecto Concytec 161-2020 - Sistema de Fotogrametría Submarina y Visión por Computadora Avanzado para generación de videos 360° y modelos virtuales digitales de sectores submarinos con potencial turístico en el Perú. El documento desarrolla el diseño de un sistema de adquisición de imágenes submarinas de tres cámaras para obtener información de los ambientes de interés para la generación de recorridos virtuales hasta una profundidad máxima de 750 m. Este sistema es capaz de estimar su desplazamiento relativo y obtener su orientación para generar imágenes georreferenciadas y reducir el tiempo de generación de los ambientes virtuales. Este sistema cuenta con dos configuraciones para ser usado por un buzo profesional (hasta una profundidad mínima de 60 m) o un ROV submarino, lo cual destaca ante los sistemas comerciales enfocados únicamente a uno de estos modos de uso. El trabajo consta del diseño de tres dominios principales. (i) El sistema mecánico se compone de una estructura de soporte conformada por perfiles estructurales y cuatro contendores cilíndricos que contienen a los elementos electrónicos. (ii) El sistema electrónico cuenta con circuitos diseñados para el sensado del voltaje de batería y protección ante ingreso de agua, realizando simulaciones para verificar su funcionamiento. A su vez, se realizó la selección de los componentes electrónicos y fuente de alimentación. En el desarrollo de (iii) la etapa de control, se realizó el diseño de la interfaz y se propuso una estrategia de control de iluminación adaptativo basada en la diferencia de luminosidad entre la imagen sensada y la imagen con iluminación óptima; esta última es obtenida al aplicar una ecualización de histograma a la imagen original. Por otra parte, se simuló un algoritmo de estimación de desplazamiento basado en el filtro de Kalman, el cual mostró una desviación significante entre el valor real y estimado de desplazamiento. Para comprobar el funcionamiento del sistema, se implementó un prototipo enfocado únicamente a su modo de uso por buzo. Las pruebas realizadas demuestran que el sistema es capaz de aislar los componentes eléctricos y electrónicos ante el entorno acuático. Por otra parte, se comprobó que el tiempo de operación del prototipo es mayor a 120 minutos. Finalmente, se realizaron pruebas del control de iluminación donde se concluyó que la iluminación óptima es tal que el error generado no cambia al aumentar la intensidad de luz que proveen las luces submarinas.

En el presente trabajo se da un primer paso en la investigación en el área de juegos basados en blockchain. Estos juegos suponen un nuevo paradigma de inversión capaz de generar beneficios y pérdidas millonarias, por lo que se propone desarrollar diversas propuestas que ordenen las distintas opciones según su potencial como inversión, a fin de actuar como un asistente en la toma de decisiones. Para dicho fin, se estudian los principales algoritmos de análisis de enlace, pues sus similitudes y características los hacen especialmente idóneos para tal propósito. En primer lugar, se lleva a cabo una revisión del estado del arte, a fin de encontrar cualquier estudio previo que aborde la misma problemática o, si más no, parte de la misma. Seguidamente, se realiza un estudio de las principales propuestas existentes dentro del área de análisis de enlaces, con el objetivo final de poder adaptarlas y desarrollar algoritmos propios específicos para esta investigación. Finalmente, se recolectan los datos necesarios para poder experimentar en último lugar con las propuestas teóricas planteadas. Se analizan los resultados obtenidos junto a los datos extraídos para comprender el comportamiento de cada algoritmo.

