Segmentación de imágenes empleando el espacio de escala Gaussiano

La visión por computador trata con el problema de encontrar interpretaciones o descripciones significativas a partir de datos visuales y se pueden pensar tres preguntas que conduzcan a la interpretación significativa de los mismos. ¿Cuál es la información relevante de la imagen? ¿Cómo debe extraerse la información relevante ¿Qué medidas o características pueden obtenerse? Este trabajo pretende responder a la segunda pregunta, así como de identificar desde la imagen qué objetos están en el mundo y donde están en él. Se recurre a la representación en el espacio de escala para el análisis de los datos en diferentes niveles de la imagen y se propone una metodología de segmentación basada en la relación de cada uno de los píxeles con su vecindario. Los espacios de escala son reducciones sucesivas de características de la imagen que permiten identificar las propiedades más significativas de la misma, aplicando un filtro Gaussiano cuyos parámetros son variados a medida que la escala aumenta. Para las pruebas se emplearon imágenes de café y los resultados muestran regiones más completas con respecto a otras técnicas de segmentación / Abstract: The vision by computer deals with the problem to find interpretations or significant descriptions from visual data and can be thought three questions that lead to the significant interpretation of such. Which is the excellent information of the image? How must be extracted the excellent information of the data? What measures or characteristics can be obtained from the extracted information? This work tries to respond to the second question, as well as to identify from the image what objects are in the world and where they are in him. One resorts to the representation in the space of scale for the analysis of the data in different levels from the image and a methodology of segmentation based on the relation of each one of pixels with its neighbourhood sets out. The scale spaces are successive reductions of characteristics of the image that allow to identify the most significant properties of the same one, applying a Gaussian filter whose parameters are varied as the scale increases. For the tests coffee images were used and the results show more complete regions with respect to another techniques of segmentation.Maestrí

Conversor de longitud de onda óptico sintonizable de banda ancha para la siguiente generación de supercanales ópticos

RESUMEN: En esta investigación se propone un esquema de conversión de longitud de onda netamente óptico sintonizable y de banda ancha usando como dispositivo de conversión un modulador Mach-Zehnder junto con un generador de microondas para sintonizar el espaciamiento entre canales a lo largo de la banda C. Se reporta una demodulación exitosa de hasta 8 conversiones de longitud de onda, en pasos desde 50- 400GHz de canales en formato Nyquist QPSK de 100Gbps con espaciamiento entre canal configurable. El esquema de conversión de longitud de onda propuesto habilita el enrutamiento flexible de longitudes de onda en redes ópticas con grilla espectral no fija, tal y como se puede observar en los Supercanales con una tasa de error de bit más baja que 10-13.ABSTARCT: A broad-range tunable all optical wavelength conversion scheme that is based on a dual driven Mach-Zehnder modulator with an integrated microwave generator to tune the channel spacing along the entire C band, is proposed. Successful signal demodulation up to 8 wavelength conversions, in steps of 50-400 GHz of 100 Gbps Nyquist QPSK channels with configurable channel spacing is reported. The proposed wavelength conversion scheme enables flexible wavelength routing on gridless optical networks, as can be seen in the Superchannels with a BER lower than 10-13

