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Título: Análise espectral do biospeckle laser através do momento de inércia, entropia e cross-spectrum
Título Alternativo: Biospeckle laser spectral analysis under Inertia Moment, Entropy and Cross-Spectrum methods.
Autor(es): Nobre, Cassia Marques Batista
Orientador: Braga Júnior, Roberto Alves
Membro da banca: Sáfadi, Thelma
Rabelo, Giovanni Francisco
Trivi, Marcelo Ricardo
Área de concentração: Modelos de Sistemas Biológicos
Assunto: Lasers - Análise espectral
Inércia
Entropia
Cross-Spectrum
Entropy
Spectral analysis
Data de Defesa: 27-Out-2008
Data de publicação: 1-Ago-2014
Referência: NOBRE, C. M. B. Análise espectral do biospeckle laser através do momento de inércia, entropia e cross-spectrum. 2008. 197 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Sistemas)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2008.
Resumo: O speckle dinâmico pode ser utilizado como uma ferramenta de análise da atividade, biológica ou não, de materiais iluminados com luz laser. O Spatial Temporal Speckle (STS) registra dados temporais dos padrões de speckle dinâmico e é usado como entrada para várias técnicas que buscam retirar informações da atividade que está sendo alvo de estudo. Este trabalho apresenta o Momento de Inércia (MI), a Entropia baseada em Wavelets e a análise de Cross-Spectrum como ferramentas que podem ser utilizadas para avaliar-se a composição espectral do STS. Foram geradas linhas de STS baseadas em diversas freqüências do harmônico fundamental, de forma a verificar o comportamento de cada ferramenta ao analisar-se amostras em diferentes freqüências, variando o offset e também a amplitude dos harmônicos. As técnicas em questão também foram aplicadas a dados reais, a fim de confirmar a atuação das mesmas em amostras de materiais biológicos. Os resultados dos dados simulados mostraram que todos os métodos foram capazes de verificar a composição espectral dos diversos harmônicos. O MI mostrou-se mais eficiente na análise das altas freqüências, o que se deve ao seu mecanismo de atuação que é um momento de segunda ordem, o qual favorece as variações de atividade mais altas. Já a Entropia e Cross-Spectrum conseguiram diferenciar melhor as baixas freqüências, provavelmente por causa da filtragem que é realizada nas altas freqüências, devido ao método de convolução, que é uma parte do processo de implementação das duas técnicas. Já na base de dados reais, os métodos de MI e Entropia confirmaram seus mecanismos de atuação, respectivamente em altas e baixas freqüências. Assim, todos os métodos são capazes de fornecer informações espectrais sobre os diversos experimentos com biospeckle. Embora nenhuma das metodologias estudadas foi capaz de fornecer informações sobre baixas e altas freqüências ao mesmo tempo, elas podem ser usadas em conjunto, uma vez que a Entropia e o Cross-Spectrum mostraram-se complementares à técnica de MI.
Dynamic speckle can be used as a method for analysing activity, biologic or not, from materials illuminated with laser beam. Spatial Temporal Speckle (STS) contains data of time information of dynamic speckle and it is used as input for many techniques that intend to obtain information about the activity that is being monitored. This study presents the Inertia Moment, the Wavelets based Entropy and the Cross-Spectrum analysis as approaches that can be used for evaluating the STS spectral content. STS lines have been created based on many frequencies of the fundamental harmonic. This was done for verifying as each method acts when analysing different frequencies, varying harmonics offset and amplitude. These techniques were applied to real database, to verify their action mechanism in biological samples. The simulated data results present that all techniques are able to verify the spectral content of different harmonics. Inertia Moment was more efficient on analysing high frequencies, because it is a second order moment, being able to obtain more information from high variations on activity. Entropy and Cross-Spectrum, in turn, were better on differing lower frequencies. Probably this has occurred due the convolution method, that filters high frequencies and is part of the implementation process of both techniques. On real database, Inertia Moment and Entropy had their action mechanisms coinciding with the simulated results. Cross-Spectrum was not able of identify the experiment studied. These results show that all techniques can give spectral information about the biospeckle. Althought, any of them returned informations on both high and low frequencies at the same time, they can be used simultaneously, since Entropy and Cross-Spectrum were complementary to Inertia Moment.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/1922
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções: DEG - Engenharia de Sistemas e Automação - Mestrado (Dissertações)

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