En este artículo se presenta una metodología innovadora para predecir un tiro penal en fútbol basado en la estimación de postura del jugador que ejecuta el disparo haciendo uso de dos herramientas de visión computacional como segmentación semántica en videos y la estimación de postura 3D mediante los métodos TAM y MMPose, respectivamente. Para ello, se construyó un corpus de videos de tiros penales y se han entrenado modelos de aprendizaje profundo para predecir la región del arco a la cual llegará el disparo. Los resultados muestran que el modelo llamado CNN 3D logra una mejor precisión con respecto a los otros modelos entrenados. Además, se ha medido la influencia de distintas partes del cuerpo con respecto a la tarea de predicción, mostrando que las piernas son las partes más influyentes. Por último, implementamos una herramienta web para el entrenamiento de porteros y jugadores de fútbol en tiros penales, ofreciendo de esta manera posibles mejoras en las tácticas de un disparo de tiro penal mediante el uso de la visión computacional. / This paper presents an innovative methodology for predicting a penalty kick in football based on the kicker’s pose estimation using two computer vision tools, such as semantic segmentation in videos and 3D pose estimation using the TAM and MMPose methods, respectively. For this purpose, a corpus of penalty kick videos was built and deep learning models were trained to predict the region of the goal where the kick should arrive. The results show that the CNN 3D model achieves better accuracy than the other trained models. Furthermore, the influence of different body parts on the prediction task was measured, showing that the legs are the most influential parts. Finally, we implemented a web-based tool to train goalkeepers and footballers in penalty kicks. This offers potential improvements in penalty kick tactics using computer vision.

En este proyecto se realizó el diseño mecánico de una cabina para el desarrollo de un simulador de vuelo. El simulador de vuelo consiste en un sistema que emule los movimientos de una aeronave y el manejo de ésta por parte de un piloto. Para ello, se planteó desarrollar un mecanismo paralelo de 6 GDL para emular los movimientos de la aeronave y diseñar una cabina en el que se encuentre el piloto y desde el cual éste pueda interactuar con el simulador. El diseño de la cabina se llevó a cabo siguiendo la metodología que se da en la norma VDI 2225, para lo cual se plantearon diferentes alternativas que permitieron seleccionar los componentes que debe de haber en la cabina para el entrenamiento del piloto. De acuerdo con los componentes seleccionados se realizó el diseño de los soportes necesarios, los cuales consistieron en un soporte para los monitores del sistema visual y un panel de instrumentos. Los cálculos de resistencia de la cabina se realizaron analíticamente usando modelos matemáticos simplificados y con la ayuda de un software de elementos finitos. Se realizaron los cálculos de esfuerzos de la cabina desde un sistema de referencia no inercial debido al movimiento acelerado de la cabina, en el que fue necesario agregar las fuerzas y momentos inerciales. El cálculo por elementos finitos se realizó usando el software ANSYS. De esta manera se determinó que los esfuerzos en la cabina debido a las aceleraciones máximas dadas por el mecanismo paralelo son menores a los admisibles, por lo que no fallará para estas condiciones de trabajo. Se decidió usar plástico reforzado en fibra de vidrio como material de la cabina. Este es un material compuesto cuyas propiedades mecánicas se determinaron usando la norma británica BS 4994. Por otra parte, los soportes serán hechos de acero estructural ASTM A36. Finalmente se realizó una estimación de costos de la cabina en el que el costo total resultó S/.12,727.

El presente trabajo de tesis introduce los conceptos generales relacionados a la metodología BIM, describiendo y enfocándose en la comunicación y gestión de la información, en el marco de la industria de la construcción del Perú. Asimismo, se analiza el valor agregado en la información suministrada por herramientas BIM-4D, orientado, no solo a beneficios cualitativos provenientes de la visualización del proyecto, sino principalmente en los atributos que brinda un modelo virtual, en el que se apoyan distintas actividades, procesos y técnicas, correspondientes a una correcta y efectiva planificación; desde, obtención de metrados y logística de materiales; hasta, programaciones diarias y semanales, asignación de espacios durante la construcción (“site-layout”), análisis de los procesos constructivos, identificación e implementación de plan de seguridad en obra y toma de decisiones anticipadas por parte de los participantes del proyecto de construcción. Se presenta un caso de aplicación BIM en un proyecto de edificaciones, llevando a la práctica lo planteado a lo largo del documento. El estudio evidencia aportes significativos en la etapa de planificación, logrando incrementar la confiabilidad de los planes, presentando oportunas y anticipadas decisiones, y contribuyendo a la constructabilidad, con el propósito de optimizar los proyectos haciéndolos más eficientes y sustentable.

