INANOE Repositorio (Inst- Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
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Aumento de datos para tareas relacionadas al perfilado de autor
No full textThe principal motivation for the use of neural networks in author profiling is due to the incredible success of deep learning in complex tasks of natural language processing. According to the state of the art in the last PAN@CLEF conference, the teams with the best results used traditional learning techniques. In the eRisk tasks, the best performing system was built by extracting features in combination with an assemble of “bags of words.and different classifiers. What has been observed in these conferences is that models based on neural networks had not the expected success. One of the main problems in Machine Learning is the amount of labeled data that is available in the training phase, and it becomes more noticeable when using deep learning models. In the case of author profiling, obtaining this manually labeled data is time-consuming, expensive, and could also lead to legal problems due to the use of personal information. Given this problem, this work presents a study on the effect of data augmentation by increasing data at the structural level to the original training set and the effect it has on neural network algorithms in the detection of depression and anorexia. This thesis proposes a general scheme for increasing data with different strategies for selecting and replacing words, mainly focusing on the similarity relationships of words.Para resolver las tareas de perfilado de autor, la mayoría de los trabajos existentes se han enfocado en utilizar algoritmos de aprendizaje computacional en combinación con diferentes técnicas para extraer características. La obtención de dichas características requiere un análisis riguroso y en muchos casos es necesaria la intervención de expertos en el tema. Sin embargo, existen técnicas de aprendizaje computacional más complejas como las redes neuronales en donde la extracción de características se realiza de forma automática mediante una serie de abstracciones. La principal motivación para el uso de redes neuronales en perfilado de autor, es debido al increíble éxito del aprendizaje profundo en tareas complejas de procesamiento de lenguaje natural. De acuerdo al estado del arte, en la última conferencia del PAN@CLEF los equipos con mejores resultados utilizaron técnicas tradicionales de aprendizaje. Así también, en las tareas del eRisk el mejor sistema se construyó extrayendo características en combinación con un ensamble de bolsas de palabras y diferentes clasificadores. Lo que se ha podido observar en los diferentes reportes de estas conferencias es que los modelos de aprendizaje basados en redes neuronales han tenido el éxito esperado. Uno de los principales problemas en perfilado de autor es la cantidad de datos etiquetados con que se cuenta y se hace más notable cuando se utilizan modelos de aprendizaje profundo. En el caso de perfilado de autor la obtención de estos datos etiquetados manualmente consume mucho tiempo, son costosos, además se podría comprometer a problemas legales debido al uso de datos personales. Dada esta problemática este trabajo presenta un estudio sobre el efecto de agregar documentos nuevos, generados artificialmente, mediante aumento de datos a nivel estructural, al conjunto de entrenamiento original y el efecto que tiene en los algoritmos de redes neuronales aplicados en tareas relacionadas al perfilado de autor. Para ello, en esta tesis se propone un esquema general para el aumento de datos con diferentes estrategias de selección y reemplazo de palabras, principalmente enfocándose a las relaciones de similitud de las palabras. Gracias a los experimentos realizados fue posible concluir que el aumento de datos propuesto puede mejorar la predicción en tareas relacionadas al perfilado de autor, en comparación con no realizar aumento de datos y algoritmos existentes para el aumento de datos
Sistema de pulido determinístico para superficies ópticas con HyDRa
