Algoritmo para el diseño y optimización de códigos de apertura booleanas para un sistema codificado de patrones de difracción de rayos x de bajo costo

Simple item page
dc.contributor.advisorPinilla Sanchez, Samuel Eduardo
dc.contributor.advisorArguello Fuentes, Henry
dc.contributor.authorAngarita Pallares, Jhon James
dc.date.accessioned2024-03-03T23:27:03Z
dc.date.available2017
dc.date.available2024-03-03T23:27:03Z
dc.date.created2017
dc.date.issued2017
dc.description.abstractLa recuperación de la fase es un problema presente en muchas aplicaciones como óptica, imágenes astronómicas, biología computacional y cristalografía de rayos X. Este último es el objeto de estudio de este proyecto. La cristalografía de rayos X es una técnica experimental utilizada en el análisis de materiales, que permite medir las posiciones atómicas de los elementos presentes en un cristal. Esta técnica se basa en los patrones de difracción de rayos X, que proporcionan propiedades electrónicas y elásticas del cristal de interés. De este modo, el cristal se puede identificar de forma única mediante la fase de sus patrones de difracción que también se utilizan para analizar el material de interés. La fase de los haces difractados no puede ser medida directamente por el detector, sin embargo, puede recuperarse de la intensidad de los patrones de difracción. Adicionalmente, trabajos recientes de investigación prueban que incluyendo un elemento óptico llamado apertura codificada en la arquitectura tradicional de adquisición de los datos, se puede recuperar la fase de una señal de manera más eficiente. Sin embargo, una implementación real de los códigos de aperturas del estado del arte no es viable, ya que requiere cambiar la fase de los haces difractados. Por tanto, este proyecto propone usar los diseños de aperturas codificadas tradicionales de paso y bloqueo también conocidos como booleanas, que en la práctica se han utilizado en diferentes implementaciones reales de rayos X. Además, este trabajo determina las características de diseño óptimas para las aperturas codificadas booleanas. Por otro lado, este trabajo desarrolla un algoritmo para construir las aperturas booleanas óptimas. Asimismo, simulaciones numéricas sugieren que los códigos de aperturas booleanos óptimos propuestos exhiben un rendimiento más alto en la recuperación de la fase en comparación con un conjunto aperturas codificadas aleatorio no diseñado.
dc.description.abstractenglishThe phase retrieval is a problem present in many applications such as optics, astronomical imaging, computational biology and X-ray crystallography, the latter one is the object of study of this project. X-ray crystallography is an experimental technique used in material analysis that allows to measure the atomic positions of the elements present in a crystal. This technique is based on the X-ray diffraction patterns that provide electronic and elastic properties of the crystal of interest. Thus, the crystal can be uniquely identified by means of the phase of its diffraction patterns that are also used to analyze the material of interest. The phase of the X-ray cannot be directly measured; however, it can be recovered from the intensity of diffraction patterns. In addition, a recent research shows that by including an optical element called an coded aperture in the traditional data acquisition architecture, the signal phase can be more efficiently recovered. However, a real implementation of the state of art coded apertures are not feasible, since it requires changing the phase of the diffracted beams. Therefore, this project proposes to use the traditional block-unblock coded aperture designs also know as boolean, which in practice they have been used in different real X-ray implementations. Further, this work determines the optimal design characteristics for the block-unblock coded apertures and we develop an algorithm to construct them. Moreover, numerical simulations suggest that the proposed optimal Boolean coded apertures exhibit a higher performance to retrieve the phase in comparison with a random non-designed coded apertures set.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameIngeniero Electrónico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/37059
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ingenierías Fisicomecánicas
dc.publisher.programIngeniería Electrónica
dc.publisher.schoolEscuela de Ingenierías Eléctrica, Electrónica y Telecomunicaciones
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectCódigos De Apertura
dc.subjectRecuperación De La Fase
dc.subjectDifracción
dc.subjectCristalografía
dc.subjectRayos X.
dc.subject.keywordX-Ray Coded Apertures
dc.subject.keywordX-Ray Imaging
dc.subject.keywordDiffraction .
dc.titleAlgoritmo para el diseño y optimización de códigos de apertura booleanas para un sistema codificado de patrones de difracción de rayos x de bajo costo
dc.title.englishDesign and optimization algorithm of boolean coded apertures to a low cost coded x-ray diffraction patterns system.
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
Files
Original bundle
Now showing 1 - 3 of 3
No Thumbnail Available
Name:
Carta de autorización.pdf
Size:
118.64 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
Documento.pdf
Size:
6.54 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
Nota de proyecto.pdf
Size:
232.19 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
Collections
Ingeniería Electrónica