Optimization of apodization functions in terahertz transient spectrometry

A quadratic programming optimization procedure for designing asymmetric apodization windows tailored to the shape of time-domain sample waveforms recorded using a terahertz transient spectrometer is proposed. By artificially degrading the waveforms, the performance of the designed window in both the time and the frequency domains is compared with that of conventional rectangular, triangular (Mertz), and Hamming windows. Examples of window optimization assuming Gaussian functions as the building elements of the apodization window are provided. The formulation is sufficiently general to accommodate other basis functions. (C) 2007 Optical Society of America

Gaussian deconvolution: a useful method for a form-free modeling of scattering data from mono- and multilayered planar systems

A new method for analysis of scattering data from lamellar bilayer systems is presented. The method employs a form-free description of the cross-section structure of the bilayer and the fit is performed directly to the scattering data, introducing also a structure factor when required. The cross-section structure (electron density profile in the case of X-ray scattering) is described by a set of Gaussian functions and the technique is termed Gaussian deconvolution. The coefficients of the Gaussians are optimized using a constrained least-squares routine that induces smoothness of the electron density profile. The optimization is coupled with the point-of-inflection method for determining the optimal weight of the smoothness. With the new approach, it is possible to optimize simultaneously the form factor, structure factor and several other parameters in the model. The applicability of this method is demonstrated by using it in a study of a multilamellar system composed of lecithin bilayers, where the form factor and structure factor are obtained simultaneously, and the obtained results provided new insight into this very well known system.

Floating s- and p-type Gaussian Orbitals

The advantages of including a small number of p-type gaussian functions in a floating spherical gaussian orbital calculation are pointed out and illustrated by calculations on molecules which previously have proved to be troublesome. These include molecules such as F2 with multiple lone pairs and C2H2 with multiple bonds. A feature of the results is the excellent correlation between the orbital energies and those of a double zeta calculation reported by Snyder and Basch.

On the validity of the dispersion model of hepatic drug elimination when intravascular transit time densities are long-tailed

The dispersion model with mixed boundary conditions uses a single parameter, the dispersion number, to describe the hepatic elimination of xenobiotics and endogenous substances. An implicit a priori assumption of the model is that the transit time density of intravascular indicators is approximated by an inverse Gaussian distribution. This approximation is limited in that the model poorly describes the tail part of the hepatic outflow curves of vascular indicators. A sum of two inverse Gaussian functions is proposed as ail alternative, more flexible empirical model for transit time densities of vascular references. This model suggests that a more accurate description of the tail portion of vascular reference curves yields an elimination rate constant (or intrinsic clearance) which is 40% less than predicted by the dispersion model with mixed boundary conditions. The results emphasize the need to accurately describe outflow curves in using them as a basis for determining pharmacokinetic parameters using hepatic elimination models. (C) 1997 Society for Mathematical Biology.

Relative dispersion of intravascular transit times during isolated human limb perfusions for recurrent melanoma

Aims We have characterized the relative dispersion of vascular and extravascular markers in the limbs of three patients undergoing isolated limb perfusions with the cytotoxic melphalan for recurrent malignant melanoma both before and after melphalan dosing. Methods A bolus of injectate containing [Cr-51] labelled red blood cells, [C-14]-sucrose and [H-3]-water was injected into an iliac or femoral artery and outflow samples collected at 1 s intervals by a fraction collector. The radioactivity due to each isotype was analysed by either gamma [Cr-51] or beta [C-14 and H-3] counting. The moments of the outflow fraction-time profiles were estimated by a nonparametric (numerical integration) method and a parametric model (sum of two inverse Gaussian functions). Results The availability, mean transit time and normalised variance (CV2) obtained for labelled red blood cells, sucrose and water were similar before and after melphalan dosing and with the two methods of calculation but varied between the patients. Conclusions The vascular space is not well-stirred but characterized by a CV2 similar that reported previously for in situ rat hind limb and rat liver perfusions. A flow-limited blood-tissue exchange was observed for the permeating indicators. Administration of melphalan did not influence the distribution characteristics of the indicators.

