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Generalización y adaptación de dominio en la detección de anomalías en series temporales (07/2023 - a la fecha)
El diseño de algoritmos basados en técnicas de aprendizaje, en particular redes neuronales profundas, que detectan anomalías y funcionan en tiempo real sobre cientos de variables, es un problema muy desafiante.
Para diseñar un modelo ?óptimo? de aprendizaje profundo, es necesario encontrar los hiper-parámetros que definen su arquitectura y su forma de entrenamiento, lo que genera la necesidad de repetir el proceso de entrenamiento varias veces. Es importante entonces diseñar métodos o estrategias que permitan generalizar, que sean robustos a los cambios en la distribución de los datos y que sean aplicables a un dominio distinto al usado para entrenar. Esto último es especialmente relevante cuando aprendemos los hiper-parámetros a partir de datos etiquetados por expertos del dominio, ya que en general los procesos de etiquetado son costosos y resultan en un etiquetado parcial, ruidoso.
Este proyecto propone por un lado, el diseño de estrategias basadas en aprendizaje profundo, que sean escalables y que se adapten a cambios de punto de funcionamiento o de dominio, que puedan responder a requerimientos de funcionamiento en tiempo real y sea aplicables a casos en que se dispone un conjunto limitado de etiquetas. Se evaluarán estrategias basadas en aprendizaje continuo, en las que a partir de la detección de un cambio del punto de funcionamiento del sistema se identifica cuál es la tarea previamente aprendida que mejor se ajusta. También se explorarán estrategias basadas en transferencia de aprendizaje y adaptación de dominio. Por otro lado, se abordará la búsqueda de estrategias eficientes de active learning (como un problema de aprendizaje por refuerzo), que permitan obtener un proceso de etiquetado e interacción con los expertos que genere una selección adecuada de los datos a ser etiquetados y que sea interpretable.
Si bien el problema reseñado es aplicable a distintas áreas del conocimiento, se trabajará particularmente con datos provenientes de sistemas de telecomunicaciones, área en la que el equipo de investigación ha venido trabajando en colaboración con un proveedor servicios de internet (ISP) local, obteniendo acceso a los datos y contando con la colaboración de expertos para el etiquetado. En los sistemas de telecomunicaciones se requiere analizar miles de variables, en tiempo real, con restricciones en el etiquetado y cambio en las condiciones de operación en el tiempo, por lo que demandan soluciones con las características que nos proponemos abordar.
5 horas semanales
Instituto de Ingeniería Eléctrica , Departamento de Procesamiento de Señales y Departamento de Telecomunicaciones
Investigación
Coordinador o Responsable
En Marcha
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:2
Doctorado:1
Financiación:
Comisión Sectorial de Investigación Científica, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
G. Gómez (Responsable) , ALICIA FERNÁNDEZ (Responsable) , G. García , S. Martinez , P. Casas , J. Acuña
Palabras clave:
Detección de anomalías
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Desarrollo de estrategias escalables para la implantación en producción de algoritmos de detección de pérdidas no técnica basados en aprendizaje automático. (10/2023 - a la fecha)
Objetivos específicos planteados:
Sistematizar la aplicación de la técnicas de detección de anomalías para poder aplicarlas en forma masiva a los datos provenientes de toda la infraestructura de medición inteligente. Profundizar el uso de herramientas MLOps para implementar y mantener los modelos de aprendizaje automático en forma confiable y eficiente.
Integrar nuevas fuentes de datos disponibles y evaluar su impacto en la detección de anomalías. Entre estos nuevos datos, se considerará por ejemplo el uso de micro-balances de las subestaciones, información catastral, geográfica y ambiental que esté a disposición de UTE.
Considerar como fuente de información para la detección de las pérdidas, los patrones de desagregación que se pueden obtener de algoritmos desarrollados en el convenio NILM. En particular se tendrán en cuenta algoritmos de desagregación de consumos de calefones, vehículos eléctricos y aires acondicionados.
Evaluar técnicas de forecasting basadas en modelos generativos y aprendizaje continuo que se han aplicado a otros sectores y en las que el Departamento de Procesamiento de Señales del IIE, Fing-UdelaR tiene experiencia.
5 horas semanales
Instituto de Ingeniería Eléctrica , Departamento de Procesamiento de Señales
Desarrollo
Coordinador o Responsable
En Marcha
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:2
Maestría/Magister:2
Financiación:
Administración Nacional de Usinas y Trasmisiones Eléctricas, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
ALICIA FERNÁNDEZ (Responsable) , A. Gómez (Responsable) , C. Mariño , E. Acevedo , P. Massaferro , M. Di Martino
Palabras clave:
NTL
-
Detección de pérdidas no técnicas en sistemas de distribución de energía. Análisis de series temporales multivariadas y en multiresolución. (08/2021 - 06/2023 )
Proyecto de investigación y desarrollo en el marco de convenio con UTE.
