INANOE Repositorio (Inst- Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica
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Aplicaciones fotónicas de celdas híbridas a base de silicio amorfo
Get PDFEn la actualidad existen materiales que juegan un papel muy importante en la industria de la tecnología. Las propiedades físicas de dichos materiales han permitido el desarrollo de dispositivos sorprendentes, por ejemplo, los teléfonos inteligentes. Los materiales que más han permitido el desarrollo acelerado de la industria electrónica han sido los semiconductores; entre estos podemos encontrar al silicio (en sus diferentes formas), el germanio o el arseniuro de galio. En este trabajo se ha ocupado de manera extensa uno de los materiales arriba mencionados, el silicio, más concretamente el silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H).
Los estudios de este material comenzaron a finales de los 60’s, los primeros que lograron depositar a-Si:H fueron Chittick y sus colaboradores en el Reino Unido quienes lograron depositar el material mediante la técnica de descarga con plasma. El siguiente paso importante en el desarrollo del a-Si:H se dio en la década de los 70’s y fue el de haberlo dopado con fosfano y diborano, esto permitió la generación de semiconductores del tipo n y p y la posterior aplicación de este material para la construcción de celdas solares. Más tarde el añadir nitruro al proceso de deposición permitió la generación de transistores de película delgada, en los 80’s las primeras aplicaciones de estos dispositivos fue en monitores, sensores de imagen y los detectores de rayos x utilizados para imagenología medica [1].
En el desarrollo de pantallas el a-Si:H siempre ha estado acompañado del cristal líquido. Las primeras observaciones que se tienen de estos materiales fueron realizadas por el botánico austriaco Fiedrich Reintzer quien en 1888 se encontraba investigando efectos térmicos en derivados orgánicos del colesterol. Reintzer se percató que al calentar este sólido a 145°C se convertía en un líquido turbio y después de 179°C se convertía en un líquido transparente. En 1889 el cristalógrafo alemán Otto Lehmann descubrió que el líquido turbio poseía características ópticas y una estructura molecular similar a la de un cristal sólido y así recibió el nombre de CL
Hardware acceleration of frequent itemsets mining on data streams
Get PDFIn recent times, processing of data streams is gaining the attention of the scientific community due to its practical applications, e.g. network traffic analysis and surveillance, sensor networks control, and financial transactions mining, among others. Data streams are unbounded and infinite flows of data arriving at high rates and; therefore, traditional Data Mining approaches (such as Data Classification, Clustering, and Frequent Itemsets Mining among others) cannot be used straightforwardly. Frequent Itemsets Mining is a Data Mining technique focused on obtaining hidden patterns in data, and it has been used to extract useful knowledge from various data sources, recently including data streams. Finding alternatives to improve the processing time in the discovery of frequent itemsets on data streams is an active research topic. One option to improve the discovery of frequent itemsets is to develop single-pass parallel algorithms that can be implemented in hardware architectures (taking advantage of the inherent parallelism of such devices). Two methods for Frequent Itemsets Mining on data streams are proposed in this dissertation. The first method is based on systolic trees, and the other relies on hash functions and the lexicographic order of items received in transactions of data streams. Both methods fulfill the Continuity, Expiration and Infinity constraints of data streams. The general problem of finding frequent itemsets on data streams can be divided into four subproblems:
1. Data streams are composed of long transactions in a large alphabet.
2. Data streams are composed of long transactions in a small alphabet.
3. Data streams are composed of short transactions in a small alphabet.
4. Data streams are composed of short transactions in a large alphabet.
The methods reported in this dissertation are oriented to solve the second and fourth subproblems, and by solving these two subproblems, the third subproblem is indirectly also solved. The first subproblem was not faced because it has been attacked from the software perspective. The method based on systolic tree faces the second subproblem by implementing a hardware architecture based on a tree-like data structure where transactions flow from the top to the bottom and from the left to the right concurrently without interruptions. This method outperforms the processing time of the algorithms reported in the state-of-the-art using software and hardware development platforms and can process the inco
Búsqueda de chorros en protoestrellas de alta masa
Get PDFLa formación de estrellas masivas es un problema que a la fecha sigue sin resolverse
en la rama de la astrofísica. La importancia de comprender estos objetos es esencial,
debido a que ellos dominan la luminosidad, cinemática y el enriquecimiento químico
del medio interestelar. Actualmente, incluso se ha llegado a postular que estos objetos
ayudan a regular la tasa de formación estelar.