Advanced image processing techniques for detection and quantification of drusen

Dissertation presented to obtain the degree of Doctor of Philosophy in Electrical Engineering, speciality on Perceptional Systems, by the Universidade Nova de Lisboa, Faculty of Sciences and Technology

Towards the development of a new wavelet for ECG classification

In this paper an attempt has been made to determine the number of Premature Ventricular Contraction (PVC) cycles accurately from a given Electrocardiogram (ECG) using a wavelet constructed from multiple Gaussian functions. It is difficult to assess the ECGs of patients who are continuously monitored over a long period of time. Hence the proposed method of classification will be helpful to doctors to determine the severity of PVC in a patient. Principal Component Analysis (PCA) and a simple classifier have been used in addition to the specially developed wavelet transform. The proposed wavelet has been designed using multiple Gaussian functions which when summed up looks similar to that of a normal ECG. The number of Gaussians used depends on the number of peaks present in a normal ECG. The developed wavelet satisfied all the properties of a traditional continuous wavelet. The new wavelet was optimized using genetic algorithm (GA). ECG records from Massachusetts Institute of Technology-Beth Israel Hospital (MIT-BIH) database have been used for validation. Out of the 8694 ECG cycles used for evaluation, the classification algorithm responded with an accuracy of 97.77%. In order to compare the performance of the new wavelet, classification was also performed using the standard wavelets like morlet, meyer, bior3.9, db5, db3, sym3 and haar. The new wavelet outperforms the rest

Synthesis and structural characterization of Eu(III)-doped Zn7Sb2O12

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Deriving the magnitude of niobium off-center displacement in ferroelectric niobates from infrared spectroscopy

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Dynamics of Bose-Einstein condensates in cigar-shaped traps

The Gross-Pitaevskii equation for a Bose-Einstein condensate confined in an elongated cigar-shaped trap is reduced to an effective system of nonlinear equations depending on only one space coordinate along the trap axis. The radial distribution of the condensate density and its radial velocity are approximated by Gaussian functions with real and imaginary exponents, respectively, with parameters depending on the axial coordinate and time. The effective one-dimensional system is applied to a description of the ground state of the condensate, to dark and bright solitons, to the sound and radial compression waves propagating in a dense condensate, and to weakly nonlinear waves in repulsive condensate. In the low-density limit our results reproduce the known formulas. In the high-density case our description of solitons goes beyond the standard approach based on the nonlinear Schrodinger equation. The dispersion relations for the sound and radial compression waves are obtained in a wide region of values of the condensate density. The Korteweg-de Vries equation for weakly nonlinear waves is derived and the existence of bright solitons on a constant background is predicted for a dense enough condensate with a repulsive interaction between the atoms.

Cinética de cristalização em vidros teluritos do sistema TLWN

Pós-graduação em Ciência dos Materiais - FEIS

Caracterização de propriedades de vidros polarizados do sistema P2O5 – B2O3 – CaO – TiO2

Pós-graduação em Ciência dos Materiais - FEIS

Síntese e caracterização dos vidros teluretos do sistema (20-x)Li2O-80TeO2-xWO3

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Entropia conjunta de espaço e reqüência espacial estimada através da discriminação de estímulos espaciais com luminância e cromaticidade moduladas por funções de Gábor: implicações para o processamento paralelo de informação no sistema visual humano