Informe final del proyecto: https://iie.fing.edu.uy/publicaciones/2023/AMGF23/
5 horas semanales
Facultad de Ingeniería -UdelaR , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Investigación
Coordinador o Responsable
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:1
Doctorado:1
Financiación:
Administración Nacional de Usinas y Trasmisiones Eléctricas, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
ALICIA FERNÁNDEZ (Responsable) , P. Massaferro (Responsable) , A. Gómez , E. Acevedo , M. Di Martino
Palabras clave:
NTL
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Fusión de información multiescala para la desagregación o identificación de cargas robustas a datos faltantes (03/2021 - 04/2023 )
Proyecto de investigación y desarrollo en el marco de un convenio con UTE.
El informe final se encuentra en: https://iie.fing.edu.uy/publicaciones/2023/MCMGF23/
5 horas semanales
Facultad de Ingeniería -Udelar , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Desarrollo
Coordinador o Responsable
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:1
Maestría/Magister:1
Financiación:
Administración Nacional de Usinas y Trasmisiones Eléctricas, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
ALICIA FERNÁNDEZ (Responsable) , A. Gómez (Responsable) , C. Mariño , P. Massaferro , G. Cossio , M. Di Martino
Palabras clave:
NILM Desagregación de consumos
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Detección de anomalías en sistemas de telecomunicaciones mediante métodos de aprendizaje continuo (05/2020 - 05/2022 )
La detección de anomalías se aplica a múltiples contextos y es particularmente relevante en las redes de telecomunicaciones. Los sistemas usuales de monitoreo permiten detectar fallas en los equipos o enlaces, pero es menos común disponer de capacidad para detectar la degradación de la performance de un servicio o posibles intentos de ataque o fraude.
El crecimiento y la complejidad de los servicios de telecomunicaciones actuales, requiere el análisis de múltiples fuentes de información. El tráfico de las interfaces de un enrutador, la cantidad de mensajes cursados por un equipo, la cantidad de llamadas, son ejemplos de variables relevantes a analizar. Actualmente existen plataformas que permiten almacenar y analizar grandes volúmenes de datos (Big Data) que representan una oportunidad para incorporar analítica de detección de anomalías sobre grandes volúmenes de información. Un aspecto relevante es la capacidad de detección en tiempo real, ya que permite reaccionar rápidamente ante una falla, reduciendo los tiempos de resolución y mejorando la calidad de los servicios ofrecidos.Un modelo robusto y eficiente debe ser capaz de adaptarse de forma continua y automática a los cambios en el tiempo de la estadística de las fuentes de información, proporcionado un detector adaptado a la estadística más reciente pero evitando "olvidar" los puntos de operación estacionarios previamente
observados. A partir de trabajos previos, en este proyecto se propone incorporar modelos basados en aprendizaje continuo, así como abordar la detección de anomalías en series multivariadas. De particular relevancia es la comparación de desempeño con otros enfoques estadísticos de procesamiento de señales más tradicionales.
Link a datos del proyecto: https://hdl.handle.net/20.500.12008/34255
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería -UdelaR , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Investigación
Coordinador o Responsable
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:2
Doctorado:1
Financiación:
Agencia Nacional de Investigación e Innovación, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
Gabriel Gómez Sena (Responsable) , ALICIA FERNÁNDEZ (Responsable) , Gastón García González , Sergio Martinez , José Acuña , Pedro Casas
Palabras clave:
Detección de anomalías
aprendizaje continuo
big data telecomunicaciones
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Detección de anomalías en medidores inteligentes (11/2018 - 07/2021 )
La detección de pérdidas no técnicas es una problemática de mucho interés para UTE, por su impacto económico, y que a su vez presenta grandes desafíos para la academia. Esto ha propiciado un ámbito de colaboración, desarrollo y transferencia tecnológica entre la Universidad y UTE. En una primera etapa se trabajó con la subgerencia de recuperación de Montevideo en la introducción de técnicas de aprendizaje automático, para la detección de consumos sospechosos en la red de medidores convencionales. En diciembre 2018, se concretó una nueva etapa de colaboración en este caso con el Departamento de Recuperación de Energía (DRE), con el objetivo de aumentar la precisión de las estrategias de detección de fraude previamente desarrolladas y en particular el abordaje de la transición tecnológica que implica la sustitución de medidores convencionales por medidores inteligentes. En esta etapa se complementó la revisión del estado del arte, en particular con foco en la adquisición y procesamiento de datos provenientes de medidores inteligentes, lo que se reporta en el capítulo 3. Teniendo en cuenta que el principal interés de UTE es lograr la máxima recuperación de pérdidas sujetas a restricciones y costos operativos, se propusieron abordajes novedosos para el diseño de los algoritmos de detección y para la elección de las rutas de inspección. Estos trabajos se hicieron sobre bases de datos de mensuales pero su aplicación es independiente del tipo de datos y del algoritmo especifico que se elija. Estas ideas se presentan en los capítulos 4 y 5. El el capítulo 6 se presenta un estudio comparativo de los enfoques clásicos y los basados en aprendizaje profundo. Utilizando una base de datos de mas de trecientos mil inspecciones validamos varias ideas previas y evaluamos los siguientes puntos: i) incidencia de la extracción de características expertas vs el uso de datos crudos, ii) el aporte de agregar información adicional y la exploración de arquitecturas de aprendizaje profundo capaces de manejar múltiples fuentes de datos, iii) el uso herramientas de ataques adversarios para entender que aprenden las redes neuronales en NTL y iv) cómo incide el tamaño de las bases de entrenamiento en el desempeño de los algoritmos. Las mejoras reportadas se incluyeron en la herramienta DAICE que se encuentra en operación y de la cual se presentan resultados de pruebas campo en el capítulo 8. En paralelo se trabajó en la adquisición de una base de datos de medidores inteligentes y la generación de bases sintéticas para el entrenamiento y evaluación de nuevos algoritmos de aprendizaje profundo. Tanto las mejoras realizadas en la herramienta DAICE como el desarrollo de la versión beta dela nueva herramienta (deepDAICE) fueron desarrolladas con el apoyo del DRE con una metodología de trabajo que incluyó reuniones semanales y un plan de acción actualizado con metodología Kanvan. En el capitulo 9 se muestra cómo el uso de de meses de consumos quince minutales en deepDAICE supera en 38% el desempeño alcanzado por DAICE con tres años de consumos mensuales.