A pesar de que en las últimas décadas se han hecho avances significativos observacional
y teóricamente, no se ha llegado a un consenso de cómo es que estos objetos pueden
llegar a formarse. Con el fin de identificar objetos estelares jóvenes masivos (MYSOs,
por sus siglas en inglés “Massive Young Stellar Objects”) muy tempranos, una parte de
la búsqueda de estos objetos se ha encaminado hacia los chorros bipolares, ya que este
mecanismo es el candidato más popularmente propuesto como disipador del momento
angular permitiendo la acreción.
En nuestra muestra se reúnen datos espectroscópicos de apuntado único del telescopio
Effelsberg en la transición SiO (J=1→0) y mapas sobre las transiciones SiO (J=8→7)
y SiO (J=5→4) efectuadas por los telescopios IRAM y APEX sobre regiones
candidato a MYSOs, con el propósito de detectar flujos bipolares que puedan
asociarse a regiones de formación estelar de alta masa en sus etapas más tempranas,
que se espera estén trazando las primeras eyecciones de material y por lo tanto den
información de la química existente en el enigmático viento propulsor de estos antes
mencionados flujos. Asimismo, se pretende caracterizar los parámetros físicos
posibles mediante las líneas de emisión de la molécula de SiO. Ésta fue seleccionada
debido a sus excelentes propiedades como trazador de vientos de material
violentamente eyectado ya que su principal mecanismo de excitación es mediante
choques entre granos de polvo, como los que se esperan en este tipo de regiones.
Tomando una submuestra de los objetos con emisión más intensa obtenidos por
Effelsberg y otros prospectos de ATLASGAL, se ha mapeado sobre 45” un total de 20
zonas candidatas a contener MYSOs, diez de ellas pertenecientes al cielo septentrional
y otras diez al meridional. A partir de esto se han generado mapas de contornos sobre
4σ de la emisión de alta velocidad de SiO, con la finalidad de corroborar la relación
entre la emisión en el infrarrojo medio y los flujos trazados por dicha molécula. Y, bajo
la aproximación LTE aunada a datos previos de algunas fuentes se han determinado
densidades co
Análisis de bifurcaciones ópticas utilizando la ecuación de burgers
Get PDFEl estudio se propone a través de transmitancias que contienen puntos de
inflexión cuyo campo difractado evoluciona generando regiones en donde la
función de curvatura cambia de signo, estas regiones se conocen como zonas
umbilicas o focales.
Las propiedades físicas del campo óptico en la vecindad focal presentan
comportamientos que se modelan con la ecuación diferencial de Burgers,
esta permite describir la estructura topológica del campo mediante leyes
de conservación. Se muestran resultados experimentales de la generación de
superficies umbilicas
Ley de formación estelar en nubes moleculares galácticas con formación estelar de alta masa.
Get PDFThe aim of this thesis is the study of the star formation rate distribution with respect to
the gas density named star formation law in the literature, in a sample of galactic molecular
clouds (GMCs) and infrared dark clouds (IRDCs) embedded in these, as well
other star formation activity parameters. The clouds are defined using the 13CO molecular
emission line and the young stellar objects (YSOs) are selecting from Spitzer
GLIMPSE y MIPSGAL 24µm databases.
For each cloud the mass function (MF) of the YSOs is obtained in the mass range from
0.1 M⊙ to 30 M⊙. The resulting MF have a log normal form for low masses and an
extended tail toward higher masses, resembling well to the Salpeter’s form. This MF
is consistent with the resulting mass distribution in protostellar cores and young star
clusters in recent studies.With the YSOs mass and cloud masses, the star formation rate
(SFR) and star formation efficiency (SFE) are determined for all the clouds. These have
a SFR range from 12.0 to 756.0 M⊙ Myr−1, whilst the SFEs varying from 0.5% to
3.8 %. These SFR/SFE values are comparable to Orion A/B values and other Galactic
star-forming regions.El presente trabajo de tesis aborda el estudio de la distribución de la tasa de formación
estelar respecto a la densidad del gas, llamado en la literatura ley de formación estelar,
en una muestra de 12 nubes moleculares gigantes (GMCs) galácticas y en nubes
infrarrojas oscuras (IRDCs) asociadas a las GMCs, así como otros parámetros de la
actividad de formación estelar en éstas. Las nubes son definidas usando la emisión del
gas molecular 13CO y se ha hecho el censo de objetos estelares jóvenes (YSOs) a partir
de los datos de GLIMPSE y MIPSGAL 24µm Spitzer.