No full textThis work presents the deterministic hydrodynamic polishing system HyDRa, (HyDrodynamic Radial Polishing Tool) based on a polishing tool developed at the Instituto de Astronomia, UNAM. I have creatively participated in this multidisciplinary project since its initial stages. The HyDRa system represents a genuine technological development that has been patented, licensed and transferred. HyDRa is a modern deterministic polishing technique that compares to current polishing methods that allow for computer controlled finishing of complex optical surfaces. The HyDra system is based on a hydrodynamic polishing tool that generates a variabledensity abrasive flow that makes the production of high-quality optical surfaces of diverse materials possible. The tool comprises several stacked operational stages that generate a grazing abrasive flow with a predictable erosion footprint on the workpiece that removes material deterministically. An abrasive suspension/slurry (water and polishing grit) is fed to the tool’s first operational stage, where it is mixed with air at controlled pressure, in order to produce a variable-density abrasive foam. This foam then enters the rotational acceleartion chamber, where it is accelerated to high RPM. The abrasive foam is then expelled from the tool through a nozzle that forms between the workpiece and the tool’s output. The way in which the foam is expelled forms a hydrodynamic cushion with a central low-pressure zone (vacuum) and a perimetral high-pressure ring that surrounds the central low-pressure zone. These regions cancel each other out, which results in the tool floating over the workpiece without making contact and exerting zero force onto the surface to be polished. This has several advantages over other modern deterministic polishing techniques, in particular the capability of polishing ultra-thin surfaces, such as semiconductor wafers and optical membranes. This work also encompasses a recent innovation to the hydrodynamic polishing tool which adds a switching capacity to the tool that allows the polishing action to be interrupted without losing the stability of the operating parameters. This further improves the versatility and performance of the tool, since it is now possible to polish only the regions where the surface needs to be corrected, without the need to have to scan the entire surface and remove material where not necessary.Este trabajo presenta un sistema de pulido hidrodinámico llamado HyDRa (HyDrodynamic Radial Polishing Tool), desarrollado en el IAUNAM, en donde he participado creativamente de manera multidisciplinaria desde sus inicios y que representa un desarrollo tecnológico original, que ha sido patentado, licenciado y transferido. El sistema HyDRa se ubica en el contexto del pulido determinístico moderno y se compara con los métodos actuales que permiten el pulido controlado por computadora de superficies ópticas complejas. El sistema HyDRa esta basado en una herramienta de pulido hidrodinámica que tiene la propiedad de generar un flujo abrasivo con densidad variable que permite el pulido de alta calidad de superficies de diversos materiales. La herramienta comprende varias etapas operativas que permiten generar un flujo abrasivo rasante con una huella de erosión predecible que remueve material de la superficie de trabajo de forma determinística. La suspensión abrasiva (agua y polvo abrasivo) es introducida a la primera etapa de la herramienta y mezclada con aire a presión controlada para formar una espuma abrasiva con densidad controlable que posteriormente entra a una etapa de aceleración rotacional, en donde la espuma es acelerada a altas RPM. La espuma abrasiva es expulsada por una tobera que se forma entre la salida de la herramienta y la superficie a pulir y que genera un colchón hidrodinámico con una zona de vacío al centro de la huella de erosión y una zona de alta presión en la periferia de esta que se equilibran entre si, provocando que la herramienta flote sobre la superficie sin hacer contacto ni fuerza sobre ella. Esto presenta varias ventajas sobre otros métodos modernos de pulido determinístico, en particular el pulido de superficies ultradelgadas como obleas semiconductoras y membranas ópticas. Dentro de este trabajo se plantea también una innovación a la herramienta de pulido hidrodinámico HyDRa. Esta innovación le da la capacidad a la HyDRa de interrumpir instantáneamente el efecto abrasivo sin perder la estabilidad de los parámetros de operación. Esto aumenta aún más la versatilidad y eficiencia de la herramienta, ya que permite pulir únicamente las regiones en donde es necesario corregir la superficie, sin la necesidad de recorrer la superficie entera y remover material en donde no es necesario. Esta innovación también posibilita el pulido por modulación de ancho de pulso, que permite pulir desde cero hasta la máxima erosión posible
Polarímetro óptico para estudios de cuerpos menores del Sistema Solar
