Segmentação de texturas em imagens digitais utilizando wavelets redundantes

Pós-graduação em Matematica Aplicada e Computacional - FCT

Estructuras de representación visual múltiple. Aplicación a la detección de variaciones locales en texturas y a la inspección visual

Programa de Doctorado en Percepción Artificial y Aplicaciones

Caracterización automatizada de texturas de menas mediante análisis digital de imagen para su aplicación geometalúrgica

La mineralogía de procesos se ha convertido en los últimos años en una herramienta indispensable dentro del ámbito minero-metalúrgico debido fundamentalmente a la emergencia de la Geometalurgia. Esta disciplina en auge, a través de la integración de datos geológicos, mineros y metalúrgicos, proporciona la información necesaria para que el circuito de concentración mineral pueda responder de manera rápida y eficaz a la variabilidad mineralógica inherente a la geología del yacimiento. Para la generación del modelo geometalúrgico, la mineralogía de procesos debe aportar datos cuantitativos sobre los rasgos mineralógicos influyentes en el comportamiento de los minerales y para ello se apoya en el uso de sistemas de análisis mineralógico automatizado. Estos sistemas son capaces de proporcionar gran cantidad de datos mineralógicos de manera rápida y precisa. Sin embargo, cuando se trata de la caracterización de la textura, el mineralogista debe recurrir a descripciones cualitativas basadas en la observación, ya que los sistemas actuales no ofrecen información textural automatizada. Esta tesis doctoral surge precisamente para proporcionar de manera sistemática información textural relevante para los procesos de concentración mineral. La tesis tiene como objetivo principal la identificación y caracterización del tipo de intercrecimiento que un determinado mineral presenta en las partículas minerales, e inicialmente se han tenido en cuenta los siete tipos de intercrecimiento considerados como los más relevantes bajo el punto de vista del comportamiento de las partículas minerales durante flotación, lixiviación y molienda. Para alcanzar este objetivo se ha desarrollado una metodología basada en el diseño y cálculo de una serie de índices numéricos, a los que se ha llamado índices mineralúrgicos, que cumplen una doble función: por un lado, cada índice aporta información relevante para caracterizar los principales rasgos mineralógicos que gobiernan el comportamiento de las partículas minerales a lo largo de los procesos de concentración y por otro lado, estos índices sirven como variables discriminantes para identificar el tipo de intercrecimiento mineral mediante la aplicación de Análisis Discriminante. Dentro del conjunto de índices propuestos en este trabajo, se han considerado algunos índices propuestos por otros autores para su aplicación tanto en el ámbito de la mineralogía como en otros ámbitos de la ciencia de materiales. Se trata del Índice de Contigüidad (Gurland, 1958), Índice de Intercrecimiento (Amstutz y Giger, 1972) e Índice de Coordinación (Jeulin, 1981), adaptados en este caso para el análisis de partículas minerales. El diseño de los índices se ha basado en los principios básicos de la Estereología y el análisis digital de imagen, y su cálculo se ha llevado a cabo aplicando el método de interceptos lineales mediante la programación en MATLAB de varias rutinas. Este método estereológico permite recoger una serie de medidas a partir de las que es posible calcular varios parámetros, tanto estereológicos como geométricos, que han servido de base para calcular los índices mineralúrgicos. Para evaluar la capacidad discriminatoria de los índices mineralúrgicos se han seleccionado 200 casos en los que se puede reconocer de manera clara alguno de los siete tipos de intercrecimiento considerados inicialmente en este trabajo. Para cada uno de estos casos se han calculado los índices mineralúrgicos y se ha aplicado Análisis Discriminante, obteniendo un porcentaje de acierto en la clasificación del 95%. Esta cifra indica que los índices propuestos son discriminadores fiables del tipo de intercrecimiento. Una vez probada la capacidad discriminatoria de los índices, la metodología desarrollada ha sido aplicada para caracterizar una muestra de un concentrado de cobre procedente de la mina Kansanshi (Zambia). Esta caracterización se ha llevado a cabo para obtener la distribución de calcopirita según su tipo de intercrecimiento. La utilidad de esta distribución ha sido analizada bajo diferentes puntos de vista y en todos ellos los índices mineralúrgicos aportan información valiosa para caracterizar el comportamiento mineralúrgico