En cada una de las nubes se ha obtenido la función de masa de los YSOs en el rango
de 0.1 M⊙ hasta 30 M⊙. La función de masa para la muestra de nubes sigue una distribución log normal más una ley de potencia tipo Salpeter, la cual es consistente con
resultados de estudios recientes de la función de masa de cores proto estelares y de
cúmulos jóvenes estelares. Usando la masa de los YSOs y la masa de cada nube molecular,
se obtuvieron la tasa de formación estelar (SFR) y la eficiencia de formación
estelar (SFE) para cada una de las nubes. Los valores de SFR obtenidos están en el
rango de 12.0 hasta 756.0 M⊙ Myr−1, los cuales son comparables a los que se presentan
en regiones galácticas de formación estelar, tales como Orión A y B. Los valores
obtenidos para la SFE están en el rango de 0.5% hasta 3.8 %, siendo comparables a los
reportados en Orión y en regiones galácticas que forman estrellas de baja masa
Unsupervised image annotation as multimodal query expansion
Get PDFThis thesis deals with the unsupervised automatic image annotation (UAIA) problem, given a reference collection composed by texts and images, where not necessarily exists a direct relationship among the data, this problem is defined as the assignation of words extracted from the texts to images, looking to describe their visual content. The idea behind our work is to exploit interactions between modalities with the aim to annotate images, and taking into account complementarity and redundancy in the data. We have introduced two effective methods for UAIA in the context of a common framework inspired in the way a query is expanded throughout Automatic Query Expansion (AQE) in information retrieval. On the one hand, a local method that processes text information associated to images retrieved when using the image to annotate as query, several methods from the state of the art can be described under this formulation. On the other hand, a global method that pre-process offline the reference collection to identify visual-textual associations that are later used for annotation. Both methods are extensively evaluated in benchmarks for large-scale UAIA.Esta tesis lidia con el problema de anotación automática de imágenes no supervisada (UAIA, por sus siglas en inglés), dada una colección de referencia compuesta por textos e imágenes, donde no existe necesariamente una relación directa entre los datos, este problema es definido como la asignación de palabras extraídas de los textos a las imágenes, buscando describir su contenido visual. La idea detrás de nuestro trabajo es explotar interacciones entre modalidades con el objetivo de anotar imágenes, y tomar en cuenta complementariedad y redundancia en los datos. Hemos introducido dos métodos efectivos para UAIA en el contexto de un marco de trabajo común inspirado en la forma en que es expandida una consulta en la expansión automática de consultas (AQE) en recuperación de información. Por un lado, un método local que procesa información textual asociada a las imágenes recuperadas cuando una imagen a anotar es usada como consulta, muchos métodos del estado del arte pueden ser descritos bajo esta formulación. Por otro lado, un método global que preprocesa fuera de línea la colección de referencia para identificar asociaciones textuales que más tarde se usan para anotación. Ambos métodos son extensamente evaluados en bases de referencia usadas por UAIA a gran escala
Granular fuzzy model with hyperboxes for facial expression recognition
Get PDFFacial expression recognition is related to the automatic identification of the overt manifestation of affective states of a subject by computational means and has applications in security, human computer interaction among others. This work focuses on the design of a model for the recognition of the seven basic facial expressions: anger, contempt, disgust, fear, happiness, sadness and surprise. Facial expressions description in terms of action units is used as depart point. Fuzzy models are used in order to maintain a relation between the facial muscle appearance and the fuzzily associated facial expressions. The proposed method, model facial expressions using granular fuzzy models, finding automatically fuzzy rules that can describe the output class with a low number of rules. The reason of use a model with a low number of rules lies in the necessity of a simple model that do not loose the ability to explain why is making a decision. First, heuristic guided affine transformations align facial landmarks of the neutral and the target expression. Second, features are extracted describing face movements in terms of changes in orientation (angle and magnitude) of distinctive facial areas. Third, the full featured representation is embedded into a compact one by means of pooling. Finally, a Sugeno-type adaptive Neuro Fuzzy Inference System is used for each action unit to generate a description of the movements in the face that identifies the facial expression present in an image sequence. For evaluating the method the CK+ database is used, it contains 327 labeled frontal image sequences from 123 healthy subjects in which one of the seven basic facial expressions is represented. Each sequence begins with a subject in a neutrally affective state and ends with a facial expression. The proposed model discriminates facial expressions with mean accuracy of 89.04±0.91% with a maximum accuracy of 91.41±28%. Further, distinctly to current solutions the model can also describe why is reaching such decision
Vuelo autónomo basado en estimadores estocásticos para mantener a un objetivo dentro del campo de visión
Get PDFThe use of drones in areas such as cinema, sports, social events and even military
areas has been increasing due to their exibility to capture video in scenarios where
there is an interest to keep a target within the field of view of the drones onboard
camera. In order to remove the dependence of the pilot that controls the drone, in
this work we present a system for an autonomous flight control of the drone with
the goal of keeping a target within the field of view of its onboard camera. For the
latter, the images were captured by a camera onboard the drone, whose output was
combined with a stochastic estimator of the target states, based on the Unscented
Kalman Filter, to generate control commands so that the drone performs such recording
autonomously. Two approaches are proposed, the first with the target seen from
the front of the drone and the second with the target seen from above by the drone.
