Spectrum simulation of rough and nanostructured targets from their 2D and 3D image by Monte Carlo methods

Corteo is a program that implements Monte Carlo (MC) method to simulate ion beam analysis (IBA) spectra of several techniques by following the ions trajectory until a sufficiently large fraction of them reach the detector to generate a spectrum. Hence, it fully accounts for effects such as multiple scattering (MS). Here, a version of Corteo is presented where the target can be a 2D or 3D image. This image can be derived from micrographs where the different compounds are identified, therefore bringing extra information into the solution of an IBA spectrum, and potentially significantly constraining the solution. The image intrinsically includes many details such as the actual surface or interfacial roughness, or actual nanostructures shape and distribution. This can for example lead to the unambiguous identification of structures stoichiometry in a layer, or at least to better constraints on their composition. Because MC computes in details the trajectory of the ions, it simulates accurately many of its aspects such as ions coming back into the target after leaving it (re-entry), as well as going through a variety of nanostructures shapes and orientations. We show how, for example, as the ions angle of incidence becomes shallower than the inclination distribution of a rough surface, this process tends to make the effective roughness smaller in a comparable 1D simulation (i.e. narrower thickness distribution in a comparable slab simulation). Also, in ordered nanostructures, target re-entry can lead to replications of a peak in a spectrum. In addition, bitmap description of the target can be used to simulate depth profiles such as those resulting from ion implantation, diffusion, and intermixing. Other improvements to Corteo include the possibility to interpolate the cross-section in angle-energy tables, and the generation of energy-depth maps.

Analysis of Terahertz Detection with A 2D Hot-Electron Quantum Well Detector

The operation of a previously proposed terahertz (THZ) detector is formulated in detail. The detector is based on the hot-electron effect of the 2D electron gas (2DEG) in the quantum well (QW) of a GaAs/AIGaAs heterostructure. The interaction between the THz radiation and the 2DEG, the current enhancement due to hot -electron effect, and the noise performance of the detector are analyzed

A Faster 2D Technique for the design of Combinational Digital Circuits Using Genetic Algorithm

Combinational digital circuits can be evolved automatically using Genetic Algorithms (GA). Until recently this technique used linear chromosomes and and one dimensional crossover and mutation operators. In this paper, a new method for representing combinational digital circuits as 2 Dimensional (2D) chromosomes and suitable 2D crossover and mutation techniques has been proposed. By using this method, the convergence speed of GA can be increased significantly compared to the conventional methods. Moreover, the 2D representation and crossover operation provides the designer with better visualization of the evolved circuits. In addition to this, a technique to display automatically the evolved circuits has been developed with the help of MATLAB

A High Order Finite Volume Scheme for the 2D Shallow Water Equations Including Topography

Inhalt dieser Arbeit ist ein Verfahren zur numerischen Lösung der zweidimensionalen Flachwassergleichung, welche das Fließverhalten von Gewässern, deren Oberflächenausdehnung wesentlich größer als deren Tiefe ist, modelliert. Diese Gleichung beschreibt die gravitationsbedingte zeitliche Änderung eines gegebenen Anfangszustandes bei Gewässern mit freier Oberfläche. Diese Klasse beinhaltet Probleme wie das Verhalten von Wellen an flachen Stränden oder die Bewegung einer Flutwelle in einem Fluss. Diese Beispiele zeigen deutlich die Notwendigkeit, den Einfluss von Topographie sowie die Behandlung von Nass/Trockenübergängen im Verfahren zu berücksichtigen. In der vorliegenden Dissertation wird ein, in Gebieten mit hinreichender Wasserhöhe, hochgenaues Finite-Volumen-Verfahren zur numerischen Bestimmung des zeitlichen Verlaufs der Lösung der zweidimensionalen Flachwassergleichung aus gegebenen Anfangs- und Randbedingungen auf einem unstrukturierten Gitter vorgestellt, welches in der Lage ist, den Einfluss topographischer Quellterme auf die Strömung zu berücksichtigen, sowie in sogenannten \glqq lake at rest\grqq-stationären Zuständen diesen Einfluss mit den numerischen Flüssen exakt auszubalancieren. Basis des Verfahrens ist ein Finite-Volumen-Ansatz erster Ordnung, welcher durch eine WENO Rekonstruktion unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate und eine sogenannte Space Time Expansion erweitert wird mit dem Ziel, ein Verfahren beliebig hoher Ordnung zu erhalten. Die im Verfahren auftretenden Riemannprobleme werden mit dem Riemannlöser von Chinnayya, LeRoux und Seguin von 1999 gelöst, welcher die Einflüsse der Topographie auf den Strömungsverlauf mit berücksichtigt. Es wird in der Arbeit bewiesen, dass die Koeffizienten der durch das WENO-Verfahren berechneten Rekonstruktionspolynome die räumlichen Ableitungen der zu rekonstruierenden Funktion mit einem zur Verfahrensordnung passenden Genauigkeitsgrad approximieren. Ebenso wird bewiesen, dass die Koeffizienten des aus der Space Time Expansion resultierenden Polynoms die räumlichen und zeitlichen Ableitungen der Lösung des Anfangswertproblems approximieren. Darüber hinaus wird die wohlbalanciertheit des Verfahrens für beliebig hohe numerische Ordnung bewiesen. Für die Behandlung von Nass/Trockenübergangen wird eine Methode zur Ordnungsreduktion abhängig von Wasserhöhe und Zellgröße vorgeschlagen. Dies ist notwendig, um in der Rechnung negative Werte für die Wasserhöhe, welche als Folge von Oszillationen des Raum-Zeit-Polynoms auftreten können, zu vermeiden. Numerische Ergebnisse die die theoretische Verfahrensordnung bestätigen werden ebenso präsentiert wie Beispiele, welche die hervorragenden Eigenschaften des Gesamtverfahrens in der Berechnung herausfordernder Probleme demonstrieren.

