[EN] The evaluation of the quality of food products is a constant concern for the different actors in the production chain and requires the use of a number of analytical methods: physical, chemical, biochemical and sensory; which are destructive, time-consuming, are expensive, laborious and, in the case of sensory, subjective, which makes its application process online. Unlike traditional methodologies, hyperspectral imaging technology emerges as a non-destructive tool for quality assessment. In the Amazon Region (Peru) quality evaluation is performed with traditional methodologies, which has significant limitations as, for example, late detection of infections in crops, if coffee rust; the inability to determine adulteration, if the presence of starch in cheese; or, the subjective classification as quality standards, case marbling of beef. On the other hand, the application of hyperspectral imaging technology requires a series of steps for obtaining, processing and analysing information, which have been developed and implemented by various researchers, but have not been unified in one system and procedures for use by users unfamiliar with the depth of the computer analysis. In this context, this thesis has been planned in order to develop an IT application for the use of hyperspectral imaging technology to assess the quality of three food products in the Amazon Region (Peru). For this purpose it was necessary to create a number of subsystems, modules and routines, which were subsequently implemented by user windows (Guides) and functions using the mathematical software Matlab 2010ª. The applicability of the developed system was tested in three case studies: detecting the degree of rust infection in samples of coffee leaves detecting adulteration in samples of fresh cheese with starch at different concentrations, and classification according to samples marbling standards beef. As a result of the system development, the developed IT toolswere implemented in a software that allows easy use of them and that is compatible with the system by reflectance imaging. As for the cases studied, the analysis results of early infection coffee leaf rust, showed statistically significant differences from the analysis judges attributable to the increased sensitivity of the system. For the analysis of fresh cheese adulteration has been shown that the application of the hyperspectral imaging technique to detect adulteration cornmeal in cheese, based on the relationship between the reflectance and the starch content in samples of fresh cheese. Also, the implemented methodology, based on hyperspectral imaging technology, proved to be valid for the determination of the quality of beef based on the Japanese standard of marbling. An advanced version of the software could be patented and transferred to industry, at a later stage to the realization of this thesis. Such software could be designed so that could include progressively new useful tools in quality control of other agro-food processes. / [ES] La evaluación de la calidad de los productos agroalimentarios es una preocupación constante para los diversos actores de la cadena agroproductiva y requiere del uso de una serie de métodos de análisis: físicos, químicos, bioquímicos y sensoriales; los cuales son destructivos, demandan mucho tiempo, son costosos, laboriosos y, en el caso de los sensoriales, subjetivos, lo cual dificulta su aplicación en procesos en línea. Frente a las metodologías tradicionales, la tecnología de imágenes hiperespectrales surge como una herramienta no destructiva de evaluación de la calidad. En la Región Amazonas (Perú) la evaluación de la calidad se realiza con las metodologías tradicionales, lo cual presenta importantes limitaciones como, por ejemplo, la detección tardía de infecciones en cultivos, caso de la roya del café; la imposibilidad de determinar adulteraciones, caso de la presencia de almidón en queso fresco; o bien, la clasificación subjetiva según estándares de calidad, caso del marmoleado de carne de res. Por otro lado, la aplicación de la tecnología de imágenes hiperespectrales requiere de una serie de pasos para la obtención, procesado y análisis de la información, los cuales han sido desarrollados y aplicados por diversos investigadores, pero que no han sido unificados en unsistema y procedimiento para su uso por usuarios no familiarizados con la profundidad del análisis informático. En este contexto, la presente tesis doctoral se plantea con el fin de desarrollar una aplicación informática para el uso de la tecnología de imágenes hiperespectrales en la evaluación de la calidad de tres productos agroalimentarios de la Región Amazonas (Perú). Para ello, fue necesario crear una serie de subsistemas, módulos y rutinas, que posteriormente fueron implementadas mediante ventanas de usuario (Guides) y funciones, empleando el software matemático Matlab 2010ª. La aplicabilidad del sistema desarrollado se probó en tres casos de estudio: detección del grado de infección por roya en muestras de hojas de café, detección de la adulteración en muestras de queso fresco con almidón a distintas concentraciones, y