de las partículas minerales. Los resultados derivados tanto del Análisis Discriminante como de la caracterización del concentrado de Kansanshi muestran la fiabilidad, utilidad y versatilidad de la metodología desarrollada, por lo que su integración como herramienta rutinaria en los sistemas actuales de análisis mineralógico pondría a disposición del mineralurgista gran cantidad de información textural complementaria a la información ofrecida por las técnicas actuales de caracterización mineralógica. ABSTRACT Process mineralogy has become in the last decades an essential tool in the mining and metallurgical sphere, especially driven by the emergence of Geometallurgy. This emergent discipline provides required information to efficiently tailor the circuit performance to the mineralogical variability inherent to ore deposits. To contribute to the Geometallurgical model, process mineralogy must provide quantitative data about the main mineralogical features implied in the minerallurgical behaviour of minerals. To address this characterisation, process mineralogy relies on automated systems. These systems are capable of providing a large amount of data quickly and accurately. However, when it comes to the characterisation of texture, mineralogists need to turn to qualitative descriptions based on observation, due to the fact that current systems can not offer quantitative textural information in a routine way. Aiming at the automated characterisation of textural information, this doctoral thesis arises to provide textural information relevant for concentration processes in a systematic way. The main objective of the thesis is the automated identification and characterisation of intergrowth types in mineral particles. Initially, the seven intergrowth types most relevant for flotation, leaching and grinding are considered. To achieve this goal, a methodology has been developed based on the computation of a set of numerical indices, which have been called minerallurgical indices. These indices have been designed with two main purposes: on the one hand, each index provides information to characterise the main mineralogical features which determine particle behaviour during concentration processes and, on the other hand, these indices are used as discriminant variables for identifying the intergrowth type by Discriminant Analysis. Along with the indices developed in this work, three indices proposed by other authors belonging to different fields of materials science have been also considered after being adapted to the analysis of mineral particles. These indices are Contiguity Index (Gurland, 1958), Intergrowth Index (Amstutz and Giger, 1972) and Coordination Index (Jeulin, 1981). The design of minerallurgical indices is based on the fundamental principles of Stereology and Digital Image Analysis. Their computation has been carried out using the linear intercepts method, implemented by means of MATLAB programming. This stereological method provides a set of measurements to obtain several parameters, both stereological and geometric. Based on these parameters, minerallurgical indices have been computed. For the assessment of the discriminant capacity of the developed indices, 200 cases have been selected according to their internal structure, so that one of the seven intergrowth types initially considered in this work can be easily recognised in any of their constituents. Minerallurgical indices have been computed for each case and used as discriminant variables. After applying discriminant analysis, 95% of the cases were correctly classified. This result shows that the proposed indices are reliable identifiers of intergrowth type. Once the discriminant power of the indices has been assessed, the developed methodology has been applied to characterise a copper concentrate sample from the Kansanshi copper mine (Zambia). This characterisation has been carried out to quantify the distribution of chalcopyrite with respect to intergrowth types. Different examples of the application of this distribution have been given to test the usefulness of the method. In all of them, the proposed indices provide valuable information to characterise the minerallurgical behaviour of mineral particles. Results derived from both Discriminant Analysis and the characterisation of the Kansanshi concentrate show the reliability, usefulness and versatility of the developed methodology. Therefore, its integration as a routine tool in current systems of automated mineralogical analysis should make available for minerallurgists a great deal of complementary information to treat the ore more efficiently.