O objetivo deste estudo foi estimar a entropia conjunta do sistema visual humano no domínio do espaço e no domínio das freqüências espaciais através de funções psicométricas. Estas foram obtidas com testes de discriminação de estímulos com luminância ou cromaticidade moduladas por funções de Gábor. A essência do método consistiu em avaliar a entropia no domínio do espaço, testando-se a capacidade do sujeito em discriminar estímulos que diferiam apenas em extensão espacial, e avaliar a entropia no domínio das freqüências espaciais, testando-se a capacidade do sujeito em discriminar estímulos que diferiam apenas em freqüência espacial. A entropia conjunta foi calculada, então, a partir desses dois valores individuais de entropia. Três condições visuais foram estudadas: acromática, cromática sem correção fina para eqüiluminância e cromática com correção para eqüiluminância através de fotometria com flicker heterocromático. Quatro sujeitos foram testados nas três condições, dois sujeitos adicionais foram testados na condição cromática sem eqüiluminância fina e um sétimo sujeito também fez o teste acromático. Todos os sujeitos foram examinados por oftalmologista e considerados normais do ponto de vista oftálmico, não apresentando relato, sintomas ou sinais de disfunções visuais ou de moléstias potencialmente capazes de afetar o sistema visual. Eles tinham acuidade visual normal ou corrigida de no mínimo 20/30. O trabalho foi aprovado pela Comissão de Ética em Pesquisa do Núcleo de Medicina Tropical da UFPA e obedeceu às recomendações da Declaração de Helsinki. As funções de Gábor usadas para modulação de luminância ou cromaticidade compreenderam redes senoidais unidimensionais horizontais, moduladas na direção vertical, dentro de envelopes gaussianos bidimensionais cuja extensão espacial era medida pelo desvio padrão da gaussiana. Os estímulos foram gerados usando-se uma rotina escrita em Pascal num ambiente Delphi 7 Enterprise. Foi utilizado um microcomputador Dell Precision 390 Workstation e um gerador de estímulos CRS VSG ViSaGe para exibir os estímulos num CRT de 20”, 800 x 600 pixels, 120 Hz, padrão RGB, Mitsubishi Diamond Pro 2070SB. Nos experimentos acromáticos, os estímulos foram gerados pela modulação de luminância de uma cor branca correspondente à cromaticidade CIE1931 (x = 0,270; y = 0,280) ou CIE1976 (u’ = 0,186; v’= 0,433) e tinha luminância média de 44,5 cd/m2. Nos experimentos cromáticos, a luminância média foi mantida em 15 cd/m2 e foram usadas duas series de estímulos verde-vermelhos. Os estímulos de uma série foram formados por duas cromaticidades definidas no eixo M-L do Espaço de Cores DKL (CIE1976: verde, u’=0,131, v’=0,380; vermelho, u’=0,216, v’=0,371). Os estímulos da outra série foram formados por duas cromaticidades definidas ao longo de um eixo horizontal verde-vermelho definido no Espaço de Cores CIE1976 (verde, u’=0,150, v’=0,480; vermelho, u’=0,255, v’=0,480). Os estímulos de referência eram compostos por redes de três freqüências espaciais diferentes (0,4, 2 e 10 ciclos por grau) e envelope gaussiano com desvio padrão de 1 grau. Os estímulos de testes eram compostos por uma entre 19 freqüências espaciais diferentes em torno da freqüência espacial de referência e um entre 21 envelopes gaussianos diferentes com desvio padrão em torno de 1 grau. Na condição acromática, foram estudados quatro níveis de contraste de Michelson: 2%, 5%, 10% e 100%. Nas duas condições cromáticas foi usado o nível mais alto de contraste agregado de cones permitidos pelo gamut do monitor, 17%. O experimento consistiu numa escolha forçada de dois intervalos, cujo procedimento de testagem compreendeu a seguinte seqüência: i) apresentação de um estímulo de referência por 1 s; ii) substituição do estímulo de referência por um fundo eqüiluminante de mesma cromaticidade por 1 s; iii) apresentação do estímulo de teste também por 1 s, diferindo em relação ao estímulo de referência seja em freqüência espacial, seja em extensão espacial, com um estímulo sonoro sinalizando ao sujeito que era necessário responder se o estímulo de teste era igual ou diferente do estímulo de referência; iv) substituição do estímulo de teste pelo fundo. A extensão espacial ou a freqüência espacial do estímulo de teste foi mudada aleatoriamente de tentativa para tentativa usando o método dos estímulos constantes. Numa série de 300 tentativas, a freqüencia espacial foi variada, noutra série também de 300 tentativas, a extensão espacial foi variada, sendo que cada estímulo de teste em cada série foi apresentado pelo menos 10 vezes. A resposta do indivíduo em cada tentativa era guardada como correta ou errada para posterior construção das curvas psicométricas. Os pontos experimentais das funções psicométricas para espaço e freqüência espacial em cada nível de contraste, correspondentes aos percentuais de acertos, foram ajustados com funções gaussianas usando-se o método dos mínimos quadrados. Para cada nível de contraste, as entropias para espaço e freqüência espacial foram estimadas pelos desvios padrões dessas funções gaussianas e a entropia conjunta foi obtida multiplicando-se a raiz quadrada da entropia para espaço pela entropia para freqüência espacial. Os valores de entropia conjunta foram comparados com o mínimo teórico para sistemas lineares, 1/4π ou 0,0796. Para freqüências espaciais baixas e intermediárias, a entropia conjunta atingiu níveis abaixo do mínimo teórico em contrastes altos, sugerindo interações não lineares entre dois ou mais mecanismos visuais. Este fenômeno occorreu em todas as condições (acromática, cromática e cromática eqüiluminante) e foi mais acentuado para a frequência espacial de 0,4 ciclos / grau. Uma possível explicação para este fenômeno é a interação não linear entre as vias visuais retino-genículo-estriadas, tais como as vias K, M e P, na área visual primária ou em níveis mais altos de processamento neural.

Influence of the relative amounts of crystalline and amorphous phases on the mechanical properties of polyamide-6 nanocomposites

The relative amounts of amorphous and crystalline ?- and a-phases in polyamide-6 nanocomposites, estimated from the deconvolution of X-ray diffraction peaks using Gaussian functions, correlates with their mechanical, thermomechanical, and barrier properties. The incorporation of organoclay platelets (Cloisite 15A and 30B) induced the crystallization of the polymer in the ? form at expense of the amorphous phase, such that 12 wt % of Cloisite is enough to enhance the mechanical and the thermomechanical properties. However, higher nanofiller loads were necessary to achieve good barrier effects, because this property is mainly dependent on the tortuous path permeation mechanism of the gas molecules through the nanocomposite films. (C) 2012 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012