Al 2020, y pasados menos de 8 años desde la primera exportación significativa de arándanos frescos, el Perú se ha consolidado como el mayor exportador de este fruto, ofreciéndolo en mercados como EEUU, la Unión Europea y China [4] [14]. La apertura de estos nuevos mercados trae consigo la obligación de cumplir estándares de calidad; en el caso de los arándanos, incluyendo rangos de calibre (diámetro mayor), color e incidencia de defectos superficiales. Si bien existen máquinas que automatizan por completo el proceso de selección de dichos frutos, sus costos son un impedimento para su adquisición en asociaciones de productores pequeños y medianos. En el Perú, este proceso es mayormente manual, complicando el cumplimiento adecuado de los estándares internacionales y suponiendo además riesgos ergonómicos para los operarios. De esta forma, surge la necesidad de una máquina para la clasificación de arándanos costeable por productores peruanos. En ese sentido, el presente trabajo de tesis detalla el proceso de diseño de un prototipo para la clasificación de arándanos según tamaño y características asociadas al color, mediante visión por computadora; poniéndose especial énfasis en la identificación de criterios de selección efectivos aplicados al análisis de imágenes del fruto. Bajo el enfoque de la metodología VDI 2221 y los métodos de diseño de la Universidad Tecnológica de Delft, se inicia con una revisión de los métodos más empleados en la industria para la clasificación de fruta, los parámetros de calidad cruciales para arándanos y el estado de la tecnología en clasificación de los mismos. Luego, se delimitan los requerimientos básicos para el diseño y se determinan posibles soluciones para un prototipo, las cuales fueron evaluadas cualitativamente. Seguidamente, se analiza una muestra de 100 arándanos con el fin de determinar características útiles para el diseño, y se realizan experimentos para comprobar el principio de funcionamiento del concepto de solución seleccionado. Posteriormente, se diseña un prototipo para la clasificación de arándanos, que incluye pruebas de visión por computadora para la estimación del calibre del fruto y la determinación de un criterio de selección asociado al color del mismo. Finalmente, se presentan los resultados de las pruebas, conclusiones y recomendaciones para la validación del diseño propuesto. Se busca que el producto de este estudio permita complementar trabajos previos y servir de base para próximas investigaciones, con el objetivo de conseguir implementar una máquina seleccionadora de arándanos que pueda competir en el mercado peruano.

La concha de abanico es una especie que está siendo muy requerida por el mercado nacional y principalmente internacional. Una de las etapas más importantes en su producción es el abastecimiento de semillas de conchas de abanico. Existen dos métodos para obtenerlas: una es mediante la captación natural y otra es a través de su producción en laboratorios especializados. Debido a los bajos volúmenes obtenidos a través de la captación natural, el Fondo Nacional de Desarrollo Pesquero (FONDEPES) ha implementado un centro para la producción de conchas de abanico en el Centro de Acuicultura La Arena, Playa El Basurero, Distrito Comandante Noel, Provincia de Casma, Departamento de Ancash. Es ahí donde se realiza la producción de semillas de conchas de abanico las cuales son alimentadas con microalgas, también producidas en el laboratorio a partir de cepas seleccionadas. Las larvas son monitoreadas diariamente por personal especializado, empleando un microscopio, para determinar su estado y volumen debido a que esta especie presenta una alta mortandad llegando en algunos casos a eliminar todo el volumen si es que no ha logrado el crecimiento adecuado debido a que son muy sensibles a varios factores como luz, temperatura, alimento, entre otros. / Tesis

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / El documento digital no refiere asesor / Realiza la simulación hidráulica de un sistema de agua potable en la localidad El Progreso, provincia de San Ignacio, departamento de Cajamarca. Determina la población futura y la demanda de agua para un periodo de diseño de 20 años. Analiza los diferentes tipos de captaciones y considerar la más factible para esta localidad. Determina la capacidad del reservorio de regulación. Analiza y determina la utilización de planta de tratamiento adecuada para esta localidad. Simula en Watercad las diferentes alternativas de abastecimiento de agua para la localidad El Progreso. / Tesis