clasificación según estándares de marmoleado de muestras de carne de res. Como resultado del desarrollo del sistema, las herramientas informáticas desarrolladas se implementaron en un software que permite fácil uso de las mismas y que es compatible con el sistema de adquisición de imágenes mediante en modo de reflactancia. En cuanto a los casos estudiados, los resultados del análisis de la infección temprana por roya en hojas de café, muestrandiferencias estadísticamente significativas con respecto al análisis por jueces, atribuiblesa la mayor sensibilidad del sistema. Para el análisis de la adulteración queso fresco se ha demostrado que la aplicación de la técnica de imágenes hiperespectrales permite detectar la adulteración por harina de maíz en queso fresco, en base a la relación entre la reflactanciay el contenido de almidón en muestras de queso fresco. Asimismo, la metodología implementada, basada en tecnología de imágenes hiperespectrales, probo ser válida para la determinación de la calidad de carne de res en base a la norma japonesa de marmoleado. Una versión avanzada del software podría ser patentada y transferida a la industria, en una fase posterior a la realización de esta tesis doctoral. Dicho software podría ser diseñado de tal forma que pudiera incluir de forma progresiva nuevas herramientas útiles en el control de calidad de otros procesos agroalimentarios. / [CA] L'avaluació de la qualitat dels productes agroalimentaris és una preocupació constant per als diversos actors de la cadenaagroproductiva i requereix de l'ús d'una sèrie de mètodes d'anàlisis: físics, químics, bioquímics i sensorials; els quals són destructius, demanden molt temps, són costosos, laboriosos i, en el cas dels sensorials, subjectius, la qual cosa dificulta la seua aplicació en processos en línia. Enfront de les metodologies tradicionals, la tecnologia d'imatges hiperespectrals sorgeix com una eina no destructiva d'avaluació de la qualitat. En la Regió Amazones (Perú) l'avaluació de la qualitat es realitza amb les metodologies tradicionals, la qual cosa presenta importants limitacions com, per exemple, la detecció tardana d'infeccions en cultius, cas de la roia del cafè; la impossibilitat de determinar adulteracions, cas de la presència de midó en formatge fresc; o bé, la classificació subjectiva segons estàndards de qualitat, cas del marmolejat de carn de cap de bestiar. D'altra banda, l'aplicació de la tecnologia d'imatges hiperespectrals requereix d'una sèrie de passos per a l'obtenció, processament i anàlisi de la informació, els quals han sigut desenvolupats i aplicats per diversos investigadors, però que no han sigut unificats en un únic sistema i procediment per al seu ús per usuaris no familiaritzats amb la profunditat de l'anàlisi informàtica. En aquest context, la present tesi doctoral es planteja amb la finalitat de desenvolupar una aplicació informàtica per a l'ús de la tecnologia d'imatgeshiperespectrals en l'avaluació de la qualitat de tres productes agroalimentaris de la Regió Amazones (Perú). Per a açò, va ser necessari crear una sèrie de subsistemes, mòduls i rutines, que posteriorment van ser implementades mitjançant finestres d'usuari (Guides) i funcions, emprant el programari matemàtic Matlab 2010ª. L'aplicabilitat del sistema desenvolupat es va provar en tres casos d'estudi: detecció del grau d'infecció per roia en mostres de fulles de cafè, detecció de l'adulteració en mostres de formatge fresc amb midó a diferents concentracions, i classificació segons estàndards de marmolejat de mostres de carn de cap de bestiar. Com a resultat del desenvolupament del sistema, les eines informàtiques desenvolupades es van implementar en un programari que permet un fàcil ús de les mateixes i que és compatible amb el sistema d'adquisició d'imatges mitjançant reflactància. Quant als casos estudiats, els resultats de l'anàlisi de la infecció primerenca per roia en fulles de cafè, mostren diferències estadísticament significatives pel que fa a l'anàlisi per jutges, atribuïbles a la major sensibilitat del sistema. Per a l'anàlisi de l'adulteració formatge fresc s'ha demostrat que l'aplicació de la tècnica d'imatges hiperespectrals permet detectar l'adulteració per farina de dacsa en formatge fresc, sobre la base de la relació entre la reflactpància i el contingut de midó en mostres de formatge fresc. Així mateix, la metodologia implementada, basada en tecnologia d'imatges hiperespectrals, va provar ser vàlida per a la determinació de la qualitat de carn de cap de bestiar sobre la base de la norma japonesa de marmolejat. Una versió avançada del programari podria ser patentada i transferida a la indústria, en una fase posterior a la realització d'aquesta tesi doctoral. Aquest programari podria ser dissenyat de tal forma que poguera incloure de forma progressiva noves eines útils en el control de qualitat d'altres processos agroalimentaris. / Castro Silupu, WM. (2016). Aplicación de la tecnología de imágenes hiperespectrales al control de calidad de productos agroalimentarios de la región de Amazonas (Perú) [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/63250

