INANOE Repositorio (Inst- Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
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Eliminación de levaduras resistentes a fármacos combinando terapias químicas e inactivación fotodinámica
Get PDFLa terapia fotodinámica (TFD) hace uso de luz apropiada que en combinación con un fotosensibilizador produce especies reactivas de oxígeno (ROS). Las ROS inducen muerte celular y principalmente por esta razón se ha estudiado la TFD como tratamiento antimicrobiano, demostrando ser eficiente inactivando diversos microorganismos.
Esta tesis tiene por objetivo demostrar el potencial de la terapia fotodinámica (TFD) sola y en combinación con tratamientos tradicionales para la eliminación de levaduras patógenas oportunistas y evaluar sus efectos por medio de análisis de la dinámica de Speckle. Los experimentos realizados se llevaron a cabo con hongos de género Candida: C. albicans y C. tropicalis. De un total de cuatro cepas, dos de ellas son aisladas de pacientes y las dos restantes son cepas tipo de laboratorio.
Para la terapia fotodinámica se usó el fotosensibilizador azul de metileno AM (Meyer, México) a las concentraciones de 5 y 10 , se irradió con una fluencia de 30 J/cm² y 50 J/cm² por medio de una fuente LED (630 nm,20 mW). Los tratamientos con antifúngico se realizaron con fluconazol (Afungi, Altia) a las concentraciones de 10, 20, 40, y 40 /. Los tratamientos para TFD o fluconazol, por sí solos, mostraron que las dosis propuestas no eran letales, sin embargo, se encuentra que el mejor tratamiento combinado es 50 J/cm², 10 AM y 40 / de fluconazol, inactiva el 100 % de las unidades formadoras de colonia de C. albicans y 94.6 % de C. tropicalis, ambos resultados superiores a los tratamientos por sí solos.
Se elaboraron dos matrices; una correspondiente a la viabilidad resultado de todos los tratamientos propuestos y una segunda matriz con el incremento en la eficiencia de inhibición que producen los tratamientos combinados.
Posteriormente se seleccionó la cepa de C. tropicalis 443-05ct para analizar efectos de los tratamientos propuestos en colonias sobrevivientes. Para esto se analizó la dinámica de Speckle de la colonia, la cual se obtuvo a partir de paquetes de imágenes adquiridas en un arreglo experimental de Laser Speckle por transiluminación y epiluminación con la finalidad de comparar y conocer que configuración experimental era más eficiente para observar dinámica microbiana.
El arreglo experimental estuvo compuesto principalmente por un láser He-Ne (Melles Griot, 633 nm, 20 mW), una lente Sigma 180 mm F2.8 y una cámara CMOS (Basler acA2040-55mum-Basler)
BTI phenomenon analysis through gate oxide characterization
No full textMhy degradation phenomena can no longer be ignored?
Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) technology's continuos evolution has made possible the inclusion of billions of transistors into one silicon's dice; such powess alows designer a chance to create more complex and complete electronics circuits . However, this evolution also translates a increased, both transverse and logitudinal electric fields within the Metal-Oxide-
Semiconductor Field-Effect Transistor (MOSFET) device, since the voltage has not consistently been scaled down over different technology nodes. Intense electric fields are the main reason for reliability degradation increasing, which gives channel carriers enough energy to tunnel through gate insulator later to silicon's conduction band, causing bond-breaking near the drain region and also at silicon/oxide interface. Such tunneling phenomenon translates as a change in silicon's atomic structure, corrent-voltage (I-V), and voltage-capacitance (C-V) parameters for MOS devices.La continua evaluación de la tecnología complementaria 'Metal-Oxide-Semiconductor' (CMOS) ha hecho posible la inclusión de millones de transistores en un dado de silicio; tal avance le permite diseñadores de circuitos integrados, la oportunidad de crear circuitos electrónicos más complejos y completos. Sin embargo, esta evaluación también se puede traducir en aumento en los campos eléctricos transversales y longitudinales dentro de los dispositivos de transistor de efecto de campo metal-óxido-semiconductor (MOSFET), ya que el voltaje no ha sido reducido sistemáticamente para los diferentes nodos tecnológicos
Image Authentication Scheme with Tamper Localization using Reversible Watermarking
Get PDFReversible image authentication (RIA) schemes are systems based on reversible watermarking that provide several advantages compared to digital signatures for image authentication, such as the integration of the cover signal and the authentication information into a single signal and the possibility of tamper localization badopting a block-wise embedding strategy. However, existing RIA schemes deal with problems such as a high number of unembeddable blocks (i.e., blocks that can not be embedded using a particular watermarking algorithm), the resolution of tamper localization or the granularity of detection, and the accuracy of tamper detection for different attacks. Thus, in order to mitigate these issues, in this work, a RIA scheme with high resolution tamper localization capabilities and high detection accuracy is proposed. To achieve this, a reversible watermarking method called Prediction Error Histogram Shifting - Selective Multi-Level (PEHS-SML) is also proposed which can produce a higher number of embeddable blocks and less distortion of an image compared to existing techniques. Also, an adaptive flag array generation method is proposed to deal with underflow/overflow problems, which produces smaller flag arrays than those obtained with the conventional method. Experimental results show that, in the absence of an attack to a watermarked image, the proposed