No full textSince time immemorial, the celestial objects have fascinated the human being who has dedicated time and effort to their study. One of the techniques used to know these bodies’ characteristics is the polarization of light, which can be linear, circular, or elliptical. Linearly polarized light leads to the study of objects without atmospheres and depends on the reflection of sunlight that is a function of the angle formed by the Sun, the object and the Earth. One of the most studied non-atmosphere objects are asteroids. The study of the polarization of the asteroid give us relevant information about its geometric albedos and dimensions, allowing them to be classified into taxonomic classes, while enabling reliable predictions of the size of regolith particles on their surface, so that this property of light is becomes an invaluable support in this scientific field. Asteroids have periods of rotation of hours. To obtain the Stokes parameters I, Q and U, which give the linear polarization, a polarimeter is used. It is recommended to have four images of the asteroid under different polarization angles; however, obtaining them must be done quickly avoiding to observe the rotation of the asteroid. For the vast majority of polarimeters, sequential imaging is an obstacle, as each image requires a CCD reading and exposure time, which, together with the time that takes for a retarder plate to reach the required angle, could lead to observe a different area of the asteroid and therefore have inaccurate data. Even polarimetric precision is limited by variations in air mass between complementary exposures.Los objetos celestes han fascinado desde tiempos inmemoriales al ser humano, quien ha dedicado tiempo y esfuerzo para su estudio. Una de las técnicas que se emplean para conocer las características de estos cuerpos es la polarización de la luz, que puede ser lineal, circular o elíptica indicando desde la presencia de campos magnéticos, polvo o hasta tamaño de regolito. La luz polarizada linealmente se aboca al estudio de los objetos carentes de atmósfera y depende de la reflexión de la luz solar que está en función del ángulo formado por el Sol, el objeto y la Tierra. Unos de los objetos sin atmósfera más estudiados son los asteroides. El estudio de la polarización del asteroide proporciona información relevante sobre sus albedos geométricos y dimensiones, permitiendo clasificarlos en clases taxonómicas, a la par que posibilita predicciones confiables del tamaño de las partículas de regolito de su superficie, por lo que esta propiedad de la luz se convierte en un apoyo invaluable en este ámbito de la ciencia. Los asteroides presentan periodos de rotación de horas. Para obtener la polarización lineal de estos objetos, se adquieren los parámetros de Stokes I, Q y U, empleando un polarímetro. Es recomendable contar con cuatro imágenes del asteroide bajo distintos ángulos de polarización; sin embargo, la obtención de éstas debe realizarse rápidamente para no observar la rotación del asteroide. Para la inmensa mayoría de los polarímetros, la obtención secuencial de imágenes es un obstáculo, pues cada imagen requiere un tiempo de exposición y de lectura del CCD, lo que, aunado al tiempo que transcurre para que una placa retardadora (el polarímetro) llegue al ángulo requerido, puede dar pie a que se vea distinta zona del asteroide e introduzca datos imprecisos, por ser indeseable. Incluso, la precisión polarimétrica está limitada por variaciones de masa de aire entre las exposiciones complementarias
Partial Volume Segmentation in Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Get PDFBrain tissue segmentation using magnetic resonance imaging (MRI) rises as an essential tool for the human brain’s clinical analysis. The advances in brain MRI provide a large amount of data with high spatial resolution. However, different imaging device settings produce different imaging conditions, causing artifacts such as noise and inhomogeneity. Irregular shapes of the tissues and the Partial volume effect are challenges to overcome during the brain tissues’ segmenting. Hence, brain tissue segmentation becomes a tedious (time-consuming) task for clinicians who manually select relevant information and frequently prone to errors. We propose a new hybrid computational model based on fuzzy strategies and artificial neural networks for automatic brain tissue segmentation in this work. The model divides into two phases. The first phase fits a generic atlas to a subject target. It is done by combining 3D feature descriptors and atlas information applying a novel fuzzy function. The proposed method, named Gardens2, estimates each voxel’s membership degree of the fitted atlas model. The second phase carries out the brain tissue segmentation. We use pseudo-labels, computed from the output of Gardens2, to support inter-class separation and an intra-class