Programa de Doctorado “Sistemas industriales, computación y reconocimiento de formas”. / Proyecto de investigación “Sistema de visión para navegación autónoma” (CICYT TAP98-0333-C03-03).

El desarrollo de este trabajo, presenta el diseño de un sistema de visión artificial, capaz de medir Annona Cherimola Mill (Chirimoya) del ecotipo Aurora, las cuales provienen de la comunidad de Callahuanca, para posteriormente clasificar aquellas que cumplan con una dimensión de 10 x 12 cm empleando para la etapa de procesamiento: Ajuste de contraste y para la etapa de segmentación, Cierre, Apertura y Código Cadena; los métodos seleccionados cumplen con los tiempos de computo de diseño. Fue posible clasificar exitosamente 91 de 91 Chirimoyas de Categorías Extra y Primera estudiadas con un 100% de efectividad, una precisión de medida de 0,35mm y un error permisible de 2,18mm. Las pruebas se efectuaron en un prototipo diseñado para tal motivo y no en el equipo final; el error obtenido durante las pruebas es menor al establecido en los requerimientos en cuanto a la selección del fruto. En la memoria descriptiva, se presentan los cálculos referentes a la selección del dispositivo de captura, lentes y requerimientos de la iluminación empleando la metodología de diseño VDI-2221. El control del banco de pruebas, empleado para validar los algoritmos realizados, se realizó con un PLC y para realizar el procesamiento de imágenes, se optó por un computador de escritorio con procesador Intel R Core i5 CPU 2.53GHz junto con una cámara con comunicación USB 3.0. El diseño mecánico-eléctrico no es motivo de estudio en la presente investigación. / Tesis

En este proyecto, un brazo robot permitirá seleccionar objetos (tornillos, tuercas, llaveros, etc) que se encuentran en una mesa, independiente de la posición y orientación. El problema se aborda mediante un esquema de Visión Artificial consistente en 6 etapas: obtención de la imagen, preprocesamiento, segmentación, extracción de características, clasificación y manipulación con el brazo robot. / Tesis

The human visual ability to perceive depth looks like a puzzle. We perceive three-dimensional spatial information quickly and efficiently by using the binocular stereopsis of our eyes and, what is mote important the learning of the most common objects which we achieved through living. Nowadays, modelling the behaviour of our brain is a fiction, that is why the huge problem of 3D perception and further, interpretation is split into a sequence of easier problems. A lot of research is involved in robot vision in order to obtain 3D information of the surrounded scene. Most of this research is based on modelling the stereopsis of humans by using two cameras as if they were two eyes. This method is known as stereo vision and has been widely studied in the past and is being studied at present, and a lot of work will be surely done in the future. This fact allows us to affirm that this topic is one of the most interesting ones in computer vision.The stereo vision principle is based on obtaining the three dimensional position of an object point from the position of its projective points in both camera image planes. However, before inferring 3D information, the mathematical models of both cameras have to be known. This step is known as camera calibration and is broadly describes in the thesis. Perhaps the most important problem in stereo vision is the determination of the pair of homologue points in the two images, known as the correspondence problem, and it is also one of the most difficult problems to be solved which is currently investigated by a lot of researchers. The epipolar geometry allows us to reduce the correspondence problem. An approach to the epipolar geometry is describes in the thesis. Nevertheless, it does not solve it at all as a lot of considerations have to be taken into account. As an example we have to consider points without correspondence due to a surface occlusion or simply due to a projection out of the camera scope.The interest of the thesis is focused on structured light which has been considered as one of the most frequently used techniques in order to reduce the problems related lo stereo vision. Structured light is based on the relationship between a projected light pattern its projection and an image sensor. The deformations between the pattern projected into the scene and the one captured by the camera, permits to obtain three dimensional information of the illuminated scene. This technique has been widely used in such applications as: 3D object reconstruction, robot navigation, quality control, and so on. Although the projection of regular patterns solve the problem of points without match, it does not solve the problem of multiple matching, which leads us to use hard computing algorithms in order to search the correct matches.In recent years, another structured light technique has increased in importance. This technique is based on the codification of the light projected on the scene in order to be used as a tool to obtain an unique match. Each token of light is imaged by the camera, we have to read the label (decode the pattern) in order to solve the correspondence problem. The advantages and disadvantages of stereo vision against structured light and a survey on coded structured light are related and discussed. The work carried out in the frame of this thesis has permitted to present a new coded structured light pattern which solves the correspondence problem uniquely and robust. Unique, as each token of light is coded by a different word which removes the problem of multiple matching. Robust, since the pattern has been coded using the position of each token of light with respect to both co-ordinate axis. Algorithms and experimental results are included in the thesis. The reader can see examples 3D measurement of static objects, and the more complicated measurement of moving objects. The technique can be used in both cases as the pattern is coded by a single projection shot. Then it can be used in several applications of robot vision.Our interest is focused on the mathematical study of the camera and pattern projector models. We are also interested in how these models can be obtained by calibration, and how they can be used to obtained three dimensional information from two correspondence points. Furthermore, we have studied structured light and coded structured light, and we have presented a new coded structured light pattern. However, in this thesis we started from the assumption that the correspondence points could be well-segmented from the captured image. Computer vision constitutes a huge problem and a lot of work is being done at all levels of human vision modelling, starting from a)image acquisition; b) further image enhancement, filtering and processing, c) image segmentation which involves thresholding, thinning, contour detection, texture and colour analysis, and so on. The interest of this thesis starts in the next step, usually known as depth perception or 3D measurement.