scheme can authenticate the image and recover its original version without distortion, conversely, in case the image has been attacked, the modified blocks can be effectively detected and the tampered region located. In addition, compared to a state-of-the-art scheme, the proposed scheme is more effective in terms of block-wise tamper detection for the splicing attack, and block-wise and pixel-wise detection for the copy-move attack.Los esquemas de autenticación reversible de imágenes (RIA por sus siglas en inglés) son sistemas basados en marcas de agua reversibles que proveen el servicio de autenticación de imágenes y presentan diversas ventajas comparados al uso de firmas digitales como la unificación de la señal original y la información de autenticación en una misma señal y la posibilidad de localización de manipulaciones al utilizar una estrategia de inserción por bloques. Sin embargo, los esquemas de RIA existentes presentan problemas como la existencia de un alto número de bloques no marcados por el uso de un algoritmo particular de marcas de agua, la resolución de localización de manipulaciones y la exactitud de detección de manipulaciones luego de distintos ataques. Por ello, con el propósito de mitigar estos problemas, en este trabajo, se propone un esquema de RIA que puede usarse para la autenticación de imágenes y localización de manipulaciones con alta resolución y exactitud de detección. Para lograr esto, se propuso también un método de marcas de agua reversible llamado Deslizamiento de Histograma de Errores de Predicción - Multi-Nivel Selectivo (PEHS-SML por sus siglas en inglés) que permite producir un mayor número de bloques marcados y menor distorsión en una imagen comparado con técnicas existentes. Además, se propone un método de generación de arreglo de banderas para evitar el problema de desbordamiento que produce arreglos de banderas de menor tamaño que los obtenidos con el método convencional. Los resultados experimentales muestran que, en ausencia de un ataque en la imagen marcada, el esquema propuesto puede autenticarla y recuperar su versión original sin distorsión y, si la imagen ha sido atacada, los bloques modificados pueden ser detectados de manera efectiva y las regiones alteradas son localizadas. Además, comparado con otro esquema del estado del arte, el sistema propuesto lo supera en términos de detección de manipulaciones por bloques en caso de un ataque de splicing y en términos de detección por bloques y detección por pixeles en caso de un ataque de copy-move
Memory circuits for hardware security applications
Get PDFIn this work, a novel proposal for a memristor-based hardware security scheme has been developed. The proposal aims at generating physical unclonable functions (PUFs) by the combined use of ring oscillators and current mirrors that randomly select memristors embedded in a nanocrossbar array. The memristors of the array are described by a model consisting in a chargecontrolled branch relationship, which speeds up the electric simulation and allows a straightforward assignment of the device parameters that establishes the aleatory behavior of the hardware security scheme. In addition, the most commonly used metrics have been calculated in order to determine the quality of the proposal, namely uniformity, uniqueness and bit-aliasing.En este trabajo se ha desarrollado una nueva propuesta de Hardware Security (HS) basada en el uso de memristores. La propuesta se centra en incluir al memristor en la generación de funciones físicas no clonables a través del diseño combinado de osciladores de anillo con espejos de corrientes que seleccionan aleatoriamente a memristores colocados en un arreglo de barras cruzadas (nanocrossbar array). Los memristores del arreglo están descritos por una función de rama controlada por carga expresada en forma totalmente analítica, lo que añade facilidad de uso para la simulación eléctrica del sistema y para la asignación de los parámetros que establecen el comportamiento aleatorio del esquema de HS. Además, las métricas más frecuentemente utilizadas para evaluar el comportamiento de esquemas de HS han sido aplicadas, es decir, uniformidad, unicidad y porcentaje de enmascaramiento de bits
Metaheuristic optimization approach for parameters estimation in arrhythmia classification from unbalanced data
Get PDFCardiovascular diseases are a group of disorders or abnormalities in the functioning of the heart. These types of diseases are the leading causes of death in the world and Mexico. Hence, the detection of irregularities in the biosignals of the heart by electrocardiogram is vital. Arrhythmias are an example of cardiac diseases, causing irregularities in the cardiac electrical impulses. Due to the constant increase in this type of heart disease, specialists in cardiology are necessary. Unfortunately, not all hospitals or health clinics can have a cardiologist to treat these types of disorders. Therefore, it is important to design diagnostic tools that help local physicians to detect arrhythmias when accessing to a cardiologist is difficult. Several challenges exist in arrhythmia detection when computer-aided diagnosis systems are designed. The challenges are related to evaluating a large volume of data generated by heart monitors like Holter, the variability of ECG signal properties that fluctuate among patients, the noises or interference of external sources, and unbalanced arrhythmia datasets. A particular issue is the use of unbalanced datasets related to arrhythmias’ nature since these abnormalities do not regularly appear in the ECG signal. This problem affects the performance of computational models significantly for arrhythmias classification. Besides, in unbalanced-data contexts, where the classes are not equally represented, the optimization and configuration