Region-Based Feature Interpretation for Recognizing 3D Models in 2D Images

In model-based vision, there are a huge number of possible ways to match model features to image features. In addition to model shape constraints, there are important match-independent constraints that can efficiently reduce the search without the combinatorics of matching. I demonstrate two specific modules in the context of a complete recognition system, Reggie. The first is a region-based grouping mechanism to find groups of image features that are likely to come from a single object. The second is an interpretive matching scheme to make explicit hypotheses about occlusion and instabilities in the image features.

2D-3D Rigid-Body Registration of X-Ray Fluoroscopy and CT Images

The registration of pre-operative volumetric datasets to intra- operative two-dimensional images provides an improved way of verifying patient position and medical instrument loca- tion. In applications from orthopedics to neurosurgery, it has a great value in maintaining up-to-date information about changes due to intervention. We propose a mutual information- based registration algorithm to establish the proper align- ment. For optimization purposes, we compare the perfor- mance of the non-gradient Powell method and two slightly di erent versions of a stochastic gradient ascent strategy: one using a sparsely sampled histogramming approach and the other Parzen windowing to carry out probability density approximation. Our main contribution lies in adopting the stochastic ap- proximation scheme successfully applied in 3D-3D registra- tion problems to the 2D-3D scenario, which obviates the need for the generation of full DRRs at each iteration of pose op- timization. This facilitates a considerable savings in compu- tation expense. We also introduce a new probability density estimator for image intensities via sparse histogramming, de- rive gradient estimates for the density measures required by the maximization procedure and introduce the framework for a multiresolution strategy to the problem. Registration results are presented on uoroscopy and CT datasets of a plastic pelvis and a real skull, and on a high-resolution CT- derived simulated dataset of a real skull, a plastic skull, a plastic pelvis and a plastic lumbar spine segment.

Geometric and Algebraic Aspects of 3D Affine and Projective Structures from Perspective 2D Views

We investigate the differences --- conceptually and algorithmically --- between affine and projective frameworks for the tasks of visual recognition and reconstruction from perspective views. It is shown that an affine invariant exists between any view and a fixed view chosen as a reference view. This implies that for tasks for which a reference view can be chosen, such as in alignment schemes for visual recognition, projective invariants are not really necessary. We then use the affine invariant to derive new algebraic connections between perspective views. It is shown that three perspective views of an object are connected by certain algebraic functions of image coordinates alone (no structure or camera geometry needs to be involved).

Grain size analyses in tin-lead glazes based on 2d-sections

A problem in the archaeometric classification of Catalan Renaissance pottery is the fact, that the clay supply of the pottery workshops was centrally organized by guilds, and therefore usually all potters of a single production centre produced chemically similar ceramics. However, analysing the glazes of the ware usually a large number of inclusions in the glaze is found, which reveal technological differences between single workshops. These inclusions have been used by the potters in order to opacify the transparent glaze and to achieve a white background for further decoration. In order to distinguish different technological preparation procedures of the single workshops, at a Scanning Electron Microscope the chemical composition of those inclusions as well as their size in the two-dimensional cut is recorded. Based on the latter, a frequency distribution of the apparent diameters is estimated for each sample and type of inclusion. Following an approach by S.D. Wicksell (1925), it is principally possible to transform the distributions of the apparent 2D-diameters back to those of the true three-dimensional bodies. The applicability of this approach and its practical problems are examined using different ways of kernel density estimation and Monte-Carlo tests of the methodology. Finally, it is tested in how far the obtained frequency distributions can be used to classify the pottery