El informe final se encuentra en: https://iie.fing.edu.uy/publicaciones/2021/MF21/
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería - UdelaR , Instituto de Ingeniería Eléctrica- Departamento de Procesamiento de Señales
Investigación
Coordinador o Responsable
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:1
Maestría/Magister:1
Doctorado:1
Financiación:
Administración Nacional de Usinas y Trasmisiones Eléctricas, Uruguay, Cooperación
Equipo:
ALICIA FERNÁNDEZ , Matias Di Martino , Pablo Massaferro
Palabras clave:
Detección de pérdidas no técnicas
Detección de anomalías
Detección de fraudes
Clasificadores
Clases desbalanceadas
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Identificación de electrodomésticos en curvas de consumo agregado (09/2018 - 04/2020 )
Identificación de electrodomésticos en curvas de consumo agregado
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería - UdelaR , Instituto de Ingeniería Eléctrica- Departamento de Procesamiento de Señales
Investigación
Coordinador o Responsable
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Doctorado:1
Financiación:
Administración Nacional de Usinas y Trasmisiones Eléctricas, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
ALICIA FERNÁNDEZ , Pablo Massaferro , Matias Di Martino , Camilo Mariño , Franco Marchesoni-Acland , Elías Masquil
Palabras clave:
NILM
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Implantación de un sistema de detección automática de irregularidades en el uso de energía eléctrica (11/2015 - 08/2018 )
El uso irregular o fraudulento de la energía eléctrica representa un problema de gran magnitud que provoca cuantiosas pérdidas a las empresas distribuidoras de muchos países. Las pérdidas totales a nivel nacional en Uruguay, se ubican en el entorno del 16%. En particular en Montevideo las pérdidas son del 18,8 % y en la regional centro del país se alcanzan pérdidas técnicas en la red de distribución, las pérdidas asociadas a las zonas carenciadas, y las perdidas por fraude. Las pérdidas por fraude en Montevideo pueden estimarse en aproximadamente el 4% de la energía entrante, mientras que en Canelones se podrían estimar en 6%. El problema entonces se convierte en la necesidad de detectar el subconjunto minoritario de clientes en cuyos suministros existen irregularidades que no permiten el correcto registro del total de la energía consumida. Se busca separar de forma automática los registros normales aquéllos que son anómalos o potencialmente anómalos. En la práctica, permitiría reducir drásticamente el conjunto de registros a ser inspeccionado campo por los técnicos, reduciendo los costos operativos. Desde el punto de vista académico el problema se puede problema de clasificación con clases desbalanceadas, una normal y una anómala poco frecuente (la más creciente interés en el área de reconocimiento muestra distintos enfoques teóricos y propuestas detección en estas condiciones. Este proyecto cuenta, como antecedente investigación llevado adelante desarrollar algoritmos de detección llegándose a concretar El objetivo general del software adecuado para el análisis de información, que permita dirigir las inspecciones de campo con el objetivo de aumentar la eficiencia en la detección de irregularidades en el uso de energía eléctrica. Se pretende implantar y continuar desarrollando y parametrizando, el prototipo desarrollado en el anterior proyecto de investigación UTE-UdelaR. Se diseñarán los procedimientos necesarios para la integración del mismo a la metodología de trabajo de cada uno de los servicios técnicos de las diferentes regionales de la empresa en todo el país. Se realizará una evaluación del uso del sistema por parte de las distintas oficinas, definiendo indicadores que permitan monitorear el principal objetivo buscado, que el aumento de la eficiencia en la detección de irregularidades en el uso de energía eléctrica.