of the classification models are highly complex, reflecting on the use of computational resources. In this thesis, a metaheuristic-optimization approach is proposed by combining the data level and the algorithmic level to address the problem of data unbalance. We applied a four-stage methodology. The first stage focused on acquiring data and creating an unbalanced context of 8 types of arrhythmias. In the preprocessing stage, methods were applied to improve signal quality. In the third stage, features were extracted to obtain relevant information from the electrocardiogram signals. In the last phase, two metaheuristic approaches based on differential evolution and particle swarm optimization were implemented and compared. After testing in a specific context, the proposed approach was applied for multiple contexts, making variations to the dataset, such as class type, number of classes, and instances of each class
Self-recovery digital watermarking scheme robust against spatial and temporal attacks on compressed video
No full textIn recent decades the use of digital media has increased, and with it, the exposure of them to non desired manipulations that, although they may be unintentional, they may affect third parties. These manipulations in the area of digital watermarking are known as attacks, which can consist of intentionally or unintentionally editing multimedia content such as images, videos or audio sequences. For video sequences, attacks may be performed both in the spatial and temporal domain. The first one includes changes in individual frames while the second includes manipulation of sub-sequences such as inserting or deleting frames. There is a necessity for digital content validation that, besides authenticating the data, they can recover the content that has been altered. On the one hand, passive techniques usually analyze content using machine learning or correlation methods to predict whether the content is authentic or not, and if it is manipulated, the probability that it is temporal or spatial. On the other hand, active techniques embed watermarks or digital signatures in the medium to detect which parts of it were edited, calling these active techniques selfauthentication. Digital video is typically compressed before being stored or transmitted. Active authentication techniques require redundancy to insert data, but compression removes most of this redundancy. The recovery techniques are part of the active methods, they work well spatially, but have problems with compression, which leads to the objective of this research, to design a robust self-recovery technique for compressed video that has a limited watermark payload size without compromising perceptual quality.En las últimas décadas se ha incrementado el uso de los medios digitales y con ello la exposición de los mismos a manipulaciones no deseadas que, si bien pueden ser involuntarias, pueden afectar a terceros. Estas manipulaciones en el área de la marca de agua digital se conocen como ataques, los cuales pueden consistir en editar de manera intencional o no intencional contenido multimedia como imágenes, vídeos o secuencias de audio. Para las secuencias de vídeo, los ataques pueden realizarse tanto en el dominio espacial como en el temporal. El primero incluye cambios en fotogramas individuales, mientras que el segundo incluye la alteración de subsecuencias, como insertar o eliminar fotogramas. Existe una necesidad de validación de los medios digitales que además de autenticar los datos, puedan recuperar el contenido que haya sido alterado. Por un lado, las técnicas pasivas suelen analizar el contenido mediante aprendizaje automático o métodos de correlación para predecir si el contenido es auténtico o no, y si se manipula, la probabilidad de que sea temporal o espacial. Por otro lado, las técnicas activas incrustan marcas de agua o firmas digitales en el medio para detectar qué partes del mismo fueron editadas, denominando a estas técnicas activas como auto-autenticación. El vídeo digital normalmente se comprime antes de almacenarse o transmitirse. Las técnicas de autenticación activa requieren redundancia para insertar datos, pero la compresión elimina la mayor parte de esta redundancia. Las técnicas de recuperación son parte de los métodos activos, funcionan bien espacialmente, pero tienen problemas con la compresión, lo que lleva al objetivo de esta investigación, diseñar una técnica robusta de autorecuperación para vídeo comprimido que tiene un tamaño de carga útil de marca de agua limitado sin comprometer la calidad de percepción
STUDY TO FIND OUT IF IT POSSIBLE TO HAVE A TANDEM SOLAR USING THE STRUCTURE Si/SRO/TCO
No full textThe solar cell call “STIMULATED INVERSION LAYER SOLAR CELL (SIL)” is made of a Transparent Conductive Oxide (TCO), silicon rich oxide and silicon, and it has three possibilities of generate electrical energy from Sun light. The first one is through an inversion layer produced by charging the SRO. This concept has been proved experimentally. The second one takes advantage of the nanocrystals produced in the solar cell, there are some papers that shows that photovoltaics effects are observed in SRO [1, 2, 3] [4]. The third possibility is if we can use the TCO as a semiconductor and add the energy generated by this layer to that of the silicon solar cell. This will be equivalent to a tandem solar cell. There are many reports that uses TCO to form semiconductor-insulator-semiconductor (SIS) heterojunction solar cells. So, for this analysis it is assumed that TCO, and in particular the Zinc Oxide doped with Aluminum (AZO), behave as a semiconductor, in the same way that silicon does. AZO is the TCO used for this analysis, but any other that complains with the requisites of transparency and electric conductivity can be used.