Texturas en cristales líquidos colestéricos

Estudios morfológicos de las texturas del carbonado oleilo del colesterol (COC) permiten identificar los distintos ordenamientos moleculares de la fase colestérica de este material. Se comprueba la existenoia de dos fases azules cuyas temperaturas de transición se especifican. Se estudian también las texturas de mezclas de C0C con MBBA, resaltando las diferencias entre éstas, correspondientes a un colestérico de paso mayor,y las,del COC puro, colestérico de paso muy pequeño.

Segmentación automática de texturas en imágenes agrícolas

El control de malas hierbas en grandes extensiones de terreno resulta costoso y a veces contaminante desde el punto de vista medioambiental. El avance en los últimos años de los sistemas de control y automatización en agricultura ha favorecido la aparición del concepto de Agricultura de Precisión (AP), para intervenir o actuar sobre el cultivo, en el momento adecuado y en el lugar preciso. La presente tesis se ha desarrollado en el marco de dos proyectos de investigación a nivel nacional y uno europeo. Este último dentro del VII programa Marco de la Unión Europea, cuyo principal objetivo era implementar técnicas de AP de forma más eficiente mediante flotas de robots. En todos ellos, que han involucrado robots, éstos están equipados con sus correspondientes sistemas de Visión Artificial con el fin de identificar la existencia de determinadas texturas de interés con fines de tratamientos específicos o navegación segura de los vehículos, evitando obstáculos u otros elementos existentes en el campo de trabajo. Para la consecución de los objetivos mencionados resulta necesario el análisis de las imágenes procedentes de los campos de cultivo. Estas imágenes están constituidas por diferentes elementos que en su conjunto contienen diferentes tipos de estructuras, tales como: a) plantas verdes alineadas en forma de surcos o dispersas según se trate de cultivo o malas hierbas; b) suelo que constituye el sustrato; c) cielo u otros componentes añadidos. Todos ellos constituyen lo que desde el punto de vista del tratamiento de imágenes se conoce como texturas...

Texturas de espeleotemas calcíticos recientes en la Cueva del Canelobre (Alicante, SE España)

Se describen las características texturales y composicionales de los espeleotemas recientes en la cueva del Canelobre.

Identificación de imágenes por análisis de texturas utilizando aprendizaje estadístico

Este documento explica la creación, implementación y uso del proyecto de fin de grado, desarrollado dentro del grupo de investigación ISCAR (Ingeniería de Sistemas, Control, Automática y Robótica) de la Facultad de Informática de la Universidad Complutense. El proyecto consiste en la implementación de una aplicación capaz de clasificar texturas extraídas de distintas imágenes mediante técnicas de visión por computador. Dicha aplicación se divide en tres pilares fundamentales: interfaz gráfica de usuario, algoritmos de extracción de características texturales y aprendizaje supervisado mediante una máquina “SVM” (Support Vector Machine). Interfaz gráfica: proporciona al usuario una forma fácil de uso de la aplicación por medio de la visualización gráfica de una imagen con una serie de elementos de configuración para su posterior análisis. Una vez analizada, el usuario si así lo desea, podrá visualizar los resultados de manera intuitiva, así como guardar dichos resultados después de la ejecución de los algoritmos pertinentes. Algoritmos de análisis de texturas: Procede al cálculo de las configuraciones y las muestras provistas por el usuario en la interfaz gráfica como el cálculo de la matriz de co-ocurrencia y el cálculo de los vectores de características (homogeneidad, media, varianza, Entropía, etc…). SVM: Utiliza los vectores de características obtenidos en los cálculos estadísticos de texturas para realizar el proceso de aprendizaje de un clasificador SVM. La aplicación ha sido construida en JAVA haciendo uso de librerías como JNI_SVM-light-6.01, commons-math3-3.0 y WindowsBuilder, para la construcción de la ventana gráfica, cálculo de los métodos estadísticos y máquina de aprendizaje automático. Dicha aplicación se ha utilizado con el objetivo de identificar y clasificar el quiste de Baker mediante imágenes obtenidas por Resonancias Magnéticas de la rodilla.

Caracterización biofísica y de suelos de los sistemas agroforestales de café en los municipios de Jinotega y Asturias