10 horas semanales
Universidad de la República , Instituto de Ingeniería Eléctrica- Departamento de Procesamiento de Señales
Desarrollo
Coordinador o Responsable
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Maestría/Magister:1
Financiación:
Agencia Nacional de Investigación e Innovación, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
Pablo Massaferro , MATIAS DI MARTINO
Areas de conocimiento:
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería Eléctrica y Electrónica /
Reconocimiento de Patrones
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Fusión biométrica: Aplicación a una base de identificación civil (10/2015 - 09/2017 )
El desarrollo de estrategias de fusión contribuye a construir sistemas biométricos más robustos y menos vulnerables a las condiciones de
adquisición de los datos. En lugar de continuar mejorando sistemas biométricos específicos, la fusión biométrica busca mejorar el desempeño del sistema considerando múltiples fuentes, algoritmos y modalidades. Dicha fusión puede darse en cada una de las etapas que constituye un
sistema biométrico (adquisición, preprocesamiento, extracción de características, comparación y decisión). Esta fusión, además, puede ser
realizada basándose en varias instancias de un único rasgo biométrico (conocida como unimodal) o distintas características biométricas
(multimodal).
La Dirección Nacional de Identificación Civil (DNIC) registra la ficha decadactilar y la fotografía de la cara como rasgos biométricos. Es por esto
que en este proyecto nos focalizaremos en la fusión de huellas dactilares y caras, dos características complementarias. Analizaremos la
confiabilidad de las distintas modalidades, distintas estrategias de reconocimiento unimodal, fusión unimodal (huellas de distintos dedos) y luego
la fusión multimodal (huellas caras). Proponemos generalizar la aplicación de un framework basado en el método a-contrario, propuesto para el
reconocimiento de caras, a la fusión multibiométrica. En particular priorizaremos la formalización del análisis de la confiabilidad de los sistemas
unimodales y su dependencia con la calidad de los datos de entrada utilizados.
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería - UdelaR , Instituto de Ingeniería Eléctrica- Departamento de Procesamiento de Señales
Investigación
Coordinador o Responsable
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:3
Maestría/Magister:1
Financiación:
Agencia Nacional de Investigación e Innovación, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
Federico LECUMBERRY RUVERTONI , Javier PRECIOZZI SPARANO , LUIS D. DI MARTINO
Palabras clave:
Biometría
Areas de conocimiento:
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería Eléctrica y Electrónica /
Reconocimiento de Patrones
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Diseño de algoritmos de libre acceso para fusión de información de neuroimágenes funcionales estáticas y dinámicas. Aplicación a la detección del área epileptógena mediante SPECT, PET y EEG en pacientes con epilepsia refractaria. (04/2013 - 04/2015 )
La epilepsia es una enfermedad neurológica frecuente. Un número importante de pacientes presentan refractariedad al tratamiento farmacológico y se ven imposibilitados de llevar una vida normal por la elevada frecuencia de sus crisis. Los pacientes pediátricos pueden tener consecuencias severas sobre el neurodesarrollo. La cirugía es la única alternativa posible y requiere de una localización previa precisa del foco epileptógeno. La investigación en esta área se considera hoy en día prioritaria. La neuroimagen funcional ha adquirido un rol fundamental en la valoración prequirúrgica, con elevada exactitud en la localización del foco. El EEG, el SPECT ictal-interictal y el PET con 18F-FDG son
herramientas de probada utilidad que se encuentran dentro del algoritmo diagnóstico
habitual al que son sometidos los pacientes en el Programa de Cirugía de Epilepsia (PCE). Para mejorar el rendimiento de estas técnicas se están empleando sofisticadas y costosas herramientas de procesamiento de imágenes que no se encuentran disponibles en gran parte de los programas alrededor del mundo. Este proyecto busca desarrollar procedimientos de análisis matemático que permitan fusionar información estática y dinámica para mejorar el análisis de las imágenes de las técnicas mencionadas con el objetivo de lograr una
detección y localización más precisa del foco epileptógeno. La nueva herramienta
integrará información multimodalidad que permita detectar áreas que se activen por períodos breves mediante PET dinámico con registro EEG simultáneo. Se llevará a cabo una evaluación detallada de su rendimiento en fantomas virtuales y pacientes del PCE del Hospital de Clínicas. Tendrá una interfase de manejo fácil, rápido y confiable y será de
distribución gratuita, de forma que permita la mayor disponibilidad posible. Los
resultados podrán ser de particular importancia para el acceso de los integrantes de PCE de países de menor poder económico a técnicas de análisis de imágenes altamente especializadas, y en particular para la inclusión de diversos centros de medicina nuclear en los PCE locales a los cuales no tienen fácil acceso debido a la carencia de
herramientas que mejoren los resultados de la interpretación visual de los estudios. El beneficio último radica en el acceso de un mayor número de pacientes con ER a unaevaluación prequirúrgica más adecuada en los PCE, sea cual sea su procedencia, con mayor posibilidad de obtener un resultado exitoso que los libere de esta enfermedad invalidante. Para cumplir con el objetivo resulta imprescindible la colaboración estrecha entre investigadores de epileptología clínica, neuroimagen funcional y procesamiento de imágenes, que los consolidará como grupo de investigación.
