Sistema Multi Smart-Camera per la localizzazione e la guida di un drone

Con un sistema di multivisione correttamente installato e calibrato, si è tracciato il moto di un drone a seguito di operazioni di triangolazione e ne si è controllata automaticamente la traiettoria.

Il trasformismo parlamentare alla Camera dei Deputati durante la "Seconda Repubblica"

La mobilità parlamentare è un indicatore dello stato di salute del sistema politico italiano. Dopo un brvee excursus storico della mobilità in Italia dal Regno d'Italia ai giorni nostri, si mostra un'analisi dei dati inerenti la Prima e la Seconda Repubblica italiana che dimostrano un fenomeno ora molto intenso per numero e modalità di migrazioni fra gruppi parlamentari. Vengono illustrate le principali sanzioni previste dalla normativa di altri Paesi europei ed extraeuropei, per concludere con l'illustrazione delle modifiche proposte alla Camera (e al Senato ) per far fronte a questo fenomeno. Al momento le proposte pur convergendo su alcuni punti, non sembrano ancora pronte per poter essere attuate.

Studio e sviluppo di un metodo di detezione della camera atriale in ecografia intracardiaca

Il lavoro di tesi si è svolto in collaborazione con il laboratorio di elettrofisiologia, Unità Operativa di Cardiologia, Dipartimento Cardiovascolare, dell’ospedale “S. Maria delle Croci” di Ravenna, Azienda Unità Sanitaria Locale della Romagna, ed ha come obiettivo lo sviluppo di un metodo per l’individuazione dell’atrio sinistro in sequenze di immagini ecografiche intracardiache acquisite durante procedure di ablazione cardiaca transcatetere per il trattamento della fibrillazione atriale. La localizzazione della parete posteriore dell'atrio sinistro in immagini ecocardiografiche intracardiache risulta fondamentale qualora si voglia monitorare la posizione dell'esofago rispetto alla parete stessa per ridurre il rischio di formazione della fistola atrio esofagea. Le immagini derivanti da ecografia intracardiaca sono state acquisite durante la procedura di ablazione cardiaca ed esportate direttamente dall’ecografo in formato Audio Video Interleave (AVI). L’estrazione dei singoli frames è stata eseguita implementando un apposito programma in Matlab, ottenendo così il set di dati su cui implementare il metodo di individuazione della parete atriale. A causa dell’eccessivo rumore presente in alcuni set di dati all’interno della camera atriale, sono stati sviluppati due differenti metodi per il tracciamento automatico del contorno della parete dell’atrio sinistro. Il primo, utilizzato per le immagini più “pulite”, si basa sull’utilizzo del modello Chan-Vese, un metodo di segmentazione level-set region-based, mentre il secondo, efficace in presenza di rumore, sfrutta il metodo di clustering K-means. Entrambi i metodi prevedono l’individuazione automatica dell’atrio, senza che il clinico fornisca informazioni in merito alla posizione dello stesso, e l’utilizzo di operatori morfologici per l’eliminazione di regioni spurie. I risultati così ottenuti sono stati valutati qualitativamente, sovrapponendo il contorno individuato all'immagine ecografica e valutando la bontà del tracciamento. Inoltre per due set di dati, segmentati con i due diversi metodi, è stata eseguita una valutazione quantitativa confrontatoli con il risultato del tracciamento manuale eseguito dal clinico.

Realizzazione di una camera iperspettrale per uso industriale

Il lavoro svolto è stato commissionato dall’azienda CNI, la quale ha richiesto al Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’università di Bologna la costruzione di una camera iperspettrale per uso industriale. In questo elaborato sono descritte le tecniche di progettazione e realizzazione dell’apparato ottico, adatto ad indagare lunghezze d’onda nel range visibile. Questo apparato è composto da un obiettivo focalizzatore, uno spettroscopio e un sensore finale. La realizzazione pratica dello strumento è stata raggiunta attraverso tre fasi distinte: la calibrazione, l’assemblaggio e i test finali; ciò ha permesso di ottenere risultati in accordo con quelli previsti in fase di progettazione. Poiché i risultati ottenuti si sono rivelati conformi alle richieste dell’azienda, si è potuto procedere all’applicazione di una particolare copertura della camera iperspettrale. Questo procedimento di copertura e chiusura della camera è stato necessario sia per permettere all’azienda di svolgere test con lo spettroscopio in condizioni di elevata oscurità, sia per preservare i vari elementi ottici da movimenti meccanici esterni. Terminato così il lavoro, è stata consegnata all’azienda la camera chiusa. Essa sarà testata per l’analisi spettrale di campioni, che passano attraverso una linea illuminata di lunghezza 1 m e ad una distanza di 1,5 m, su un rullo autotrasportatore. In futuro è prevista anche la realizzazione di un’altra camera iperspettrale che indaghi le lunghezze d’onda nel vicino infrarosso.

Radio-guided surgery: advantages of a new portable γ-camera (Sentinella(®) ) for intraoperative real time imaging and detection of sentinel lymph nodes in cutaneous malignancies

The histological status of the sentinel lymph node (SLN) is one of the most relevant prognostic factors for the overall survival of patients with cutaneous malignancies, independent of tumour depth of the primary tumour.

