Implementación en FPGA del "Automatic Target Generation Process" para la detección de objetivos en imágenes hiperespectrales de la superficie terrestre

RESUMEN En la actualidad, la observación remota de la Tierra mediante el análisis de imágenes hiperespectrales constituye una línea de investigación muy activa. Debido a la forma en que aparecen los materiales en el entorno natural y a la resolución espacial que presentan los sensores de observación remota de la Tierra, los píxeles analizados no siempre están constituidos por la presencia de un único material, sino que están formados por distintos materiales puros a nivel de subpíxel. Tradicionalmente, se utilizan técnicas de desmezclado espectral para su estudio. Esta situación conlleva a que su análisis comprenda un alto coste computacional debido a que precisa de dos etapas complejas. La primera se basa en la extracción de firmas espectrales puras, es decir, la extracción de endmembers como serán denominados a lo largo del documento. La segunda etapa está conformada por la estimación de la abundancia de dichos endmembers a nivel de subpíxel. Esta complejidad computacional supone un problema en la situación de análisis de imágenes hiperespectrales a tiempo real en entornos variables como incendios y otros desastres naturales de estas características. El desmezclado espectral, al constituir un alto coste computacional, no siempre es adecuado, pudiendo escoger la vía de la clasificación y detección de objetivos o targets en su lugar. Esta técnica, de menor coste computacional y de gran utilidad, permite el análisis de imágenes hiperespectrales mediante la obtención y clasificación de elementos en entornos desconocidos que contengan materiales no previstos. En este proyecto final de carrera se ha llevado a cabo la implementación del algoritmo de detección y clasificación de objetivos conocido como ATGP (Automatic Target Generation Process), concretamente la versión del algoritmo que utiliza la proyección sobre el subespacio ortogonal. Para la implementación de dicho algoritmo se ha utilizado el lenguaje de descripción hardware VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) para su posterior uso en plataformas de hardware reconfigurable tipo FPGA (Field Programmable Gate Array). ABSTRACT In the present day, remote observation of planet Earth through hyperspectral imaging has become a very active research line. Due to the disposition of materials in a natural environment and the spatial resolution achieved by the sensors in remote observation of the Earth, most of analysed pixels are composed by a mixture of pure elements in a subpixel level, instead of been composed with a single element. Traditionally, spectral unmixing techniques are used for remotely sensed hyperspectral imagery analysis. These techniques are computationally expensive because they require two complex step process. The first step is the pure spectral signatures (endmember hereinafter) extraction. The second step is the estimation of endmembers fractional abundances at subpixel level. This computational complexity becomes a serious drawback in applications which require a real-time response in variable environments such a forest fire monitoring or natural disaster tracking. Target detection and classification can supersede the spectral unmixing techniques at a lower cost in certain applications. This less expensive technique is widely accepted usefulness and allows hyperspectral imaging analysis via obtention and classification of elements in environments without prior knowledgment of the terrain. In this project, we have designed and implemented a target detection and classification algorithm known as ATGP (Automatic Target Generation Process). In particular, we used the version of this algorithm which uses the concept of orthogonal subspaces projection. This implementation uses VHDL (Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language) for the subsequent implantation in reconfigurable platforms like FPGA (Field Programmable Gate Array)

Suma

Resumen basado en el de la publicaciónEstudio de la asignatura impartida en el primer año de la carrera de matemáticas en la Universidad de La Habana, Seminario de Problemas. El objetivo de la asignatura es introducir a los estudiantes en la resolución de problemas matemáticos. Se considera que este estudio ha de servir como iniciación a los estudiantes en una concepción de la Matemática con un cuerpo dinámico en constante desarrollo y enriquecimiento. El objetivo del artículo es compartir experiencias y reflexiones acerca de cuál puede ser el diseño ideal de este tipo de asignatura.AragónUniversitat de Barcelona. Biblioteca de Ciències de l'Educació; Passeig de la Vall D'Hebron, 171; 08035 Barcelona; +34934021035; +34934021034;ES

Estudio seroepidemiológico y entomológico sobre la enfermedad de Chagas en un área infestada por Triatoma maculata (Erichson 1848) en el centro-occidente de Venezuela An entomological and seroepidemiological study of Chagas' disease in an area in central-western Venezuela infested with Triatoma maculata (Erichson 1848)

En el presente trabajo se realizó un estudio seroepidemiológico, entomológico y de factores de riesgo para la infestación de las viviendas en un área infestada por Triatoma maculata (Parroquia Xaguas, Municipio Urdaneta, Estado Lara, Venezuela). Se muestrearon 140 viviendas, 509 personas y 110 cánidos, a los cuales se les determinó anticuerpos séricos anti-Trypanosoma cruzi mediante ELISA y MABA, utilizando antígenos recombinantes. La infección por Tr. cruzi de los triatominos fue determinada por microscopía óptica y PCR. Los resultados mostraron una seroprevalencia en humanos de 1,57% y en cánidos de 6,36%. De los 545 triatominos capturados 97,98% fueron T. maculata, 1,65% Eratyrus mucronatus y 0,37% Panstrongylus geniculatus; con índices vectoriales de infección 0,36%, infestación 16,4%, colonización 39,1%, coinfestación 8,6% y dispersión 100%. La presencia de vectores en el domicilio y peridomicilio estuvo asociada a la presencia de gallinas, desorden en el peridomicilio, caprinos, gallineros y/o distribución del domicilio. Los resultados permiten concluir que T. maculata es el vector predominante en la región, con capacidad de infestar y colonizar el domicilio y estaría involucrado en la transmisión de la enfermedad de Chagas.<br>This article presents a study on seroepidemiological, entomologic, and risk factors for domiciliary infestation in a circumscribed area infested with Triatoma maculata in Parroquia Xaguas, Urdaneta Municipality, Lara State, Venezuela. One hundred and forty households, 509 persons, and 110 dogs were sampled. Serum anti-Trypanosoma cruzi antibodies were determined by means of ELISA and MABA techniques using recombinant antigens. Tr. cruzi infection in the triatomines was determined by direct microscopy and PCR. According to the results, 1.57% of humans and 6.36% of dogs were positive for serum anti-Tr. cruzi antibodies. Triatomine species were: 97.98% T. maculata, 1.65% Eratyrus mucronatus, and 0.37% Panstrongylus geniculatus. Vector indices were: 0.36% vector infection, 16.4% household infestation, 39.1% household colonization, 8.6% household co-infestation, and 100% vector dispersion. Domiciliary and peridomiciliary infestation was associated with the presence of chickens and disorderly goat corrals, chicken coops, and domiciliary distribution. The results strongly suggest that T. maculata is the predominant Tr. cruzi vector in the area and that due to its capacity to infest and colonize human dwellings, it could be involved in Chagas' disease transmission