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Investigación
Coordinador o Responsable
En Marcha
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:3
Maestría/Magister:1
Financiación:
Comisión Sectorial de Investigación Científica, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
ALVARO GÓMEZ , RODOLFO FERRANDO (Responsable) , OTROS , HENRY ENGLER
Palabras clave:
Epilepsia
Fusión de Imagenes
PET, SPECT, RMN, CT, EEG
Areas de conocimiento:
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería Eléctrica y Electrónica /
Tratamiento de Imagenes
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería Eléctrica y Electrónica /
Reconocimiento de Patrones
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Incorporación de datos imagenológicos a las bases de datos fenotípicas de bovinos para la identificación de genes significativos para mejorar las características reproductivas y de calidad de carne. (02/2013 - 05/2014 )
La búsqueda de información genética correlacionada con la capacidad reproductiva
en bovinos de leche y la calidad cárnica de nuestros rodeos tiene un alto impacto en
la producción. A lo largo de los últimos años varios grupos de Facultad de
Veterinaria han creado bases-de-datos con información fenotípica y molecular
relacionada con la calidad cárnica y la fertilidad bovina aplicada a la producción
lechera. Este análisis requiere el relevamiento masivo de datos y su procesamiento
en forma exhaustiva y eficiente. La inclusión de información fenotípica con
origen en imágenes ecográficas ayuda a enriquecer dichas bases y podría facilitar la
detección de marcadores moleculares relevantes.
El objetivo principal del proyecto es la investigación en técnicas que permitan
contribuir con la predicción de fertilidad de rodeo lechero y la calidad de la carne
integrando métodos de procesamiento de imágenes ecográficas y técnicas de
reconocimiento de patrones sobre datos de alta dimensión.
Otro objetivo de este proyecto es la detección de patologías uterinas en general y
endometritis subclínica en particular por medios automatizados generando datos
fenotípicos para enriquecer estas bases-de-datos. Además, se busca estimar el
porcentaje de grasa intramuscular a partir de imágenes ecográficas.
Este proyecto propone combinar diversas capacidades existentes en el país para
potenciar el mejoramiento genético bovino.
5 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Investigación
En Marcha
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:3
Maestría/Magister:1
Equipo:
GREGORY RANDALL (Responsable) , FEDERICO LECUMBERRY (Responsable) , ALICIA FERNÁNDEZ , EILEEN ARMSTRONG , ANA MEIKLE
Palabras clave:
Mejoramiento genético vacuno
imágenes eccográficas
Procesamiento datos alta dimensión
Areas de conocimiento:
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería Eléctrica y Electrónica /
Reconocimiento de Patrones
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería Eléctrica y Electrónica /
Tratamiento de Imagenes
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Detección de consumos de energía anómalos (05/2012 - 05/2014 )
El problema surge en la necesidad de detectar el subconjunto minoritario de clientes en cuyos suministros existen irregularidades que no permiten el correcto registro del total de la energía consumida.
Se busca separar de forma automática los registros normales de aquéllos que son anómalos o potencialmente anómalos. En la práctica, esto permite reducir drásticamente el conjunto de registros a ser inspeccionado visualmente por los técnicos. Esto le ahorra a los técnicos la tarea de inspeccionar registros que son claramente normales, tarea que consume la gran mayoría del tiempo dedicado, dejando más tiempo para focalizarse en el análisis de consumos potencialmente fraudulentos. El proyecto se centrará en el desarrollo de una solución técnica al problema concreto, que incluya investigación de buen nivel en los distintos componentes del sistema (clasificador, selección de características, combinación de clasificadores). Se espera realizar aportes novedosos a la solución de problemas de esta naturaleza sustentados en un análisis riguroso de los resultados sobre una gran base de datos, que represente una contribución al sector productivo.
5 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Investigación
Coordinador o Responsable
En Marcha
RRHH formados en el proyecto:
Maestría/Magister:1
Financiación:
Comisión Sectorial de Investigación Científica, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
LECUMBERRY , FERNANDA RODRIGUEZ
Areas de conocimiento:
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería Eléctrica y Electrónica /
Reconocimiento de Patrones
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Desarrollo de un algoritmo para la comparación estadística de dos neuroimágenes funcionales de un mismo individuo. plicación a la sustracción del SPECT ictal e interictal corregistrada con RM en la epilepsia refractaria. (06/2009 - 12/2010 )
La epilepsia es una enfermedad neurológica frecuente. Un número importante de pacientes presentan refractariedad al tratamiento farmacológico y se ven imposibilitados de llevar una vida normal por la elevada frecuencia de sus crisis. Los pacientes pediátricos pueden tener consecuencias severas sobre el neurodesarrollo. La cirugía es la única alternativa posible y requiere de una localización previa precisa del foco epileptógeno.
La neuroimagen funcional ha adquirido un rol fundamental en la valoración prequirúrgica, con elevada exactitud en la localización del foco, particularmente el SPECT ictal/interictal. En el Centro de Medicina Nuclear, médicos expertos en el área realizan manualmente este tipo de estudios pudiendo atender sólo a un grupo restringido de pacientes.
Internacionalmente, para mejorar el rendimiento se están empleando sofisticadas y costosas herramientas de procesamiento de imágenes que posibilitan que personal entrenado pueda realizar el análisis en poco tiempo.