The objective of this analysis is to find out the conditions in which both semiconductors AZO and silicon are in the depletion regimen, in such a way that in they both the charge separation take place. The Zinc Oxide band gap has been reported in the literature as 3.3 eV and the affinity 4.5 eV [5], and it is N type. So, it is adequate to propose that in AZO the ZnO band gap is constant, and the Fermi level varies with the Al doping. A big variation of the fermi level has been also reported for AZO [4, 5, 6 and 7], so in this analysis we suppose that the Fermi varies under the conduction band
Representaciones multinivel para el filtrado de información
Get PDFDocument Filtering has the purpose of allowing users to concentrate on the documents that are of interest to them, without having to carry out an exhaustive exploration of all the information that is continuously generated. One variation of the typical document filtering systems is commonly referred to as Adaptive Document Filtering. This variation allows users to provide the system with information about its behavior, which allows it to adjust to the changing in users' needs and information stream. These methods employ a user profile for representing the users' information needs. On the other hand, humans tend to organize information in documents in a logical and intentional way. This organization, which we will call textual structure, can be composed of sections, chapters, paragraphs, or sentences; according to the type of document. This structure facilitates the understanding of the content that we want to transmit in them. However, this structure, in which we usually encode the semantic content of the information, is not usually exploited by the filtering methods for the
construction of the user profile. This work constitutes a first approximation aiming at filling that gap in the filtering task. We propose two different types of representation in which the textual structure of the documents is taken into account. The first of them based on sets of frequent terms and the second one on Random Indexing. Additionally, we propose methods for obtaining these representations taking into consideration the presence of imbalance between the documents that satisfy the information needs of the users, as well as the Cold Start problem (having scarce information) during the initial construction of the user profile.
The experiments carried out allow us to assess the impact on the filtering task of the proposed representations and the methods for obtaining them.Los métodos de Filtrado Adaptativo de Información tienen la finalidad de permitir a los usuarios concentrarse en los documentos que le son de interés, sin necesidad de realizar una exploración exhaustiva de toda la información que continuamente es generada. Estos métodos, a diferencia de los enfoques de filtrado tradicionales, permiten a los usuarios proporcionar al sistema retroalimentación concerniente a su funcionamiento, lo cual posibilita que él mismo se ajuste con el transcurrir del tiempo a las necesidades cambiantes de los usuarios y el flujo de información. Estos métodos emplean un perfil de usuario para representar las necesidades de información de los usuarios. Por otro lado, los humanos solemos organizar la información en los documentos de forma lógica e intencionada. Esta organización, a la cual llamaremos estructura textual, puede estar compuesta por secciones, capítulos, párrafos, u oraciones; según sea el tipo de documento. Esta estructura facilita la comprensión del contenido que en ellos deseamos transmitir. Sin embargo, esta estructura en la cual solemos codificar el contenido semántico de la información no suele ser aprovechada por los métodos de filtrado para la construcción del perfil de los usuarios. Este trabajo constituye una primera aproximación orientada a llenar ese vacío en la tarea del filtrado. En él proponemos dos tipos diferentes de representación en las cuales es tomada en consideración la estructura textual de los documentos. La primera de ellas basada en los conjuntos de términos frecuentes y la segunda en el Indexado Aleatorio. Adicionalmente, en este trabajo se proponen métodos para la obtención de estas representaciones tomando en consideración el desbalance presente entre los documentos que satisfacen la necesidad de información de los usuarios, así como al problema del Inicio en Frío (contar con muy poca información) en la construcción inicial del perfil de usuario. Los experimentos realizados permitieron valorar el impacto de las representaciones empleadas en la tarea de filtrado adaptativo de documentos
Morphological properties determination of main belt asteroids