SEGMENTACIÓN DE IMÁGENES DE COLOR EMPLEANDO EL ESPACIO DE ESCALA GAUSSIANO

RESUMENLa visión por computador trata con el problema de encontrar interpretaciones o descripciones significativas a partir de datos visuales y se pueden pensar tres preguntas que conduzcan a la interpretación significativa de los mismos. ¿Cuál es la información relevante de la imagen? ¿Cómo debe extraerse la información relevante de los datos censados? ¿Qué medidas o características pueden obtenerse de la información extraída? Este trabajo pretende responder a la segunda pregunta, así como de identificar desde la imagen qué objetos están en el mundo y donde están en él. Se recurre a la representación en el espacio de escala para el análisis de los datos en diferentes niveles de la imagen y se propone una metodología de segmentación basada en la relación de cada uno de los píxeles con su vecindario.Los espacios de escala son reducciones sucesivas de características de la imagen que permiten identificar las propiedades más significativas de la misma, aplicando un filtro Gaussiano cuyos parámetros son variados a medida que la escala aumenta. Para las pruebas se emplearon imágenes de café y los resultados muestran regiones más completas con respecto a las técnicas de segmentación de crecimiento de regiones y SCT debido a la influencia del filtrado sucesivo. Este trabajo se desarrolló con apoyo del proyecto de investigación MODELADO DE SUPERFICIES DE FORMA LIBRE.PALABRAS CLAVE: Segmentación de Imágenes, Espacios de Escala, Filtro Gaussiano.  ABSTRACT Computer vision deals with the problem of finding interpretations or significant descriptions from visual data. Three questions that lead to the significant interpretation of such data should be considered. What is the relevant information in the image? How can the relevant information be extracted from the data? What measures or characteristics can be obtained from the extracted information? This work tries to respond to the second question, as well as to identify what objects are in the image and where they are located.Scale space representation can be used to analyze the data from the image in different levels. In this work, a segmentation methodology based on the relation of each one of the pixels in the image with its neighbors is applied. Scale spaces are successive reductions of characteristics of the image that allow identification of its most significant properties. This is achieved by applying a Gaussian filter whose parameters are varied as the scale increases. Images of coffee plants were used for the tests and the results show more complete regions with respect to the techniques of segmentation of growth of regions and SCT. KEYWORDS: Segmentation of Images, Scale Space, Gaussian Filter

Caracterización de la respuesta en fase y compensación de fase en sistemas multiportadora para canales con respuesta en frecuencia no uniforme

This work proposes a methodology for the phase estimation in sub-bands of a non-uniform response channel. The novelty of this proposal lies in the use of a modulation format in QSPK (Quadrature Phase Shift Keying) quadrature-phase modified as a test signal for the phase estimation that eliminates the ambiguity issue. The methodology here proposed is verified experimentally using a defective RF cable as transmission channel andthus achieving data transmission rates of 20 Kbaud in a 120 cm distance in a frequency band between the 50 kHz y 276 kHz.En este trabajo se propone una metodología de estimación de fase por subbandas de un canal de respuesta no uniforme. La novedad de la propuesta radica en la utilización de un formato de modulación en fase en cuadratura QPSK, (Quadrature Phase Shift Keying) modificado como señal de prueba para la estimación de fase que elimina el problema de la ambigüedad. La metodología propuesta se verifica experimentalmente utilizando como canal de transmisión un cable de RF defectuoso, logrando la transmisión de datos a tasas de 20 Kbaud en una distancia de 120 cm en una banda de frecuencias comprendida entre los 150 kHz y 276 kHz

