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CPGEI (Mestrado): Otoniel Guilherme da Rocha - 10/08/18

Defesa Pública de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
Quando 10/08/2018
das 13h30 até 16h30
Onde Sede Central: Sala A-301
Nome do Contato Prof. Cicero Martelli
Participantes Prof. Cicero Martelli, Dr. Orientador UTFPR
Prof. Marco José da Silva, Dr. Co-orientador UTFPR
Banca examinadora:
Prof. Cicero Martello, Dr. Presidente - UTFPR
Prof. Jean Carlos Cardozo da Silva, Dr. - UTFPR
Manoel Feliciano da Silva Junior, Dr. - Petrobras
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Tomografia Ótica Computadorizada VIS/IR

Resumo: O presente trabalho estuda a aplicação de técnicas óticas para obter imagens tomográficas em meios opacos para região do espectro visível, mas translúcidos em algumas regiões do espectro infravermelho IR. O objetivo é verificar a viabilidade em gerar modelos volumétricos digitais de objetos reais imersos em meios opacos, utilizando radiação infravermelha nas regiões MIR (Mid-Infrared - Infravermelho médio) e LWIR (Long-Wavelength Infrared –Infravermelho Longo). Este trabalho aplicou conceitos de ótica geométrica e ondulatória, conceitos sobre radiação IR, princípios da interação da radiação IR com a matéria e espectroscopia IR. Além da ótica, estudos sobre redes de computadores, sistemas embarcados, circuitos amplificadores e, principalmente, sobre tomografia computadorizada foram necessários para o desenvolvimento desta pesquisa. A técnica tomográfica aplicada baseou-se no algoritmo de reconstrução Backprojection e reconstrói superfícies tridimensionais a partir de múltiplas seções transversais. Um conjunto mecânico foi construído para fornecer o movimento rotacional à amostra durante a varredura tomográfica. Com o sistema construído, três regiões do espectro eletromagnético foram testadas, uma na luz visível, e as outras duas regiões no infravermelho, uma na faixa de 8 a 12mm e a outra centrada em 4mm. Guardadas as proporções, os resultados encontrados nas três regiões mostraram-se promissores, com reconstruções tridimensionais nas duas primeiras e detectabilidades do sinal usando um sensor pontual em 4mm. O estudo mostrou que, aplicando as tecnologias dimensionadas para o problema, é perfeitamente possível fazer reconstruções tomográficas em meio fortemente absorvedores e espalhadores, como petróleo, apropriando-se de características de baixa absorção em janelas espectrais específicas.

Palavras-chave:Tomografia Computadorizada, Radiação infravermelha, Tomografia 3DTitle:VIS/IR


Computerized Optical Tomography

Abstract: The present work studies the application of optical techniques to obtain tomographic images in opaque media in the visible spectrum region, but translucent in some regions of the infrared IR spectrum. The objective is to verify the feasibility of generating digital volumetric models of real objects immersed in opaque media, using infrared radiation at MIR (Mid-Infrared) and LWIR (Long-Wavelength Infrared) regions. This work applied concepts of geometric and wave optics, concepts about IR radiation, principles of the interaction of IR radiation with matter and IR spectroscopy. In addition to optics, studies on computer networks, embedded systems, circuits amplifiers and, mainly, on computed tomography were necessary for the development of this research. The applied tomographic technique was based on the reconstruction algorithm Backprojection and reconstructs three-dimensional surfaces from multiple cross-sections. A mechanical assembly was constructed to provide rotational movement to the sample during tomographic scanning. With the system constructed, three regions of the electromagnetic spectrum were tested, one in visible light, and the other two regions in the infrared, first in the range of 8 to 12mm and the other centered in 4mm. When the proportions were saved, the results found in the three regions were promising, with three-dimensional reconstructions in the first two and detectability of the signal using a point sensor in 4mm. The study showed that by applying the technologies dimensioned to the problem, it is perfectly possible to make tomographic reconstructions in strongly absorbent and scattering media, such as petroleum, by appropriating low absorption characteristics in specific spectral windows.

Keywords:Computer Tomography, Infra Red radiatian, 3D Tomography

 

Lista de publicações:

DA ROCHA, Otoniel Guilherme et al. 3D Optical Tomography Image Reconstruction in Opaque Media. In: Integrated Photonics Research, Silicon and Nanophotonics. Optical Society of America, 2018. p. JTu2A. 71 

MARTELLI, C.; da SILVA, J. C. C. ; PIPA, DANIEL R. ; SILVA, M. J. ; ZAMARREÑO, CARLOS R. ; CANNING, J. ; SCHAPHAUSER, P. ; DUTRA, GUILHERME ; DACIUK, R. J. ; GALVAO, J. R. ; MEZZADRI, F. ; DI RENZO, A. B. ; DREYER, U. J. ; WEBER, G. H. ; JANECZKO, C. ; ROCHA, O. G. . Photonic sensors: from horse racing to horse power. In: 25th International Conference on Optical Fiber Sensors, 2017, Jeju, Republic of Korea. OFS25, 2017.

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