compactness. Pseudo-labels are calculated using an extension of the Self-Organized Map (SOM) training algorithm, named Pseudo-Label Assisted Self-Organized Map (PLA-SOM), which incorporates a novel mapping strategy. This novel strategy uses the summation of the memberships from the neighbors of the best-matching unit (topological information), associated with the input pattern, is used to define the pattern’s label. This new mapping approach was practical for dealing with uncertainty in border prototypes. The proposed model was validated using F1-measure on three neuroimaging datasets: BrainWeb, IBSR18, and IBSR20.La segmentación del tejido cerebral mediante imágenes por resonancia magnética surge como una herramienta esencial para el análisis clínico del cerebro humano. Los avances en los estudios por resonancia magnética cerebral proporcionan una gran cantidad de datos de alta resolución espacial. Sin embargo, diferentes configuraciones en los dispositivos de captura producen diferentes condiciones de salida en la imagen final, lo que hace que aparezcan artefactos como ruido y falta de homogeneidad. Las formas irregulares de los tejidos cerebrales y el efecto de volumen parcial son desafíos a superar durante la segmentación de los tejidos cerebrales. Por lo tanto, la segmentación del tejido cerebral se convierte en una tarea tediosa (que demanda mucho tiempo) para los especialistas clínicos que seleccionan manualmente la información relevante, y con frecuencia son propensos a errores. En este trabajo proponemos un nuevo modelo computacional híbrido para la segmentación automática del tejido cerebral, basado en estrategias difusas y redes neuronales artificiales y que consta de dos fases. La primera fase ajusta un atlas genérico a una imagen objetivo. Esta tarea se realiza mediante la combinación de descriptores de características 3D e información extraída del atlas, aplicando una función difusa novedosa. El método propuesto, llamado Gardens2, estima el grado de pertenencia de cada vóxel del modelo del atlas ajustado. La segunda fase lleva a cabo la segmentación del tejido cerebral En esta etapa, se utilizan pseudo-etiquetas, calculadas a partir de la salida de Gardens2, para ayudar a la separación entre clases y a la compacidad de cada clase. Las pseudo-etiquetas se calculan usando una extensión del algoritmo Self-Organized Map (SOM), llamado Pseudo-Label Assisted Self-Organized Map (PLA-SOM), el cual incorpora una nueva estrategia de mapeo. Esta novedosa estrategia utiliza la suma de las membresías de los vecinos alrededor de la mejor unidad de coincidencia (información topológica), asociada con el patrón de entrada, para definir la etiqueta del patrón. Este nuevo enfoque de mapeo resultó práctico para lidiar con la incertidumbre en los prototipos de fronteras. El modelo propuesto se validó utilizando F1-measure en tres conjuntos de datos de neuroimagen: BrainWeb, IBSR18 e IBSR20
Modelado y Diseño de un control unificado de un manipulador aéreo tipo VTOL para misiones en el exterior
No full textIn this thesis work, the novel design of an aerial interaction system based on a micro aerial vehicle (MAV) with a robotic arm with two degrees of freedom (DOF) incorporated in the lower part of the vehicle is presented for contact with a vertical surface in an outdoor setting. This work addresses the problem of physical interaction between an aerial manipulator and a rigid structure and focuses on the development of position control to guarantee flight stability and contact with the surface to interact. There are many potential benefits of physical interaction with the environment. An aerial manipulator with grasping or manipulation/interaction capabilities is attractive to carry out many applications such as analysis, maintenance, and repair of structures. However, the process of approaching a MAV to an object or surface also brings new control challenges. The stable flight of an aerial manipulator is compromised due to the perturbation forces induced by the manipulator actuators and indoor/outdoor environmental conditions, as well as the effect of wind from the rotors near a vertical surface. Also, potential scenarios are often unsuitable for the use of positioning and motion capture technologies, generally used for MAV heading and attitude measurement in control algorithms. In this work, the design of a manipulator arm capable of providing the MAV the ability to interact with the environment without compromising its flight capabilities is presented.En este trabajo de tesis se presenta el diseño novedoso de un sistema de interacción aérea basado en un micro vehículo aéreo (MAV, por sus siglas en