Este proyecto busca desarrollar un algoritmo que permita detectar y localizar cambios en el flujo sanguíneo cerebral de un individuo a partir de dos imágenes funcionales. Para lo cual resulta imprescindible la colaboración entre investigadores de neuroimagen funcional y procesamiento de imágenes.
Se pretende elaborar una herramienta de software que utilice este algoritmo para localizar el foco epileptógeno, contrastando imágenes funcionales en período ictal e interictal y corregistrando con la RM. Esta será evaluada en pacientes del Programa de Cirugía de Epilepsia estudiados previamente. La herramienta desarrollada será de distribución gratuita y tendrá una interfaz tal que pueda ser utilizada a nivel clínico y de investigación por médicos no expertos en software.
5 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Investigación
Coordinador o Responsable
En Marcha
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:3
Maestría/Magister:1
Financiación:
Comisión Sectorial de Investigación Científica, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
CECILIA AGUERREBERE , PABLO MUSE , RODOLFO FERRANDO (Responsable) , PABLO SPRECHMAN
Palabras clave:
procesamiento de imagenes
Areas de conocimiento:
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería Eléctrica y Electrónica /
Tratamiento de Imagenes
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Sistema de Valoración Cárnica (09/2006 - 07/2008 )
El foco de la investigación se centró en dos líneas:
- Desarrollo de algoritmos de segmentación y clasificación utilizando modelos de forma para mejorar la detección automática del ojo de bife en imágenes ecograficas de bovinos.
- Incorporar técnicas de procesamiento de imágenes color para el análisis de las imágenes de carcasa de bovinos luego de la faena.
Objetivos específicos:
1.Desarrollar un algoritmo de segmentación que utilice información de forma como conocimiento a priori más potente.
2.Investigar si las formas de los objetos observados en las ecografías de distintas especies animales y eventualmente razas, forman agrupamientos claramente definidos en el espacio de formas.
3.Investigar si era posible definir un indicador de calidad de la imagen de ecografía a partir del espacio de forma y otras atributos obtenidos de aplicar el algoritmos de segmentación.
4.Diseñar un algoritmo que mida el ojo de bife en la imagen color en carcasa.
5.Diseñar un algoritmo que clasifique en función del marmoreado de una imagen de bife en carcasa.
6.Extraer una medida objetiva de color que podrá ser utilizada para estimar la terneza.
5 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Investigación
Coordinador o Responsable
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:3
Maestría/Magister:2
Equipo:
GREGORY RANDALL , PABLO ARIAS , PABLO SPRECHMANN , PABLO CANCELA , GONZALO SANGUINETTI , ALVARO GÓMEZ , MAURICIO DELBRACIO , MARTIN BIANCULLI , JOSÉ LEZAMA , ANDRÉS DUFFOUR
Areas de conocimiento:
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería de Sistemas y Comunicaciones /
Tratamiento de Imagenes por Computador
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería de Sistemas y Comunicaciones /
Reconocimiento de Patrones
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Fusión Biométrica (03/2005 - 12/2006 )
En este proyecto se desarrolló un sistema multi-biométrico que combina información de dos identificadotes distintos en este caso caras y huellas dactilares. Para la fusión se implementaron distintas técnicas de fusión. En particular las técnicas de fusión de último nivel fusión de Scores. Se desarrolló un algoritmo basado en EBGM que implementa el reconocimiento de Caras con excelentes niveles de desempeño. Se introdujo una propuesta de adaptación del uso de los Filtros de Gabor utilizando la densidad espectral de potencia de las imágenes de caras. Se implemento un algoritmo propuesto en la literatura para la confrontación de Huellas Dactilares. Se realizó una evaluación exhaustiva del desempeño de los métodos de reconocimiento en forma individual contra bases de datos grandes, obteniéndose en ambos casos desempeños comparables con el estado del arte. Se evaluó y analizó la mejora que se obtiene por usar técnicas de fusión de la información.
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Desarrollo
Coordinador o Responsable
Cancelado
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:4
Financiación:
Comisión Sectorial de Investigación Científica, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
ALVARO GÓMEZ , CECILIA AGUERREBERE , GERMAN CAPDEHOURAT , MAURICIO DELBRACIO , MATIAS MATEU , FEDERICO LECUMBERRY
Palabras clave:
Biometría
Fusión
Huellas
Reconocimiento caras
Areas de conocimiento:
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería de Sistemas y Comunicaciones /
Reconocimiento de Patrones
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Sistema de Valoración Cárnica (03/2003 - 12/2005 )
El objetivo del proyecto fue la medición automática y en tiempo real de indicadores relevantes para la predicción del rendimiento carnicero de ovinos y bovinos a partir de ecografías de animales en pie.
Objetivos específicos:
1.Mejorar el prototipo existente del sistema de detección automática de área del ojo del bife y espesor de grasa subcutánea en imágenes ecográficas.
2.Permitir la adaptavilidad del sistema para su aplicación a ganado tanto ovino como bobino de forma que se contemple la especificidad de cada problema.
3.Desarrollo de un software que mida en forma automática el porcentaje de marmoleado en imágenes ecográficas e imágenes digitales en bovinos.