Both approaches of the system were validated with real-time tests involving different
targets moving with different trajectories and compared against human pilots. For
the first approach, our system kept the target within the field of view with a 96.60%
of success and the second approach with a 92.05 %, compared to 83.30% and 89.13%
of success obtained by human pilots, respectively. The latter indicates that our approach
has the potential to be used in applications where autonomous drones could be used for
aerial video recording, with a special interest in keeping a target within
the field of view of the drone's camera.El uso de los drones en áreas como el cine, deportes, eventos sociales e incluso
en áreas militares ha incrementado debido a su flexibilidad para capturar video en
escenarios donde hay un gran interés por mantener a un objetivo dentro del campo
de visión de la cámara a bordo del dron. Con el fin de eliminar la dependencia del
piloto que controla al dron, en este trabajo se presenta un sistema para el control
del vuelo autónomo del dron con el propósito de mantener a un objetivo dentro del
campo de visión de la cámara que tiene a bordo. Las imágenes fueron capturadas por
la cámara a bordo del dron y combinadas con un estimador estocástico de los estados
del objetivo, basado en el Filtro Kalman Unscented, para generar comandos de control
que permitan al dron realizar la grabación de forma autónoma. Se proponen dos
enfoques, el primero con el objetivo visto desde el frente del dron y el segundo con el
objetivo visto desde arriba por el dron. Ambos enfoques fueron validados con pruebas
en tiempo real que involucran a un objetivo que se mueve en diferentes trayectorias y
son comparadas con pilotos humanos. Para el primer enfoque, nuestro sistema mantiene
al objetivo dentro del campo de visión con un 96.60% de éxito y para el segundo
enfoque con un 92.05 %, mientras que el éxito obtenido con pilotos humanos es del
83.30% y del 89.13% respectivamente. Lo anterior, indica que nuestro enfoque tiene
el potencial para ser usado en aplicaciones en las que los drones autónomos pueden
ser utilizados para grabación aérea de video, con un especial interés por mantener a
un objetivo dentro del campo de visión de la cámara a bordo del dron
Study of three distinct populations of stellar clusters in the spiral galaxy M81
No full textStar clusters are considered the fundamental building blocks of the Universe and they
provide a unique laboratory for studying the ongoing and past star formation in their host
galaxies.In this thesis we report a complete sample of stellar clusters in M81 along with the analysis
of their properties. This work was done using high-resolution observations carried out with
Hubble Space Telescope/Advanced Camera for Surveys (HST/ACS) images in the filters
F435W, F606W and F814W. These images cover the entire optical extent of the galaxy.
The sample contains 435 compact star clusters (FWHM < 10 pixels; 9 pc) which include
263 blue clusters and 172 globular clusters. Additionally, we report the detection of 30 low
surface brightness and fuzzy stellar clusters, named “faint fuzzy”, for the first time in M81.
From the analysis of the blue compact star clusters we found that they are distributed along
the spiral arms on M81 and its luminosity function follows a power-law distribution with
an index of 2.0, which is the typical value found for young massive compact star clusters
in other galaxies. On the other hand, the globular star clusters have photometric masses
between 105 and 2x107Mʘ and they are distributed uniformly across the face of M81.
We analyze the surface brightness profiles of 128 globular clusters in the B and I bands
and fit them with a King model (King, 1962). From these analyses we obtained their
structural parameters core radius (rc), half-light radius (rh), concentration parameter (c)
and central surface brightness (µ0). The distributions of these parameters in the two
bands can be represented by log-normals function with median values rc = [0:6; 0:7] pc,
rh = [3:8; 4:2] pc , c = [76; 73] and μ0 = [17:7; 15:5] mag/arcsec2 in the B and I bands,
respectively. In general, there is a good correlation between the structural parameter values
in both bands. We found that 6 stellar clusters are in their post core-collapse phase
and 3 clusters have blue cores, including the brightest cluster in M81, named M81-GC1.