Pre-procés i segmentació en imatges d’ultrasons 2D i 3D de la pròstata

Aquest projecte s'ha dut a terme amb el Grup de visió per computador del departament d'Arquitectura i Tecnologia de Computadors (ATC) de la Universitat de Girona. Està enfocat a l'anàlisi d'imatges mèdiques, en concret s'analitzaran imatges de pròstata en relació a desenvolupaments que s'estan realitzant en el grup de visió esmentat. Els objectius fixats per aquest projecte són desenvolupar dos mòduls de processamentm d'imatges els quals afrontaran dos blocs important en el tractament d'imatges, aquests dos mòduls seran un pre-processat d'imatges, que constarà de tres filtres i un bloc de segmentació per tal de cercar la pròstata dintre de les imatges a tractar. En el projecte es treballarà amb el llenguatge de programació C++, concretament amb unes llibreries que es denominen ITK (Insight Toolkit ) i són open source enfocades al tractament d'imatges mèdiques. A part d'aquesta eina s'utilitzaran d'altres com les Qt que és una biblioteca d'eines per crear entorns gràfics

Sílvia Simon: "Tots som científics"

El 25 de setembre de 2009 cent cinquanta universitats d'arreu d'Europa celebraran la Nit de la Recerca amb l'objectiu de divulgar la ciència i la figura dels investigadors i investigadores a tota la societat

Replicated nil associations of digit ratio (2D:4D) and absolute finger lengths with implicit and explicit measures of aggression. 'Replicaci??n de asociaciones nulas del ratio del segundo y cuarto dedo (2D:4D) y la longitud absoluta de los dedos con medidas de agresi??n impl??citas y expl??citas'

Resumen tomado de la publicaci??n

Evaluación características operativas: ecografía 2D y Doppler color para diagnóstico de acretismo placentario, clínica universitaria colombia, bogotá.

La placenta ácreta es la implantación anómala de la placenta en la pared uterina. Se presenta en 0.9% de todos los embarazos; actualmente es una de las causas más importantes de morbimortalidad materna. Ecografía 2D y Doppler placentario son métodos diagnósticos de primera y segunda línea. Objetivo: Evaluar la utilidad diagnóstica de ecográfica 2D y Doppler color Placentario para diagnóstico de acretismo placentario en gestantes con factores de riesgo comparándolos con diagnóstico clínico e histopatológico; y determinar incidencia de acretismo placentario en población asistente a Clínica Universitaria Colombia. Metodología: Estudio de evaluación de tecnología diagnóstica. Entre Agosto a Noviembre de 2010 se incluyeron 53 gestantes entre 24 y 40 semanas de gestación con factores de riesgo para acretismo placentario. El desempeño diagnóstico de las pruebas se determinará por sensibilidad, especificidad, valores predictivos positivo y negativo. Las características demográficas de las pacientes y resultados neonatales se analizaron mediante proporción, media y rango. Resultados: Se determinó incidencia de acretismo placentario en 4,54% de las gestantes con presencia de factores de riesgo para esta patología. Los datos hasta el momento no nos permiten calcular valores de desempeño diagnóstico. Un caso termino en histerectomía por acretismo placentario. Conclusión: Con los datos preliminares registramos una incidencia de acretismo placentario de 1 en 22 pacientes. Revisión de literatura sustenta la necesidad de realización diagnostica prenatal que impacte en la morbimortalidad materna y fetal, haciendo necesario la evaluación diagnostica valida de herramientas como el Eco 2D y Doppler color en población a riesgo.

Evaluación características operativas : ecografía 2d y doppler color para diagnóstico de acretismo placentario, clínica universitaria Colombia, Bogotá

La placenta ácreta es la implantación anómala de la placenta en la pared uterina. Se presenta en 0.9% de todos los embarazos; actualmente es una de las causas más importantes de morbimortalidad materna. Ecografía 2D y Doppler placentario son métodos diagnósticos de primera y segunda línea. Objetivo: Evaluar la utilidad diagnóstica de ecográfica 2D y Doppler color Placentario para diagnóstico de acretismo placentario en gestantes con factores de riesgo comparándolos con diagnóstico clínico e histopatológico; y determinar incidencia de acretismo placentario en población asistente a Clínica Universitaria Colombia. Metodología: Estudio de evaluación de tecnología diagnóstica. Entre Agosto a octubre 2011 se incluyeron 137 gestantes entre 24 y 40 semanas de gestación con factores de riesgo para acretismo placentario. El desempeño diagnóstico de las pruebas se determinará por sensibilidad, especificidad, valores predictivos positivo y negativo. Las características demográficas de las pacientes y resultados neonatales se analizaron mediante proporción, media y rango. Resultados: En un grupo de 137 pacientes con factores de riesgo de acretismo placentario analizadas se obtuvo el dato de 119 en cuanto a la finalización del embarazo. Se observaron 4 casos con diagnóstico clínico e histopatológico de acretismo placentario, evidenciando una prevalencia del 2,9%. La ecografía 2D y Doppler en la detección de acretismo placentario con un nivel de confianza del 95%, presentaron sensibilidad del 100% (IC95% 87,5-100) y especificidad de 100% (IC95% 99,6-100). Conclusión: Con los datos analizados registramos una incidencia de acretismo placentario de 4 en 132 pacientes. Revisión de literatura sustenta la necesidad de realización diagnostica prenatal que impacte en la morbimortalidad materna y fetal, haciendo necesario la evaluación diagnostica valida de herramientas como el Eco 2D y Doppler color en población a riesgo.