ingles) con un brazo robótico de dos grados de libertad (GDL) incorporado en la parte inferior del vehículo para el contacto con una superficie vertical en un escenario al aire libre. Este trabajo aborda el problema de interacción física entre un manipulador aéreo y una estructura rígida y se centra en el desarrollo del control de regulación de la posición para garantizar el comportamiento deseado del sistema en vuelo y el contacto con la superficie a interactuar. Existen numerosos beneficios potenciales de la interacción física con el medio ambiente. Un manipulador aéreo con capacidades de agarre o manipulación/interacción es atractivo para llevar a cabo una gran cantidad de aplicaciones como por ejemplo el análisis, cuidado y reparación de estructuras. Sin embargo, el proceso de acercamiento de un MAV a un objeto o una superficie también trae nuevos desafíos de control. El vuelo estable de un manipulador aéreo se ve comprometido debido a las fuerzas de perturbación inducidas por los actuadores del manipulador y las condiciones del entorno interior / exterior, así como el efecto del viento de los rotores cerca a una superficie vertical. Además, los escenarios potenciales suelen ser inadecuados para el uso de tecnologías de captura de movimiento y posicionamiento, generalmente utilizadas para la medición de la posición espacial del MAV en los algoritmos de control. En este trabajo,se presenta el diseño de un brazo manipulador capaz de brindarle al MAV la habilidad de interactuar con el entorno sin comprometer sus capacidades de vuelo
Estimating Causal Effects Considering Unmeasured Common Causes
Get PDFCausal Bayesian networks (CBNs) are now widely used as causal models and they are the starting point for much of the research on automated causal discovery and causal inference in the artificial intelligence literature. The causal effect between a pair of variables (X; Y), that belongs to a set of variables of a joint distribution, it is a measure of how much the variable Y is modified when manipulating the variable X. The causal effect can be estimated from the post-intervention distribution over a CBN when the causal structure that generated the data is known a priori. Nevertheless, given only observational data, constraint-based causal discovery methods are solely able to find a finite collection of possible causal structures, i.e., a Markov Equivalence Class (MEC), but they can not identify the causal structure that best represents the data inside the MEC. In this dissertation, we propose the LV-IDA+ algorithm to estimate bounds on causal effects, between pairs of variables (X; Y) in a system, considering unmeasured common direct causes. This algorithm is based on the IDA ([MKB09]) and the LV-IDA ([MS17]) algorithms. As in IDA and LV-IDA, we consider the case where we only know the MEC of the causal structure and the system V = {X₁,…., Xp} is jointly Gaussian, and as in LV-IDA, we use Maximal Ancestral Graphs (MAGs) and Partial Ancestral Graphs (PAGs), to represent the causal structure and the MEC of the system, respectively. The LV-IDA algorithm cannot always identify the causal effect for some pairs of variables and then returns missing values as output. This is due to the fact that in special instances there is no adjustment set for some pairs of variables, in some, and occasionally all MAGs in the PAG. Our main contribution proposes a way to approximate the causal effect when these undetermined cases arise on the LV-IDA algorithm. The LV-IDA+ algorithm uses the covariate adjustment method over the canonical Directed Acyclic Graphs (DAGs) associated with the MAGs in the PAG to approximate the causal effects in these unresolved cases.Las Redes Bayesianas Causales (CBN) ahora se utilizan ampliamente como modelos causales y son el punto de partida para gran parte de la investigación sobre el descubrimiento causal automatizado y la inferencia causal en la literatura sobre inteligencia artificial. El efecto causal entre un par de variables (X, Y), que pertenece a un conjunto de variables en una distribución conjunta, es una medida de cuánto se modifica la variable Y al manipular la variable X. El efecto causal se puede estimar a partir de la distribución posterior a la intervención sobre una CBN cuando se conoce a priori la estructura causal que generó los datos. Sin embargo, dados solo datos observacionales, los métodos de descubrimiento causal basados en restricciones solo pueden encontrar una colección finita de posibles estructuras causales, i.e., una Clase de Equivalencia de Markov (MEC), pero no pueden identificar la estructura causal que mejor representa los datos dentro de esta MEC.