4.Validación exhaustiva del mismo.
Los resultados de este proyecto se utilizaron en el INIA en su operativa normal de adquisición de imágenes ecográficas.
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Desarrollo
Integrante del Equipo
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:4
Financiación:
Comisión Sectorial de Investigación Científica, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
GREGORY RANDALL (Responsable) , PABLO ARIAS , PABLO SPRECHMANN , PABLO CANCELA , GONZALO SANGUINETTI , ALVARO GÓMEZ , ALEJANDRO PINI
Palabras clave:
Segmentación de imagenes
Ultrasonido
Ecografia
Areas de conocimiento:
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería de Sistemas y Comunicaciones /
Tratamiento de Imagenes por Computador
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Visualización y reconstrucción tridimensional de neuronas (09/2000 - 12/2002 )
-Reformulación del proyecto a la luz de lo avanzado al momento de ser aprobado el proyecto.
-Elaboración de Bio3d, Versión nueva del SW de reconstrucción y visualización tridimensional de tejido.
-Trabajo conjunto con biólogos de la Fac. de Veterinaria para definir y probar el SW usando series reales de tejido con altas exigencias de cómputo (alrededor de 150 curvas en unos 40 cortes).
-Formación de los ayudantes que han participado en este trabajo.
-Elaboración de una estrategia en etapas para contar con una herramienta que permita reconstruir todos los elementos presentes en una sección de tejido nervioso utilizando una combinación de Bio3d, el algoritmo GAC y herramientas ad-hoc construidas durante el proyecto.
5 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Desarrollo
Integrante del Equipo
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:3
Maestría/Magister:1
Financiación:
Comisión Sectorial de Investigación Científica, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
GREGORY RANDALL (Responsable) , ALVARO GÓMEZ , LUIS VAZQUEZ , JUAN CARDELINO , RAFAEL GROMPONE , MARTIN DE LOS HEROS , ALVARO MARTÍN , JAVIER PRECIOZZI
Palabras clave:
Reconstrucción tridimensional
Areas de conocimiento:
Ingeniería y Tecnología / Ingeniería Eléctrica, Ingeniería Electrónica e Ingeniería de la Información /
Ingeniería de Sistemas y Comunicaciones /
Tratamiento de Imagenes por Computador
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Integración de un sistema de adquisición y procesamiento de imágenes de ultrasonido con aplicación a la calificación de animales en pie (06/2001 - 02/2002 )
Objetivos generales:
Consolidar una colaboración entre los grupos de trabajo de Tratamiento de imágenes del IIE y de la cátedra de Zootecnia de la F. De Agronomía a partir de la realización de un primer trabajo concreto, enmarcado en un proyecto a largo plazo que tiene como objetivo automatizar la valorización de animales en pie previo a la faena.
El trabajo se desarrollo en forma multidisciplinaria. Los participantes por parte del Grupo de Tratamiento de Imágenes del IIE (GTI) aprendieron junto a los docentes de agronomía, a marcar y a medir en forma manual sobre las imágenes. El grupo de Agronomía suministró imágenes marcadas y participó en la evaluación de la aplicación desarrollada y de los resultados de los algoritmos automáticos.
Objetivos específicos:
Selección y puesta en funcionamiento de una tarjeta de adquisición para un equipo PC portátil.
Desarrollo de un software que integre la adquisición de imágenes y las facilidades de medida de áreas y espesores.
Se desarrolló una aplicación que permite realizar las medidas previstas en forma asistida por el operador y también en forma automática. Este ultimo logro no estaba previsto que se obtuviera en esta etapa y provoca un salto cualitativo en cuanto al impacto que puede tener el software desarrollado en la realización de medidas en el campo en forma masiva.
Los resultados obtenidos se presentaron a expertos del Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias los que se mostraron entusiasmados con los mismos y sumamente interesados en colaborar y apoyar las siguientes etapas de desarrollo.
En esta fase trabajo un grupo de estudiantes desarrollando su proyecto de fin de carrera, uno de los integrantes fue contratado con los fondos del proyecto. Se compró equipamiento previsto en la propuesta.
Financiación:CONTRAPARTIDA DE CONVENIOS Art. 205 de la Ley 16462
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Desarrollo
Coordinador o Responsable
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:3
Financiación:
Comisión Sectorial de Investigación Científica, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
GREGORY RANDALL , PABLO CANCELA , FERNANDO REYES , PABLO RODRIGUEZ , DIEGO GIMENO
Palabras clave:
Ultrasonido
Ecografia
Automatización
Imagenes
Areas de conocimiento:
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Tratamiento de Imagenes por Computador
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Sistema de clasificación automática de huellas dactilares (03/1999 - 12/2000 )
Desarrollo de un sistema informático que permitiera la clasificación automática de huellas dactilares teniendo en cuenta la clasificación utilizada por el Departamento Técnico de Dirección de Identificación Civil
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Desarrollo
Coordinador o Responsable
Concluido
Equipo:
ALVARO GÓMEZ , ALBERTO BARTESAGHI
Palabras clave:
Biometría
Huellas
Areas de conocimiento:
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Tratamiento de Imagenes por Computador
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Reconocimiento de Patrones
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Tratamiento de Imágenes para Aplicaciones Industriales (08/1998 - 12/1999 )
Los objetivos:
1.Integrar una biblioteca de software de aplicación genérica de tratamiento de imagen, al software de monitoreo de procesos que posee la empresa participante. Se desarrollarían módulos adicionales que permitan utilizar el procesamiento de imágenes en problemas de tiempo real en ambientes industriales.