Through the comparison of the structural parameters of the globular cluster population in
M81 with those in the MilkyWay we found that they have almost the same total number of
globular clusters, as well as similar luminosity distribution.Los cúmulos estelares son considerados bloques fundamentales del Universo, así como
laboratorios únicos para el estudio de procesos relacionados con la historia de formación
estelar, actual y pasada, de las galaxias que los albergan.
En esta tesis se reporta una muestra completa de cúmulos estelares en M81 que cubren
completamente el disco óptico de la galaxia, así como el análisis de sus propiedades,
utilizando imágenes de alta resolución del Telescopio Espacial Hubble obtenidos con
la cámara ACS (HST/Advanced Camera for Surveys en inglés) en los filtros F435W,
F606W y F814W. Esta muestra está compuesta por 435 cúmulos estelares compactos
(FWHM < 10 pixeles; 9 pc), la cual incluye 263 cúmulos azules y 172 cúmulos globulares.
Además reportamos la detección de 30 cúmulos estelares de bajo brillo y difusos,
llamados faint fuzzy, por primera vez en M81.
Del análisis de los cúmulos compactos azules encontramos que están distribuidos a lo
largo de los brazos espirales de la galaxia y su función de luminosidad sigue una ley de
potencia con índice 2.0, el cual es un valor típico reportado en el estudio de poblaciones
de cúmulos compactos jóvenes masivos encontrados en otras galaxias. Por otro lado los
cúmulos globulares tienen masas fotométricas entre 105 y 2x107Mʘ y están distribuidos
uniformemente sobre M81.
De la muestra de cúmulos globulares analizamos los perfiles de brillo superficial de 128
objetos en las bandas B e I a través del ajuste de un perfil de King (King 1962). De este
análisis, obtuvimos sus parámetros estructurales tales como radio de core (rc), radio que
contiene la mitad de luz (rh), parámetro de concentración (c) y brillo superficial central
(µ0). La distribución de estos parámetros en las 2 bandas analizadas pueden
ser representada
muy bien con una función log-normal con valores medias de rc = [0:6; 0:7] pc, rh =
[3:8; 4:2] pc , c = [76; 73] y µ0 = [17:7; 15:5] mag/arcseg2 en B e I, respectivamente.
En general, los valores obtenidos en las 2 bandas correlacionan entre sí. Identificamos 6
cúmulos en su fase de post core collapse y 3 cúmulos con cores muy azules, incluyendo
el cúmulo más brillante de galaxia, llamado M81-GC1. Al comparar las propiedades de
la población de cúmulos globulares en M81 y la Vía Láctea, encontramos que su número
total así como su función de luminosidad es similar en ambas galaxias
Procesamiento multirazón de señales para spectrum sensing
Get PDFEl espectro de frecuencias radioeléctrico (en lo sucesivo el espectro radioeléctrico
ER) es un recurso natural limitado que ha experimentado una demanda extraordinaria
de su uso en los últimos años. Para poner en evidencia este fenómeno, la figura 1.1
muestra que las frecuencias de banda móvil presentan un aumento exponencial del
número de conexiones inalámbricas desde el año 2011 a la fecha. Adicionalmente, la
figura muestra cual será el número de conexiones estimadas para el año 2020.
El ER es regulado por organismos de control propios de cada país. Por ejemplo, en
el caso de México y Estados unidos, los organismos son, respectivamente, el Instituto
Federal de Comunicaciones (IFT) y la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC,
por sus siglas en inglés), los cuales se encargan de regular y supervisar el desarrollo
La IFT y la FCC son los encargados de promover, regular y supervisar el buen uso
del ER basados en las recomendaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones
(UTI, por sus siglas en inglés). La UTI es un organismo especializado de las
Naciones Unidas para las Tecnologías de la Información y la Comunicación (ICTs,
por sus siglas en inglés), y se encarga de determinar las características técnicas y
procedimientos operativos para la creciente gama de servicios inalámbricos [1]. En
México, la asignación del ER fue publicado el 28 de febrero de 2012 y fue nombrado
Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias (CNAF). La asignación fue realizada
conforme al Cuadro Internacional de Atribución de Frecuencias establecido por la
UTI