El síndrome de Guillain Barré es una polirradiculoneuropatía de evolución aguda o sub aguda que ataca progresivamente el sistema nervioso central impidiendo el movimiento de una persona progresivamente, empieza en los brazos y piernas y se extiende hasta el cuello, en el 50% de los casos se requiere de un ventilador mecánico, por lo que se considera una enfermedad critica, el problema de la enfermedad es que dificulta la comunicación entre los pacientes y su entorno, esto hace que durante el ciclo de la enfermedad, 1 año aproximadamente, este paciente presente complicaciones por la falta de comunicación. El presente proyecto de tesis está enfocado a desarrollar un Sistema de Visión artificial, basado en la detección de los movimientos del ojo que permitió solucionar el problema de la falta de comunicación de los pacientes con síndrome de Guillain Barre del Hospital Nacional Almanzor Aguinaga Asenjo. El SVA presenta una interfaz con algunos mensajes predefinidos, así como un teclado para escribir un mensaje propio, dirigiendo la mirada hacia el lugar que quieren realizar el “click”, referenciándose por un puntero que le permitirá asegurar el lugar exacto donde quiere clickear, para esto se usara la técnica de “tracking eye” o técnica de seguimiento de los ojos, mediante el uso de una cámara para captar los movimientos del ojo y poder usarlo en el sistema de visión artificial, que se desarrollara en base a la metodología propuesta por Kong y Nilson (2005), que consta de 3 etapas, la representación de la imagen, el procesamiento de la imagen y el análisis de la misma. La población de esta tesis es no probabilística por lo que se realiza en los 5 pacientes con SGB que se encontraban hospitalizados durante la realización de esta tesis.

La realidad aumentada es una tecnología que permite la creación de uno o varios espacios físicos en los que interactúan objetos generados por computadora, con elementos que existen en nuestra realidad, cuyas características son la interactividad en tiempo real. Durante el desarrollo de este trabajo se presentarán de forma teórica las definiciones y características de esta tecnología, además de cómo se interrelaciona con la disciplina de visión por computador para el diseño de los métodos de seguimiento. Adicionalmente, se hará una breve descripción de las herramientas de software empleadas, como las librerías de código abierto OpenGL y OpenCV, siendo la primera aquella que permitirá superponer información a manera de imágenes cuando un marcador sea detectado; y la segunda es una librería que se empleará para la inicialización de la cámara en el entorno C++, así como la administración y gestión de la pila de memoria. En una primera instancia se presentaran 3 propuestas de modelos de detección de marcadores, las propuestas planteadas hacen uso de los métodos de binarización adaptiva, detección de contornos, detección de gradientes, bordes y finalmente detección de esquinas. El modelo que más se ajustó a los objetivos fue el de binarización adaptiva con detección de contornos. A partir de ese punto el nuevo objetivo de trabajo será trasladar el modelo, desarrollado en un computador, a una plataforma de desarrollo móvil. La plataforma que más se ajusta a las necesidades del proyecto es la plataforma ODROID, debido a que sobre todo es capaz de ejecutar el sistema operativo Android y muchas variantes de Linux. Finalmente, la localización del algoritmo de detección en la plataforma ODROID hará uso de la librería OpenCV para Android, así como de la Interfaz Nativa de Java (JNI) y la librería OPENGL ES para dispositivos móviles. El objetivo final es detectar correctamente un marcador, y además renderizar una figura sobre el marcador detectado. Esta imagen debe seguir el movimiento del marcador a través de la pantalla.

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D.L. A 129-2008