Augmenting the effective field of view of optical tracking cameras--a way to overcome difficulties during intraoperative camera alignment

An Internet survey demonstrated the existence of problems related to intraoperative tracking camera set-up and alignment. It is hypothesized that these problems are a result of the limited field of view of today's optoelectronic camera systems, which is usually insufficiently large to keep the entire site of surgical action in view during an intervention. A method is proposed to augment a camera's field of view by actively controlling camera orientation, enabling it to track instruments as they are used intraoperatively. In an experimental study, an increase of almost 300% was found in the effective volume in which instruments could be tracked.

Understanding volcanic processes using UV camera measurements of sulfur dioxide and coincident infrasound and seismicity

The exsolution of volatiles from magma maintains an important control on volcanic eruption styles. The nucleation, growth, and connectivity of bubbles during magma ascent provide the driving force behind eruptions, and the rate, volume, and ease of gas exsolution can affect eruptive activity. Volcanic plumes are the observable consequence of this magmatic degassing, and remote sensing techniques allow us to quantify changes in gas exsolution. However, until recently the methods used to measure volcanic plumes did not have the capability of detecting rapid changes in degassing on the scale of standard geophysical observations. The advent of the UV camera now makes high sample rate gas measurements possible. This type of dataset can then be compared to other volcanic observations to provide an in depth picture of degassing mechanisms in the shallow conduit. The goals of this research are to develop a robust methodology for UV camera field measurements of volcanic plumes, and utilize this data in conjunction with seismoacoustic records to illuminate degassing processes. Field and laboratory experiments were conducted to determine the effects of imaging conditions, vignetting, exposure time, calibration technique, and filter usage on the UV camera sulfur dioxide measurements. Using the best practices determined from these studies, a field campaign was undertaken at Volcán de Pacaya, Guatemala. Coincident plume sulfur dioxide measurements, acoustic recordings, and seismic observations were collected and analyzed jointly. The results provide insight into the small explosive features, variations in degassing rate, and plumbing system of this complex volcanic system. This research provides useful information for determining volcanic hazard at Pacaya, and demonstrates the potential of the UV camera in multiparameter studies.

Plenoptic camera : theory and experimental results

The purpose of this research was to develop a working physical model of the focused plenoptic camera and develop software that can process the measured image intensity, reconstruct this into a full resolution image, and to develop a depth map from its corresponding rendered image. The plenoptic camera is a specialized imaging system designed to acquire spatial, angular, and depth information in a single intensity measurement. This camera can also computationally refocus an image by adjusting the patch size used to reconstruct the image. The published methods have been vague and conflicting, so the motivation behind this research is to decipher the work that has been done in order to develop a working proof-of-concept model. This thesis outlines the theory behind the plenoptic camera operation and shows how the measured intensity from the image sensor can be turned into a full resolution rendered image with its corresponding depth map. The depth map can be created by a cross-correlation of adjacent sub-images created by the microlenslet array (MLA.) The full resolution image reconstruction can be done by taking a patch from each MLA sub-image and piecing them together like a puzzle. The patch size determines what object plane will be in-focus. This thesis also goes through a very rigorous explanation of the design constraints involved with building a plenoptic camera. Plenoptic camera data from Adobe © was used to help with the development of the algorithms written to create a rendered image and its depth map. Finally, using the algorithms developed from these tests and the knowledge for developing the plenoptic camera, a working experimental system was built, which successfully generated a rendered image and its corresponding depth map.

Automatic Food Intake Assessment Using Camera Phones

Obesity is becoming an epidemic phenomenon in most developed countries. The fundamental cause of obesity and overweight is an energy imbalance between calories consumed and calories expended. It is essential to monitor everyday food intake for obesity prevention and management. Existing dietary assessment methods usually require manually recording and recall of food types and portions. Accuracy of the results largely relies on many uncertain factors such as user's memory, food knowledge, and portion estimations. As a result, the accuracy is often compromised. Accurate and convenient dietary assessment methods are still blank and needed in both population and research societies. In this thesis, an automatic food intake assessment method using cameras, inertial measurement units (IMUs) on smart phones was developed to help people foster a healthy life style. With this method, users use their smart phones before and after a meal to capture images or videos around the meal. The smart phone will recognize food items and calculate the volume of the food consumed and provide the results to users. The technical objective is to explore the feasibility of image based food recognition and image based volume estimation. This thesis comprises five publications that address four specific goals of this work: (1) to develop a prototype system with existing methods to review the literature methods, find their drawbacks and explore the feasibility to develop novel methods; (2) based on the prototype system, to investigate new food classification methods to improve the recognition accuracy to a field application level; (3) to design indexing methods for large-scale image database to facilitate the development of new food image recognition and retrieval algorithms; (4) to develop novel convenient and accurate food volume estimation methods using only smart phones with cameras and IMUs. A prototype system was implemented to review existing methods. Image feature detector and descriptor were developed and a nearest neighbor classifier were implemented to classify food items. A reedit card marker method was introduced for metric scale 3D reconstruction and volume calculation. To increase recognition accuracy, novel multi-view food recognition algorithms were developed to recognize regular shape food items. To further increase the accuracy and make the algorithm applicable to arbitrary food items, new food features, new classifiers were designed. The efficiency of the algorithm was increased by means of developing novel image indexing method in large-scale image database. Finally, the volume calculation was enhanced through reducing the marker and introducing IMUs. Sensor fusion technique to combine measurements from cameras and IMUs were explored to infer the metric scale of the 3D model as well as reduce noises from these sensors.