En esta disertación, proponemos el algoritmo LV-IDA+ para estimar cotas de los efectos causales, entre todos los pares de variables (X, Y) en un sistema, considerando causas directas comunes no medidas. Este algoritmo se basa en los algoritmos IDA ([MKB09]) y LV-IDA ([MS17]). Como en IDA y LV-IDA, consideramos el caso en el que conocemos únicamente la MEC de la estructura causal y el sistema V = {X₁,…., Xp} es conjuntamente Gaussiano y como en LV-IDA, usamos Grafos Ancestrales Maximales (MAGs) y Grafos Ancestrales Parciales (PAGs), para representar la estructura causal y el MEC del sistema, respectivamente. El algoritmo LV-IDA no siempre puede identificar el efecto causal para algunos pares de variables y devuelve valores faltantes como salida. Esto se debe al hecho de que, en casos especiales, no hay un conjunto de ajustes para algunos pares de variables, en algunos y ocasionalmente todos los MAG en el PAG. Nuestra principal contribución propone una forma de aproximar el efecto causal cuando estos casos indeterminados surgen en el algoritmo LV-IDA. El algoritmo LV-IDA+ utiliza el método de ajuste por covariantes sobre los Grafos Dirigidos Acíclicos (DAG) canónicos asociados con los MAG en el PAG para aproximar los efectos causales en estos casos no resueltos
Análisis interferométrico de caos óptico
No full textIt is proposed a desing based on the Young’s experimental setup for implement caos in interferometric systems. First, correlation is studied for a system where the point sources are distributed in random way, this is for analize the caos ideas in the setup. For this, a rigid double pendulum system was used with the point sources in it. It is shown that the irradiance distribution follows a partial, non-linear and second order differential equation, whose solution allows to establish properties analogous to the mathematical structure of entropy. In addition, a description of the irradiance correlation processes is made using the matrix formalism.Se propone un diseño basado en el arreglo experimental de Young para implementar caos en sistemas inteferómetricos. En primera instancia se estudia la correlación en un sistema donde las fuentes puntuales se distribuyen de forma aleatoria, esto con la intención de analizar nociones de caos en dicho arreglo. Para ello se utilizó un sistema de péndulo doble rígido con las fuentes puntuales en él. Se muestra que la distribución de irradiancia sigue una ecuación diferencial parcial, no-lineal y de segundo orden, cuya solución permite establecer propiedades análogas a la estructura matemática de la entropía. En adición se realiza una descripción de los procesos de correlación en irradiancia usando el formalismo matricial
Diseño de compensadores de Filtro Comb de banda ancha mediante el análisis de intervalos y Particle Swarm Optimization
Get PDFEl filtro comb es el filtro de decimación más simple que existe, debido a que todos sus coeficientes son iguales a la unidad. Sin embargo, su respuesta en magnitud tiene una prolongada caída en la banda de paso, disminuyendo la calidad de la señal decimada, lo cual ocasiona que no sea compatible con varias aplicaciones. La caída se reduce al conectar en cascada con el filtro comb, un filtro denominado compensador. En este proyecto de tesis, presentamos métodos para el diseño de compensadores de filtro comb, los cuales tienen coeficientes que son expresados como suma de potencias de dos (SPT, por sus iniciales en inglés), evitando así, el uso de multiplicadores en su estructura, y por lo tanto, reduciendo su complejidad en hardware. Con el propósito de llevar a cabo la búsqueda de coeficientes en forma SPT, se utiliza el método de análisis de intervalos. Además, para optimizar