2.Resolver un problema particular, que permitirá verificar parcialmente las características de la biblioteca y completar la integración de los módulos de tratamiento y de control
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Desarrollo
Coordinador o Responsable
Concluido
Financiación:
Comisión Sectorial de Investigación Científica, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
ALVARO GÓMEZ , ANDRES ALCARRAZ , ALBERTO BARTESAGHI , LEONARDO STEINFELD
Palabras clave:
Proceamiento de Imágenes
Automatización industrial
Areas de conocimiento:
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Ingeniería de Sistemas y Comunicaciones /
Reconocimiento de Patrones
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Tratamiento de Imagenes por Computador
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Estudios de Métodos de Registrado y Seguimiento de Imágenes 3D en medicina (04/1998 - 04/1999 )
Los objetivos concretos del presente proyecto son:
1.- Estudio de los algoritmos de registrado de imágenes 3D a partir de cortes 2D y nubes de puntos 3D.
2.- Estudio comparativo de los algoritmos de modelos deformables que permiten el seguimiento en imágenes de video de objetos 3D a partir de sus proyecciones.
Actividades:
1.Estancia de 10 días de duración de la Ing. Alicia Fernández Pardo en la Universidad de Granada durante el mes de Junio de 1998, para diseñar los casos de estudio a constituir la base de imágenes test y coordinar los distintos aspectos informáticos asociados a los formatos de las imágenes, su recuperación de los aparatos médicos etc.
2.Realización de una estancia de una semana del Dr. Nicolás Pérez de la Blanca Capilla en la Universidad de la República en Agosto de 1998 para desarrollar la primera reunión de coordinación con el equipo uruguayo, entrevistarse con los distintos médicos de las clínicas que están colaborando en el proyecto dando las imágenes de sus tomógrafos, RNM, etc. Diseño de la base de datos.
3.Estancia de la Ing. Alicia Fernández Pardo en la Universidad de Granada, durante 15 días del mes de abril de 1999 para finalizar las actividades de implementación de los algoritmos de registrado y establecer las conclusiones finales del trabajo.
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Investigación
Integrante del Equipo
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Maestría/Magister:1
Financiación:
Institución del exterior, Cooperación
Equipo:
GREGORY RANDALL (Responsable) , NICOLAS PEREZ DE LA BLANCA CAPILLA (Responsable)
Palabras clave:
Registrado imagenes
Areas de conocimiento:
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Tratamiento de Imagenes por Computador
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Ingeniería Biomedica
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Tratamiento de imágenes aplicado a la biología y la medicina (03/1996 - 03/1997 )
El proyecto permitió terminar una primera versión de Neuro3d, SW para la reconstrucción tridimensional de neuronas
1.Automatizar partes de la reconstrucción tridimensional de neuronas.
1.1 Desarrollo de un método para el apareamiento automático de las imágenes del Microscopio Electrónico de Transmisión (TEM).
1.2 Desarrollo de un método de detección de atributos.
2.Desarrollar herramientas para obtener la mayor cantidad de información de las imágenes provenientes de la microscopía óptica.
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Investigación
Integrante del Equipo
Concluido
Equipo:
GREGORY RANDALL (Responsable) , MARCELO BERTALMIO , LUIS VAZQUEZ , OMAR TRUJILLO (Responsable) , GUSTAVO APELLBAUM
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Construcción de un SW de Reconstrucción Tridimensional de Neuronas (03/1994 - 12/1996 )
10 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Desarrollo
Integrante del Equipo
Concluido
RRHH formados en el proyecto:
Pregrado:3
Financiación:
Comisión Sectorial de Investigación Científica, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
GREGORY RANDALL (Responsable) , MARCELO BERTALMIO , LUIS VAZQUEZ , OMAR TRUJILLO (Responsable) , GUSTAVO APELLBAUM
Palabras clave:
Reconstrucción tridimensional
Areas de conocimiento:
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Ingeniería de Sistemas y Comunicaciones /
Tratamiento de Imagenes por Computador
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Desarrollo de una infraestructura para construir Aplicaciones de Tratamiento de Imágenes sobre Diferentes Plataformas (06/1993 - 12/1994 )
Desarrollo de una biblioteca de procesamiento de imágenes en C++
5 horas semanales
Facultad de Ingeniería , Instituto de Ingeniería Eléctrica
Desarrollo
Integrante del Equipo
Concluido
Financiación:
Comisión Sectorial de Investigación Científica, Uruguay, Apoyo financiero
Equipo:
EDUARDO CASAMAYOU (Responsable)
Palabras clave:
SW de Tratamiento de Imágenes
Areas de conocimiento:
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Tratamiento de Imagenes por Computador