Get PDFWe used lightcurves from the Asteroid Lightcurve Photometry Database (ALCDEF), observations made at Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE, México) Schmidt telescope, and Minor Planet Observer Lightcurve Inversion software (MPO LC Invert) to make the lightcurve inversion process, deriving shape, and pole orientation for the asteroids: (22) Kallipe, (287) Nepthys, (711) Marmulla, (1117) Reginita, (1318) Nerina, (1346) Gotha, (1492) Oppozler, (3028) Zhangguoxi, (3800) Karayusuf, (4713) Steel, and (5692) Shirao.Fueron usadas curvas de luz de la base de datos de la Asteroid Photometry Database (ALCDEF), observaciones hechas en el telescopio Schmidt del Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica (INAOE, México) y el software del Minor Planet Observer Lightcurve Inversion (MPO LC Invert, para aplicar el proceso de inversión de cruvas de luz, obteniendo la forma y la orientación del polo para los asteroides: (22) Kallipe, (287) Nepthys, (711) Marmulla, (1117) Reginita, (1318) Nerina, (1346) Gotha, (1492) Oppozler, (3028) Zhangguoxi, (3800) Karayusuf, (4713) Steel y (5692) Shirao
Identificación de peatones en imágenes aéreas con redes neuronales explicativas y fusión de sensores
Get PDFThe beginnings of the observation of the Earth are referenced to the first world war, with the mounting of normal cameras on reconnaissance aircraft to identify the positions and movements of the enemy troops. This technology evolved over the years, allowing the installation of multispectral sensors in satellites to obtain images of the Earth for different studies. However, developing this technology is very expensive and has as a limitation the resolutions that can be obtained in these images for specific purposes. Unmanned aerial vehicles (UAV) cover these limitations. For this reason, UAVs are widely used, for example, in national security, surveying, mining, search and rescue. The latter is the motivation for the present thesis. Obtaining information from a camera in the visible spectrum (RGB) and a second camera with long wavelength infrared spectral range (LWIR), the thermal camera provides important information mainly in poor light scenes. The images are classified using two convolutional neural networks (CNN), one for each type of image. These networks are trained with images obtained from the KAIST database, which consists of a sequence of visible and thermal images with pedestrians labeled, in day and night times, to have data with changes in luminosity that can occur in daily activities. Afterwards, the Layer-wise Relevance Propagation method is implemented, which allows to visualize through a heatmap those pixels that were relevant for the decision of the neural networks, ending the process with the fusion of the information obtained from the neural networks applying an architecture of score fusion. With this methodology 94.98% accuracy is obtained when classifying the images, to define the presence or absence of person in the scene.Los inicios de la observación de la Tierra son referenciados a la primera guerra mundial, al montar cámaras normales en aviones de reconocimiento para identificar las posiciones y movimientos de las tropas enemigas. Esta tecnología fue evolucionando con el pasar de los años, permitiendo montar sensores multiespectrales en satélites para obtener imágenes de la Tierra para diferentes estudios de la misma. Sin embargo, desarrollar tecnología satelital es costosa y tiene como una limitante las resoluciones que se pueden obtener en estas imágenes para propósitos específicos. Los vehículos aéreos no tripulados (UAV) cubren estas limitaciones. Por esta razón, los UAV son ampliamente utilizados, por ejemplo, en seguridad nacional, topografía, minería, búsqueda y rescate. Este último es la motivación del presente trabajo de tesis. Obteniendo información de una cámara en el espectro visible y una segunda cámara con respuesta espectral en el infrarrojo de longitud de onda larga, la cámara térmica aporta información importante principalmente en escenarios con poca luminosidad. Se clasifican las imágenes haciendo uso de dos redes neuronales convolucionales (CNN), una para cada tipo de imagen. Estas redes son entrenadas con imágenes obtenidas de la base de datos KAIST, que consta de una secuencia de imágenes visibles y térmicas con peatones etiquetados, en escenarios de día y de noche para tener datos con cambios de luminosidad que se puede presentar en actividades diarias. Posteriormente se implementa el método Layer-wise Relevance Propagation que permite visualizar a través de un mapa de calor aquellos pixeles que fueron relevantes para la decisión de las redes neuronales, finalizando el proceso con la fusión de la información obtenida de las redes neuronales aplicando una arquitectura de la fusión por decisión. Con esta metodología se obtiene 94.98% de exactitud al realizar la clasificación de las imágenes, para definir la presencia o la ausencia personas en la escena en cuestión