el proceso de búsqueda, se emplea el método Particle Swarm Optimization (PSO). Ambos métodos constituyen la base de los algoritmos de los métodos propuestos, los cuales son implementados en MATLAB. Una de las principales características de los métodos propuestos es la flexibilidad para permitir variar el número de sumadores requeridos en la estructura del compensador, logrando establecer un trade-off entre esta cantidad de sumadores y el valor absoluto de la desviación en la banda de paso estimado. Los resultados obtenidos por los métodos desarrollados durante esta investigación, únicamente dependen del orden del filtro comb K, siempre que el factor de decimación M sea mayor que 10. Finalmente, estos métodos son comparados con otros métodos encontrados en la literatura que poseen características similares, demostrando los beneficios que brindan los métodos propuestos.Comb filter is the simplest decimation filter that exists, since all its coefficients are equal to unity. However, its magnitude response has a prolonged droop in the passband, decreasing the quality of the decimated signal, which makes it not compatible with various applications. The passband droop is reduced by cascading with the comb filter, a filter called compensator. In this thesis project, we present methods for the design of comb compensators filters, which have coefficients that are expressed as sum of powers of two (SPT), avoiding the use of multipliers in their structure, and therefore, reducing its hardware complexity. In order to carry out the search for coefficients in SPT form, the interval analysis method is used. In addition, to optimize the search process, the Particle Swarm Optimization (PSO) method is considered. Both methods constitute the basis of the algorithms of the proposed methods, which are implemented in MATLAB. One of the main characteristics of the proposed methods is the flexibility to allow varying the number of adders required in the compensator structure, setting a trade-off between this number of adders and the absolute value of the passband deviation estimated. The results obtained by the methods developed during this investigat ion only depend on the order of the comb filter K, considering that the decimation factor M is greater than 10. Finally, these methods are compared with other methods found in the literature that have similar characteristics, demonstrating the benefits of the proposed methods
Caracterización y análisis de operación de un laser titanio:zafiro de amarre de modos de lente kerr
Get PDFIn this thesis the characterization and analysis of a Coherent, Mira Optima 900-F Laser, which is a Titanium:Sapphire(Ti:Al₂O₃) Kerr lens mode-lock laser located at INAOE´s Nonlinear Optical Characterization Laboratory was carried out. The spatial shape and the temporal duration of the ultra-short laser pulses generated by this laser cavity were determined.
The cavity analysis was done using ABCD matrices. Using this formalism the propagation of the Gaussian beam in the Kerr medium was obtained. Laser characteristics were carried out using the knife-edge test to the perpendicular directions of the propagation vector for the spatial profiling and the temporal duration of the pulse width measured using a two photon absorption in a LED autocorrelation.En este trabajo de tesis se realizó la caracterización y análisis de una cavidad laser de amarre de modos de lente Kerr con medio de ganancia Titanio:zafiro(Ti:Al₂O₃); “The Coherent, Mira Optima 900-F Laser”, con el objetivo general de determinar la forma espacial y el tiempo de duración de los pulsos ultracortos generados por el instrumento del laboratorio de caracterización de óptica no lineal del INAOE.