SEGMENTACIÓN DE IMÁGENES DE COLOR EMPLEANDO EL ESPACIO DE ESCALA GAUSSIANO

RESUMENLa visión por computador trata con el problema de encontrar interpretaciones o descripciones significativas a partir de datos visuales y se pueden pensar tres preguntas que conduzcan a la interpretación significativa de los mismos. ¿Cuál es la información relevante de la imagen? ¿Cómo debe extraerse la información relevante de los datos censados? ¿Qué medidas o características pueden obtenerse de la información extraída? Este trabajo pretende responder a la segunda pregunta, así como de identificar desde la imagen qué objetos están en el mundo y donde están en él. Se recurre a la representación en el espacio de escala para el análisis de los datos en diferentes niveles de la imagen y se propone una metodología de segmentación basada en la relación de cada uno de los píxeles con su vecindario.Los espacios de escala son reducciones sucesivas de características de la imagen que permiten identificar las propiedades más significativas de la misma, aplicando un filtro Gaussiano cuyos parámetros son variados a medida que la escala aumenta. Para las pruebas se emplearon imágenes de café y los resultados muestran regiones más completas con respecto a las técnicas de segmentación de crecimiento de regiones y SCT debido a la influencia del filtrado sucesivo. Este trabajo se desarrolló con apoyo del proyecto de investigación MODELADO DE SUPERFICIES DE FORMA LIBRE.PALABRAS CLAVE: Segmentación de Imágenes, Espacios de Escala, Filtro Gaussiano.  ABSTRACT Computer vision deals with the problem of finding interpretations or significant descriptions from visual data. Three questions that lead to the significant interpretation of such data should be considered. What is the relevant information in the image? How can the relevant information be extracted from the data? What measures or characteristics can be obtained from the extracted information? This work tries to respond to the second question, as well as to identify what objects are in the image and where they are located.Scale space representation can be used to analyze the data from the image in different levels. In this work, a segmentation methodology based on the relation of each one of the pixels in the image with its neighbors is applied. Scale spaces are successive reductions of characteristics of the image that allow identification of its most significant properties. This is achieved by applying a Gaussian filter whose parameters are varied as the scale increases. Images of coffee plants were used for the tests and the results show more complete regions with respect to the techniques of segmentation of growth of regions and SCT. KEYWORDS: Segmentation of Images, Scale Space, Gaussian Filter

Segmentation of color images using the total variation space: an application of Kripke's models

Este trabajo propone una metodologia de segmentackm de imagenes de color, basada en una umbralizacion clasica en cada uno de sus componentes ROB en el espacio de escala. La imagen segmentada o conjunto solution, esti conformada por aquellos pixcles solution que se encuentran en cada una de las imigenes escalades que siguen un orden secuencial del espacio, cumpliendo con las caracteristicas del modelo intuicionista planteado por Kripke. Por otro lado, el espacio de escala es una reducci6n sucesiva de caracteristicas de la imagen que permite identificar y conservar las propiedades mias significativas de la misma, y este trabajo lo construye aplicando el filtro de Variation Total. Los resultados muestmn aciertos del 76% sobre el ground truth.This work proposes a color image segmentation methodology, based on a classical thresholding in each of its ROB components in the scale space. The segmented image or solution set is made up of those solution pixels that are found in each of the scaled images that follow a sequential order of space, complying with the characteristics of the intuitionist model proposed by Kripke. On the other hand, the scale space is a successive reduction of image characteristics that allows identifying and conserving its most significant properties, and this work builds it by applying the Total Variation filter. The results show successes of 76% on the ground truth

Análisis e implementación de un multiplexor basado en redes de Bragg en fibra óptica en una red óptica pasiva de topología tipo estrella

AbstractIn this work, we designed and built a fiber optic-network in the optical laboratory of the Instituto Tecnológico Metropolitano of Medellín City. This network was used to emulate different topologies in similar conditions to real environments with the possibility to make connections up to 45 km. In this network, an optical multiplexer based on fiber Bragg grating was implemented for wavelength division multiplexing in a passive optical network. By using this device, the transmission of four different wavelengths through 12 and 32 km of single-mode optical fiber is demonstrated with acceptable power levels in reception at 12 km. Numerical simulations show good performance of the system under extreme temperature conditions. This is the first experimental report in Colombia of an optical multiplexer for wavelength-division-multiplexed passive optical networks.ResumenEn este trabajo se presenta el diseño e implementación de una red de fibra óptica en el laboratorio de fibra óptica del Instituto Tecnológico Metropolitano de Medellín, que es configurada a partir de diferentestopologías en un escenario con condiciones similares a las reales para realizar pruebas a dispositivos con enlaces hasta 45 km. En esta red seimplementa un multiplexor sobre la base de redes de Bragg en fibras ópticas para la consiguiente multiplexación por división de longitud deonda. Usando este dispositivo, se hace un análisis de la transmisión de cuatro longitudes de onda a través de 12 y 32 km de fibra monomodoestándar. Las simulaciones numéricas muestran un buen desempeño del sistema bajo condiciones de temperatura extrema. Este es el primerreporte experimental en Colombia de un multiplexor óptico para redes pasivas multiplexadas por longitud de onda