El trabajo se realizó en los diferentes municipios de Jinotega ubicados geográficamente entre las coordenadas 13005``06` de latitud N y 85059``48` de longitud W y en un rango de altura de 600 – 1500 m.s.n.m. El objetivo principal de este trabajo fue caracterizar los diferentes sistemas agroforestales con café, se logró identificar cuatro sistemas: Leguminosa bajo orgánico, leguminosa moderado orgánico, leguminosa moderado químico y a pleno sol con replica de dos para obtener un total de ocho fincas. Se seleccionaron sistemas con sombra de especies leguminosa, el área de muestreo conformada por ocho metros lineales y cuatro surcos de cafetos, en cada cafetal se seleccionaron tres áreas de muestreo, en cada área se ubicó cinco puntos diagonalmente tanto en la hilera como en la calle donde se cuantificó la biomasa y se sustrajeron las muestras para la caracterización física y química de los suelos. Dentro de esta misma área se realizo la caracterización biofísica de los cafetos y de los árboles de sombra. Tanto para las variables biofísicas, física y químicas y sé realizó un análisis descriptivo donde se logró identificar seis especies de sombra en los cafetales siendo las mas abundantes Ingasp con 62% de predominancia y Musáceas con 21.8%. La variedad de café mas cultivada es caturra con 50% de aceptación y se establece de 4013 - 6627 plantas/ha-1 con densidad de 245 – 270 árboles de sombra /ha-1 .El sistema leguminosa más bajo orgánico presentó el contenido más alto de biomasa con 3944kg/ha-1 y por consiguiente el mayor contenido de materia orgánica con 29.62% a una profundidad de 0 – 30 cm. y el mayor contenido de N y C en el suelo. El sistema leguminosa mas moderado químico obtuvo los contenidos más alto de NPK en la biomasa y este mismo sistema generó los más altos rendimientos de producción, obteniendo también los contenidos más altos P en el suelo. Dentro de las características físicas de suelo las texturas predominantes es la franco arcillosa y los colores van de café oscuro con tendencia a café claro (10YR 2/1;7.5YR2/1), con suelos moderadamente profundos. La mayoría de los sistemas dentro de la característica química presentó una acidez media con tendencia a fuerte. Los contenido de N, P y C en el suelo son mayores en las profundidades de 0 -5 cm disminuyendo a medida que profundiza el perfil. El sistema leguminosa más modera do orgánico obtuvo la mayor capacidad de intercambio catiónico.

[G_Hondarribia_Muralla] Documentación geométrica de las murallas de Hondarribia

[ES] Al respecto del modelo virtual con texturas fotográficas generado en este proyecto, se puede consultar también el siguiente artículo:

[R_Najera_Alcazar] Documentación geométrica de los restos del Alcázar de Nájera (La Rioja)

[ES] Los restos del alcázar se encuentran situados en una ladera ocupando una superficie de unos 40 x 25 metros. Se trata de una serie de terrazas que escalonan la pendiente. Las campañas arqueológicas realizadas muestran una secuencia de cinco muros paralelos, escalonados en altura, dispuestos para reforzar y defender el desnivel de 12 m existente entre el exterior y el interior del recinto. Los muros parten por el oeste de otro gran muro perpendicular, orientado de norte a sur, para morir en el precipicio natural situado al este. Entre ellos se disponen diversas dependencias y una amplia escalinata de acceso trazada en la última época.

Generación procedural de ciudades

El programa desarrollado en el presente Proyecto de Fin de Grado, genera una ciudad a partir de los sistemas denominados L-systems. Es capaz de, definiendo una gramática, crear una red de carreteras que se asemeje a la de las ciudades reales. Una vez creada la red, es posible incluir edifi cios en las parcelas generadas por las diferentes secciones de las carreteras. Para la visualización de la ciudad se utiliza un motor grá fico provisto de las funciones básicas de renderizado: la visualización de objetos 3D, la cámara, texturas, ... Con esas herramientas es posible la visualización de los diferentes estilos de ciudad que se pueden generar mediante el programa.

[A_Arlucea_SanMartin] Documentación geométrica y representación virtual de la iglesia de San Martín de Arlucea (Álava)

[ES] El edificio tiene planta rectangular de unos 30 x 15 metros con un interior con una altura de 10 metros. Cuenta con una torre anexa a los pies y un pórtico de piedra de ocho arcos de posible factura medieval. La antigua cabecera ha quedado como la sacristía actual.

[B_Muskiz_Muñatones] Documentación geométrica y modelado virtual del Castillo de Muñatones (Muskiz, Bizkaia)

[ES] Este proyecto tuvo una continuación en 2008, cuando se documentó la muralla interior del castillo. Este trabajo también está disponible en este repositorio. Asimismo, algunos artículos y proyectos fin de carrera hacen referencia a los datos capturados en este proyecto. En concreto, los registros relacionados son los siguientes: