2. Maestría
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Tesis de la Escuela de Posgrado
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Item Novel Edge-Preserving Filtering Model Based on the Quadratic Envelope of the l0 Gradient Regularization(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-01-26) Vásquez Ortiz, Eduar Aníbal; Rodríguez Valderrama, Paul AntonioIn image processing, the l0 gradient regularization (l0-grad) is an inverse problem which penalizes the l0 norm of the reconstructed image’s gradient. Current state-of-the art algorithms for solving this problem are based on the alternating direction method of multipliers (ADMM). l0-grad however, reconstructs images poorly in cases where the noise level is large, giving images with plain regions and abrupt changes between them, that look very distorted. This happens because it prioritizes keeping the main edges but risks losing important details when the images are too noisy. Furthermore, since kÑuk0 is a non-continuous and non-convex regularizer, l0-grad can not be directly solved by methods like the accelerated proximal gradient (APG). This thesis presents a novel edge-preserving filtering model (Ql0-grad) that uses a relaxed form of the quadratic envelope of the l0 norm of the gradient. This enables us to control the level of details that can be lost during denoising and deblurring. The Ql0-grad model can be seen as a mixture of the Total Variation and l0-grad models. The results for the denoising and deblurring problems show that our model sharpens major edges while strongly attenuating textures. When it was compared to the l0-grad model, it reconstructed images with flat, texture-free regions that had smooth changes between them, even for scenarios where the input image was corrupted with a large amount of noise. Furthermore the averages of the differences between the obtained metrics with Ql0- grad and l0-grad were +0.96 dB SNR (signal to noise ratio), +0.96 dB PSNR (peak signal to noise ratio) and +0.03 SSIM (structural similarity index measure). An early version of the model was presented in the paper Fast gradient-based algorithm for a quadratic envelope relaxation of the l0 gradient regularization which was published in the international and indexed conference proceedings of the XXIII Symposium on Image, Signal Processing and Artificial Vision.Item Diseño e implementación de un posicionador automático para la obtención del patrón de radiación(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-08-01) Portocarrero Sotomayor, Samuel Alejandro; Moreno Ruiz, Jorge NéstorEn la presente tesis se muestra el diseño y desarrollo de un sistema automático, basado en un posicionador de coordenadas esféricas, que permita obtener del patrón de radiación y balón de directividad de un altavoz. En dicho trabajo se presenta el proceso de investigación seguido, comenzando con la identificación y definición del marco problemático, pasando por la investigación del estado del arte en esta materia la cual nos brindará la información necesaria para plantear una solución útil; esta solución una vez diseñada e implementada permitirá realizar mediciones con diferentes resoluciones angulares consiguiendo así resultados del patrón de radiación y la directividad 3D del altavoz en evaluación en esta tesis, estos resultados serán analizados y documentados. La primera parte del documento presenta el análisis de la problemática, la cual resalta la importancia y gran utilidad del patrón de radiación y directividad de una fuente sonora en diversas aplicaciones del audio y la acústica, planteando así la necesidad de obtener estos parámetros acústicos. Al finalizar el capítulo se declara el marco problemático que supone la obtención de la directividad, analizando para ello todos los factores y aspectos que se deben tomar en cuenta durante las mediciones del patrón de radiación. Con el marco problemático ya declarado, se plantea la necesidad de diseñar un sistema capaz de solucionar los problemas en la obtención de estos parámetros; para ello se investiga el estado del arte donde se estudian los métodos y técnicas existentes vigentes tanto para la caracterización y medición de la respuesta del altavoz, para el procesamiento de señales, así como para el posicionamiento y medición angular. Luego de haber investigado el estado del arte, en el tercer capítulo se plantea un sistema automatizado capaz de realizar barridos angulares en el espacio circundante y que obtenga la respuesta en frecuencia (H1) de un altavoz convencional a partir del auto espectro de la respuesta impulsiva promedio del sistema y más técnicas que se verán en el desarrollo del capítulo. En detalle se presentan los aspectos técnicos y teóricos por etapas del diseño del sistema mencionado. En el cuarto capítulo se presentan los resultados obtenidos de los ensayos realizados, los problemas encontrados durante los mismos y un análisis de los resultados confrontándolos con los datos teóricos y las hipótesis planteadas inicialmente; es a partir de estas conclusiones que se podrán plantear recomendaciones de uso y eventuales mejoras a futuro. Finalmente se expone un modelo de negocio elaborado a partir del sistema automático desarrollado; este emprendimiento se basa en brindar un servicio de medición de la directividad de altavoces y fuentes sonoras a empresas fabricantes, arquitectos, ingenieros de sonido y público en general, entregando información completa y confiable sobre las características de radiación de sus altavoces. Cabe resaltar que este sistema podría ser también utilizado para evaluar la radiación de otras fuentes no acústicas tales como antenas o fuentes luminosas.Item Influencia de la retroalimentación visual en el control de una interfaz cerebro computador mediante imaginación motora(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-05-24) Álvarez Herrera, Paul David; Achanccaray Díaz, David RonaldLa retroalimentación juega un papel fundamental en varios tipos de sistemas basados en Interfaces Cerebro Computador (BCI), ésta permite que el usuario aprenda a modular cierto tipo de ondas cerebrales que luego serán usadas como base para un sistema de control. En la presente tesis se desarrolla un sistema BCI que usa el principio de Imaginación Motora en el cual se comparan y evalúan tres estrategias de retroalimentación visual: el movimiento de una barra en una pantalla, animación 3D de manos en una pantalla y el movimiento de manos robóticas. En el desarrollo de este sistema se contemplan las siguientes etapas: Adquisición de señales, preprocesamiento de señales, extracción y selección de características, clasificación y retroalimentación al sujeto. En el presente trabajo se utiliza la técnica de análisis de componentes independientes, la cual provee un filtro espacial que busca recuperar la independencia de las señales. Se utilizan como características las energías de las señales y se clasifica mediante una máquina de soporte vectorial. El procesamiento se realiza en tiempo real en el entorno de Simulink. Los resultados indican que la retroalimentación visual mediante manos robóticas influye positivamente en mayor medida que la retroalimentación mediante animación, sin embargo, estos resultados deben ser validados con una cantidad mayor de sujetos.Item Filtro espacial adaptativo para rechazo de interferencia usando arreglo de antenas en el radio observatorio de Jicamarca(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2015-09-03) Pinedo Nava, Henry Oswaldo; Chau, JorgeEn latitudes ecuatoriales, el estudio de las señales de radar de dispersión incoherente (ISR, por sus siglas en inglés) en la región E de la Ionósfera es perjudicado drásticamente por la interferencia de potentes señales provenientes del Electrochorro Ecuatorial (EEJ, por sus siglas en inglés). En base a que estas dos señales (ISR y EEJ) provienen de regiones en el cielo con posiciones angulares distintas, en la presente tesis se evalúa la factibilidad de emplear técnicas de filtrado espacial con el radar del Radio Observatorio de Jicamarca (ROJ) para mejorar las medidas de dispersión incoherente reduciendo la interferencia del EEJ. Con ello se pretende resolver un problema existente desde 1961 cuando entró en funcionamiento el ROJ. El filtro espacial a implementar debe garantizar la mínima distorsión en la medición de las señales ISR. Para ello se evaluaron diferentes técnicas no paramétricas de filtrado espacial, así como diversas configuraciones de arreglos de antenas en condiciones muy cercanas a la realidad por medio de la simulación numérica del proceso en su conjunto. Esta simulación contempló: la generación de señales y patrones de radiación de las antenas, la interacción de los dominios espacio-ángulo, y el procesamiento de datos que conduce a la obtención de los coeficientes del filtro. Los resultados obtenidos son muy satisfactorios hasta los casos con niveles de potencia del EEJ de 60dB más fuertes que los ecos de ISR. Las principales contribuciones de este trabajo son: la solución de este problema bidimensional con un tratamiento unidimensional por medio de un arreglo lineal de 6 antenas distribuidas espacialmente en forma no redundante, y la estrategia matemática empleada para lograr, con este arreglo no redundante, resultados similares a los que se hubieran obtenido con un número mayor de antenas.