Elastic networks of the future : benefits for the Colombian internal telecommunication network

RESUMEN: El continuo crecimiento de la demanda de datos está dirigiendo la investigación para dar luz a una red eficiente en el uso de la fibra óptica y el espectro radioeléctrico. La próxima generación de redes será el resultado de una convergencia entre el dominio óptico e inalámbrico para reunir cada una de sus virtudes en una vasta red de telecomunicaciones más resiliente y más simplificada. Colombia no estará marginada de estos avances ya que actualmente despliega fibra óptica por gran parte del territorio nacional y por tal motivo debe estar informada de los progresos actuales en lo referente a redes de telecomunicaciones de nueva generación y orientar de mejor forma los lineamientos legales del ministerio de TIC (Tecnologías de la Información y las Comunicaciones) para traer en consecuencia grandes beneficios a la regulación de la red interna de telecomunicaciones en cuanto a lo decretado acerca de los inmuebles de propiedad horizontal. En este trabajo se plasman los avances en investigación concernientes a transmisiones por fibra óptica, incluyendo el nuevo paradigma de redes híbridas de fibra óptica con redes inalámbricas que permitirán simplificar la red global de telecomunicaciones. Las redes elásticas del futuro sugieren que las redes internas de telecomunicaciones serán más reducidas, simples y versátiles, lo cual facilitará la libre competencia entre los proveedores de servicios de comunicaciones, evitando el monopolio de espacios dentro de edificios de propiedad horizontal. Palabras clave: FI-WI, PON, redes elásticas, redes malla, supercanales, WDM.ABSTRACT: The continuous growth in data demand is leading research to bring to light an efficient network using fiber optics and radioelectric spectrum. The next generation of networks will be the result of a convergence between the optical and wireless domain with the purpose to gather all of their virtues in a vast telecommunications network more resilient and more simplified. Colombia will not be marginalized of these advances because actually has deployed optical fiber in most of the country and therefore they must be informed of current progress in terms of new generation of telecommunications networks and guide in a better way the legal guidelines of the Ministry of ICT (Information and Communications Technology) to bring great benefits to the regulation of internal telecommunications network, concerning what was decreed about the immovable of horizontal property. In this paper, research advances are reflected concerning optical fiber transmission, including the new paradigm of hybrid fiber optic networks with wireless networks that will simplify the global telecommunications network. The elastic networks of the future suggest that internal telecommunications networks will be smaller, simple, and versatile, which will facilitate competition between communication service providers, avoiding the monopoly of spaces within horizontal property buildings. Keywords: Elastic networks, FI-WI, mesh networks, PON, superchannels, WDM

Redes ópticas elásticas: un nuevo paradigma en las futuras redes de telecomunicaciones

