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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Análise de frequência do biospeckle laser aplicada ao mapeamento de fenômenos em sementes de feijão (Phaseolus vulgaris l.)
Title Alternative: Frequency analysis of biospeckle laser applied to mapping phenomena in bean seeds (Phaseolus vulgaris L.)
Author: Enes, Adilson Machado
Advisor: Dal Fabbro, Inacio Maria, 1944-
Fabbro, Inacio Maria Dal, 1944-
Abstract: Resumo: O biospeckle laser é um fenômeno óptico de interferência que ocorre quando há incidência de luz coerente em um material biológico que exibe algum tipo de atividade. Essa atividade pode ser decorrente de processos biológicos ou de fatores puramente físicos, como a evaporação e a vibração ambiental. O conjunto de elementos físicos e biológicos que alteram o padrão de interferência do biospeckle laser é constituído por diversos elementos. Atualmente, diversas técnicas de processamento de imagens tem sido empregadas para quantificar o nível de atividade de materiais biológicos e correlacionar esses níveis com padrões de qualidade. No entanto, as técnicas empregadas até o momento para analisar sementes por meio do biospeckle laser não conseguem diferenciar os diversos elementos de forma satisfatória. A diferenciação desses elementos é de fundamental importância para o aproveitamento do fenômeno em aplicações reais, tais como a análise de viabilidade e vigor de sementes. Essa diferenciação possibilitaria a elaboração de procedimentos de análise rápidos, automáticos, objetivos e não destrutivos. Entre os elementos de grande relevância para a análise de sementes estão os danos físicos, que podem ser decorrentes de impacto durante o manejo, de ataques de insetos, entre outros e, normalmente, provocam na semente áreas com atividade biológica reduzida. Por outro lado, uma semente pode conter áreas infestadas por fungos e microrganismos diversos, sendo que essas áreas, no geral, constituem áreas de alta atividade biológica. A fundamentação teórica do biospeckle laser permite supor que seja possível identificar e mapear os fenômenos decorrentes da atividade biológica em sementes, inserindo no processamento das imagens, técnicas de análise de frequência como a Transformada de Wavelets (TW). Desta forma, este trabalho teve como objetivo principal verificar a potencialidade da TW aplicada ao sinal do biospeckle laser, para identificar e mapear fenômenos de atividades em sementes de feijão (Phaseolus vulgaris L.). Para a aquisição dos dados foram utilizados uma câmera monocromática, uma câmera digital, um emissor laser HeNe vermelho de 632 nm e 10 mW de potência e um emissor laser de diodo de 632 nm e 5 mW de potência. Para aferir os resultados foi utilizado o teste padrão de Tetrazólio (TZ). Utilizando as técnicas mencionadas, foram gerados mapas digitais de atividade, sendo esses comparados com os resultados do TZ. Os resultados mostraram que o mapeamento pela TW são capazes de identificar danos naturais e mecânicos em sementes de feijão. Os danos térmicos provocados artificialmente também são identificados, bem como as atividades decorrentes de reações químicas superficiais. A técnica de filtragem por TW apresenta grande potencialidade na identificação de fenômenos de baixa e alta atividade nas sementes de feijão (Phaseolus vulgaris L.) e, seus resultados, podem ser correlacionados com danos e contaminações

Abstract: The laser biospeckle is an optical interferometric phenomena that occurs when an incident light insides on an active biological material surface. The material activity can be originated from biological processes or even from some isolated physical phenomena. It does exist a group of components in a biological material which can change the biospeckle interference pattern. Many images processing techniques have been employed to quantify the activity level of a biological material and to correlate it with quality patterns. However, the techniques employed at this time for to quantify activity level and to evaluate seed quality, can not be employed to identify the components with acceptable accuracy. However, the identification and differentiation of these components is of fundamental importance to technique development applicable to a variety of situations as seed viability analysis, seed vigor, generating quick and non destructive, as well as capable of automation methods. Physical damages occurring by impact during product handling, insect attack and others do generate zones of low biological activities. By other side, seeds can exhibited zones attacked by fungi and other microorganisms holding high biological activities. Theoretical considerations support the possibility of identifying as well as mapping the phenomena originated from biological activities in seeds by inserting Wavelets Transform (TW) and Frequency Analysis in the image processing. Based on what it has been exposed before, the objectives of this research work can be summarized as to verify the potentiality of the Wavelets Transform (TW) applied to the laser biospeckle signal in indentifying and mapping phenomena associated to activities in seeds of Phaseolus vulgaris, L. The experimental setup included a monochromatic camera, a digital camera, a 632 red and 10 mW powered HeNe laser and a diode 632 nm and 5 mW powered. A tetrazolium (TZ) test was employed as a pattern test. The above described procedure generated digital maps of activity which were compared with the TZ. Results showed that the technique are able of identifying natural and mechanical bruising beans seeds. Artificialy generated thermal and chemical damages were identified as well. TW filtering techniques exhibits significant potentiality in indentifying high and low activities in beans seeds (Phaseolus vulgaris, L.) that can be correlated to damages and contaminations
Subject: Processamento de imagens
Speckle
Sementes - Análise
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: ENES, Adilson Machado. Análise de frequência do biospeckle laser aplicada ao mapeamento de fenômenos em sementes de feijão (Phaseolus vulgaris l.). 2011. 97 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/256881>. Acesso em: 17 ago. 2018.
Date Issue: 2011
Appears in Collections:FEAGRI - Tese e Dissertação

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