De manera fundamental, se desarrolló un análisis mediante matrices ABCD para determinar la propagación del haz gaussiano en el medio Kerr. También, se efectuaron las caracterizaciones del haz mediante la prueba de la navaja en las direcciones perpendiculares al vector de propagación. Así como de la duración temporal del ancho del pulso del haz empleando la autocorrelación y la absorción de dos fotones utilizando un diodo LED como detector
Automatic detection of diabetic related retina disease in fundus color images
Get PDFDiabetic retinopathy (DR) is a degenerative visual complication associated with diabetes which is rapidly increasing worldwide and currently is one of the leading causes of blindness and visual impairment in adults. Due to the rapid increase in the number of people who suffer from DR, the available nomber of ophthalmologists won’t be enough to provide proper periodical consultation to all diabetic patients, especially in rural areas. According to current estimates by the International Agency for Prevention of Blindness (IAPB), by 2030 at least 3 million eyes must be evaluated each day (35 tests per second). Even more, given that DR is asymptomatic, when a patient perceives sight difficulties, generally is at a proliferative stage where sight damage can’t be reversed. That is why is recommended to diabetic patients to have frequent eye exam; that is where automatic or semi-automatic image analysis algorithms provide a potential solution. In the present work, new methods to analyze digital fundus images of diabetic patients are proposed. Particularly, several components of an automatic screening system for diabetic retinopathy were developed using algorithms, including segmentation of anatomical structures, lesions and diagnosis. The anatomical retinal structures: optic disc (OD) and macula were the located, exudates the lesions and Diabetic Macular Edema (DME) the diagnosis. Optic disc is relevant for several diagnosis procedures on retinal images including glaucoma and also is of high importance for bright lesion detection of Diabetic Retinopathy by extracting it and avoiding present the essentialfalse positive. The proposed OD lacation approch is base don OD’s characteristic high intensity and novel method for feature’s extraction that aims to represente the essential
elements that define an optic disc by proposing a model for the pixel intensity variations across the optic disc. OD region location in fundus images. The proposed approach was evaluated using four known publicity available datasets: DRIVE, DIARETDB1, DIARETDB0 and e-ophtha-EX. An OD location accuracy of 99.7% is obtained for the combined 341 retinal images of the four publicly datasets. Diabetic Macular Edema is an important complication of DR, occurs when the leakage of blood vessels causes accumulation of fluid in the macula region. In clinical practice, ophthalmologists diagnose DME based on the presence of exudates in the macular neighborhood.La retinopatía diabética (RD) es una complicación visual degenerativa asociada con la diabetes, enfermedad cuya incidencia está aumentando rápidamente en el mundo y que en la actualidad es una de las principales causas de ceguera y discapacidad visual en la población adulta. Debido al rápido aumento en el número de personas que sufren de RD, en el futuro, el número disponible de oftalmólogos no será suficiente para proporcionar una consulta periódica adecuada a todos los pacientes diabéticos, especialmente en las zonas rurales. Según las estimaciones actuales de la Agencia Internacional para la Prevención de la Ceguera (IAPB), para 2030 se deberán evaluar al menos 3 millones de ojos cada día (35 pruebas por segundo). Adicionalmente, debido a que la RD es asintomática, cuando un paciente percibe dificultades visuales, generalmente se encuentra en una etapa proliferativa donde el daño visual no es reversible. Como método de prevención, se recomienda a los pacientes diabéticos que se realicen exámenes oculares frecuentes, y es allí donde los algo-ritmos de análisis de imágenes automáticos o semiautomáticos brindan una solución potencial. En el presente trabajo, se proponen nuevos métodos para analizar imágenes digitales de fondo de ojo. En particular, se desarrollaron varios componentes para un sistema de detección automática para la retinopatía diabética utilizando algoritmos, incluida la segmentación de estructuras anatómicas, lesiones y diagnóstico. Las estructuras anatómicas localizadas fueron el disco óptico (DO) y la mácula, la lesión detectada los exudados y la enfermedad diagnosticada el Edema Macular Diabético (EMD). El disco óptico es relevante para una variedad de procedimientos de diagnóstico en imágenes de fondo de ojo, incluido el glaucoma; además, su segmentación es de gran importancia en la detección de lesiones brillantes en la retinopatía diabética con el fin de evitar falsos positivos. El enfoque propuesto para la ubicación del DO se basa su característica alta intensidad y en un novedoso método para la extracción de características que tiene como objetivo representar los elementos esenciales que definen un disco óptico. Se propuso un modelo para representar la variación de intensidad de los píxeles horizontalmente pertenecientes al disco óptico. El método propuesto se evaluó utilizando cuatro conjuntos de imágenes disponibles públicamente: DRIVE, DIARETDB1, DIARETDB0 y e-ophtha-EX