 El tráfico en las redes de datos por fibra óptica ha tenido un crecimiento exponencial debido a la creciente demanda de información por parte de los usuarios finales, llevando a una saturación en la capacidad de las redes actuales. Proyectando los sistemas de transmisiones ópticos a tasas superiores a los 400 Gbps para redes de largo alcance, no será posible mantener la tecnología WDM de rejilla espectral fija de 50 GHz, la cual permite transmitir en la actualidad tasas hasta los 100 Gbps. Teniendo como limitación además del ancho espectral que ocuparía la información, la conmutación de los dispositivos para trabajar a altas frecuencias. En este contexto, surge el concepto de las redes ópticas elásticas, donde se emplea una rejilla de espectro flexible (flexi-grid) o sin rejilla (grid-less), con ancho espectral variable por canal según la demanda de ancho de banda, permitiendo una separación espectral flexible entre canales con el propósito de optimizar la eficiencia en el uso del espectro. Este artículo hace una revisión de los nuevos conceptos tecnológicos que conllevan el escenario de redes elásticas, y los posibles retos y limitaciones para el desarrollo de estas tecnologías. Recientes pruebas experimentales incorporan nuevos conceptos tecnológicos con relación a los ya comerciales sistemas de 100-G como: el diseño de transmisores multicanales, el uso de tecnologías como Nyquist-WDM y OFDM óptico flexible, receptores digitales coherentes reconfigurables, formatos de modulación m-arios e híbridos y asignación dinámica del espectro. No obstante, grandes limitantes como los efectos no lineales de la fibra óptica deben ser foco de investigación en este nuevo escenario, debido a sus efectos en la degradación de la señal. Finalmente, se muestra como las técnicas de procesamiento digital de señales desempeñarán un papel importante para lograr la reconfigurabilidad y elasticidad de las redes de alta capacidad.Palabras clave: Comunicaciones por Fibra Óptica, Enrutamiento, Interferencia Intercanal (ICI), Multiplexación por División de Longitud de Onda, Óptica No-Lineal, Procesamiento Digital de Señales (DSP), Redes Ópticas. AbstractIn the last years, traffic on data optical networks has had an exponential growth due to the increasing demand of information by end users. This had lead to saturation of the current deployed networks in terms of capacity. Planning the optical transmission systems of long-reach to work with capacities above 400 Gbps, it will not be possible to keep the spectral fixed-grid of the WDM technology, which currently allows transmitting up to 100 Gbps. The principal limitation is due to the greater spectral bandwidth occupied by the data information and also due to the switching of electronics devices at high frequencies. In this context a new concept known as elastic optical network emerges, which proposes a flexible-grid or gridless, where the spectral width changes according to the bandwidth demand and allows optimizing the spectral efficiency with a minimum separation between adjacent channels. In this paper, we present a comprehensive survey of elastic optical networks, introducing new concepts and describing the challenges and the limitations in these networks. Recent experimental reports show new technological concepts related to the commercials 100-G systems such as: design of multichannels transmitters, gridless Nyquist-WDM and Optical-OFDM, reconfigurable digital coherent receivers, optical dynamic spectrum allocation and advanced modulation formats. Nevertheless, the nonlinearity effects of the optical fiber are a significant limitation that must be researched in detail in this new elastic scenario. Hence, it is shown how the digital signal processing techniques are going to play an important role in order to get high capacity in elastic and reconfigurable networks.Keywords: Optical Fiber Communications, Routing, Interchannel Interference (ICI), Wavelength Division Multiplexing (WDM), Nonlinear Optics, Digital Signal Processing (DSP), All-Optical Networks.  Resumo  O trafego nas redes de dados por fibra óptica tem tido um crescimento exponencial devido à crescente demanda de informação por parte dos usuários finais, levando a uma saturação na capacidade das redes atuais. Projetando os sistemas de transmissões ópticos a taxas superiores aos 400 Gbps para redes de longo alcance, não será possível manter a tecnologia WDM de grelha fixa espectral de 50 GHz, a qual permite transmitir na atualidade taxas até os 100 Gbps. Tendo como limitação ademais da largura espectral que ocuparia a informação, a comutação dos dispositivos para trabalhar a altas frequências. Neste contexto, surge o conceito das redes ópticas elásticas, onde se emprega uma grelha de espectro flexível (flexi-grid) ou sem grelha (grid-less), com largura espectral variável por canal segundo a demanda da largura de banda, permitindo uma separação espectral flexível entre canais com o propósito de otimizar a eficiência no uso do espectro. Este artigo faz uma revisão dos novos conceitos tecnológicos que envolvam o cenário de redes elásticas, e os possíveis desafios e limitações para o desenvolvimento destas tecnologias. Recentes provas experimentais incorporam novos conceitos tecnológicos com relação aos já comerciais sistemas de 100-G como: o design de transmissores multicanais, o uso de tecnologias como Nyquist-WDM e OFDM óptico flexível, receptores digitais coerentes reconfiguráveis, formatos de modulação M-ária e híbridos, e assinação dinâmica do espectro. Não obstante, grandes limitantes como os efeitos não lineares da fibra óptica devem ser foco de pesquisa neste novo cenário, devido a sus efeitos na degradação do sinal. Finalmente, mostra-se como as técnicas de processamento de sinal digital irá desempenhar um papel importante na realização do restabelecemento e flexibilidade de redes de alta capacidade.Palavras-chave: Comunicações por Fibra Óptica, Interferência Entre Canais (IEC), Multiplexação por Divisão de Longitude de Onda, Óptica Não-Lineal, Processamento Digital de Sinais (PDS), Redes Ópticas, Routing.

Análisis del desempeño de la transmisión de datos en banda base y RF sobre redes PON de largo alcance

In this paper, the performance of long-reach passive optical network is analyzed in function of the dispersion and the optical-to-signal noise ratio. Nowadays, capable gigabits passive optical networks are standarJhon James Granada Torres M.Sc(c) Ingeniería de Telecomunicaciones, Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Investigador Grupo CMUN, UNAL Bogotá, Colombia [email protected] Jesús álvarez Guerrero Ing. Electrónico, Universidad Francisco de Paula Santander Cúcuta, Colombia [email protected] Análisis del desempeño de la transmisión de datos en banda base y RF sobre redes PON de largo alcance Claudia Milena Serpa Imbett Estudiante Ph.D Ingeniería, Universidad Pontificia Bolivariana (UPB) Medellín, Colombia [email protected] Gloria Margarita Varón Durán Ph. D Optoelectronique et hyperfréquence, Université de Toulouse, ISAE, Francia Docente Tiempo Completo, Investigador Grupo CMUN, Universidad Nacional de Colombia Bogotá, Colombia [email protected] Neil Guerrero González Ph. D Fotónica, Universidad Tecnológica de Dinamarca Docente Tiempo Completo, Investigador Grupo GITA, Universidad de Antioquia Medellín, Colombia [email protected] dized to a transmission distance of 20 km, and downstream transmission speed of 155 Mbps, 1 and 2,5 Gbps. However, tendency to unite the metro and access levels suggests the extension of the passive optical networks up to distances around 100 km and in radiofrequency up to 70 km. In this work is studied the performance of long-reach passive optical network through simulations in Virtual Photonics®(VPI). This network transmits optical signals in baseband to a distance of 100 km. The qualitative analysis of data transmission through the passive optical network is made based on the quality of the eye diagram. Also, the bit–error rate is calculated according to the optical-to-signal noise ratio to make a quantitative analysis regarding the transmission distance and speed. The simulated networks exhibits a better performance at distances below 40 km at speeds to 2,5 Gbps with standard single-mode fiber and up to 70 km to 155 Mbps in baseband and radiofrequency at 60 GHz.En este trabajo se analiza el desempeño de una red óptica pasiva de largo alcance en función de la dispersión y la relación señal a ruido óptica. Hoy en día, las redes ópticas pasivas con capacidad de Gbps están estandarizadas a una distancia de transmisión de 20 km y velocidades de transmisión en el canal descendente de 155 Mbps, 1 y 2,5 Gbps. Sin embargo, la tendencia de unir los niveles de metro y acceso sugiere la extensión de las redes ópticas pasivas hasta alcanzar distancias alrededor de los 100 km. En este trabajo se estudia a través de simulaciones en Virtual Photonics®(VPI), el desempeño de una red óptica pasiva de largo alcance, la cual transmite señales ópticas en banda base hasta una distancia de 100 km y de Radiofrecuencia hasta los 70 km. El análisis cualitativo de la transmisión de datos a través de la red PON se realiza basado en la calidad del diagrama de ojo. Asimismo, se calculan las curvas de bits erróneos en función de la relación señal a ruido óptica, para hacer un análisis cuantitativo respecto a las distancias y velocidades de transmisión. Las redes simuladas exhiben un mejor desempeño a distancias inferiores a 40 km para velocidades de 2,5 Gbps con fibras monomodo estándar y hasta los 70 km a 155 Mbps en banda base y radiofrecuencia con portadora de 60 GHz