IL GRUPPO

ELECTRONIC FOR SIGNAL PROCESSING LABORATORY

Marisa RIZZI

Group Leader

Matteo D'ALOIA

Pasquale DELLO RUSSO

Il laboratorio di Elettronica per l’Elaborazione del Segnale è equipaggiato con le risorse hardware e software necessarie affinché si possa effettuare attività sperimentale nell’ambito dei dispositivi, circuiti, sistemi elettronici e procedure per applicazioni digitali

Progettazione di dispositivi per sistemi radiografici digitali.

Tra i possibili materiali disponibili per la realizzazione di rilevatori a raggi X, i semiconduttori caratterizzati da un valore elevato sia di massa atomica che di resistività rappresentano una scelta ottimale in quanto migliorano l’interazione foto-elettrica e permettono la realizzazione di dispositivi con elevata sensitività. Tali caratteristiche, permettendo di ridurre i tempi di esposizione alla radiazione dell’oggetto da radiografare senza inficiare la qualità dell’immagine, sono particolarmente importanti in ambito medico.

Nel laboratorio in oggetto sono stati analizzati e progettati prototipi di rivelatori di raggi X sia con architettura a matrice di pixel che a microstriscia, su substrati di GaAs. Il comportamento del dispositivo è stato modellizzato tenendo in considerazione il fenomeno dell’intrappolamento/riemissione delle coppie elettrone-lacuna generate dalla radiazione ionizzante. I risultati numerici ottenuti dalle simulazioni sono in buon accordo con il comportamento elettrico del dispositivo verificato sperimentalmente

Sviluppo di procedure nell’ambito dell’elaborazione automatica di immagini digitali

Il rapido sviluppo a cui si assiste relativamente all’innovazione tecnologica, al “pattern recognition”, all’elaborazione di immagini digitali e al potenziamento dell’intelligenza artificiale ha permesso l’espansione di analisi automatizzate in molteplici settori quali la radiologia medica. L’analisi con l’ausilio del calcolatore (Computer Aided Detection = CAD) è estremamente utile per i radiologi in quanto migliora la sensitività e la specificità della diagnosi. Tali procedure hanno, fondamentalmente, lo scopo di fornire una “seconda opinione” in grado di localizzare eventuali lesioni ed, eventualmente, indicarne la patologia. La presenza di una “seconda opinione” automatizzata che, quindi, non necessità della presenza di un ulteriore radiologo, riduce i costi di gestione degli istituti diagnostici.

In merito all’argomento, nel laboratorio di Elettronica per l’Elaborazione del Segnale sono stati messi a punto dei sistemi CAD automatici in grado di individuare e localizzare sia le microcalcificazioni che i cluster all’interno di immagini mammografiche. Le procedure implementate permettono di rilevare le microcalcificazioni evitando calibrazioni manuali di parametri specifici da parte dell’operatore. I risultati ottenuti hanno evidenziato la validità dei metodi e la loro indipendenza dalla tipologia di tessuto (es. denso o con prevalenza di grasso) e dalla particolare forma del cluster.

Sviluppo di procedure e nell’ambito dell’elaborazione di segnali monodimensionali real-time

L’analisi dei segnali biologici è a tutt’oggi, di difficile implementazione a causa della loro caratteristica di non- stazionarietà. In particolare, molte tecniche sono state messe a punto per individuare e localizzare in modo automatico alcuni punti caratteristici di tali segnali in grado di permettere una rapida individuazione dell’insorgere della malattia.

Al fine di fornire uno strumento utile per l’individuazione in tempo reale di patologie cardiache critiche, sono state messe a punto delle procedure real-time per la localizzazione di punti caratteristici sia nel segnale ECG che nel segnale ICG. I risultati ottenuti in termini di sensitività e predittività positiva hanno evidenziato la validità del metodo e la sua immunità ad eventuali artefatti presenti nei segnali in analisi

Studio e progettazione di sistemi di acquisizione e memorizzazione di dati biomedicali ed ambientali e di moduli di ricezione e trasmissione di tali dati

Com’è noto, negli ultimi anni, un sempre crescente interesse è stato dedicato a sempre nuove applicazioni wireless in differenti contesti, come nel campo medico, per migliorare la qualità della vita o nel sistema dei trasporti, per il tracciamento di vari tipi di merci.

In tale ambito i sistemi RFID, utilizzanti tag attivi, si possono integrare molto bene con altri tipi di dispositivi wireless, a formare reti portatili, quali le reti di sensori di dati  biologici PAN (Personal Area Network) o di reti dati a bordo di veicoli.

Nell’ambito di tale tematica nel Laboratorio sono stati progettati e valutati sistemi utilizzanti dispositivi RFID per specifiche applicazioni, Il design è stato sia di tipo ASIC che con ricorso all’uso di  FPGA

Analisi e sintesi di circuiti digitali complessi ed uso di dispositivi programmabili

Le specifiche di funzionamento dei moderni sistemi digitali sono spesso così complesse da necessitare della caratterizzazione sia dell’insieme delle funzionalità (quali ad esempio funzionalità aritmetiche, di decodifica) che degli elementi di memoria tra cui trasferire i dati in accordo ad una ben definita tipologia di sincronizzazione. La distribuzione delle operazioni da compire tra i vari dispositivi costituenti il sistema può differire sulla base dei blocchi funzionali a disposizione e dei requisiti di progetto quali occupazione d’area, velocità dei dati, costo dell’implementazione, dissipazione di potenza, ecc.

Nel laboratorio in oggetto, sono stati analizzati e sintetizzati circuiti complessi di svariata natura. Le metodologie utilizzate e gli accorgimenti hardware presi hanno permesso di ottenere sistemi ottimizzati in termini di costi e prestazioni. Particolari soluzioni sono state scelte per la risoluzione della problematica delle alee notevolmente critica per il corretto funzionamento dei sistemi sequenziali asincroni. Sono stati, inoltre, sintetizzati dei circuiti complessi sfruttando algoritmi hardware seguendo un approccio controller-data path. In tal modo sono stati progettati sia i circuiti digitali deputati ad effettuare operazioni di data-processing che la sezione di controllo in grado di supervisionare lo svolgimento di tali operazioni definendone, anche, l’ordine temporale di esecuzione.

Analisi e progettazione di reti di commutazione multistadio a larga banda e di commutatori per reti multistadio

Una delle strutture di base di una rete a larga banda di tipo B-ISDN è la matrice d’interconnessione che permette di collegare N porte di ingresso ad M porte di uscita. All’interno del laboratorio in oggetto, è stata affrontata sia la problematica relativa alla realizzazione di matrici di commutazione (considerandone le architetture e gli algoritmi di controllo) che la progettazione di processori in grado sia di sfruttare le proprietà autoistradanti di alcune reti di commutazione sia di effettuare il controllo dei pacchetti informativi al fine di incrementare la fault-tolerance ed il throughput della rete.

Inoltre, sono stati progettati ed analizzati differenti commutatori da utilizzarsi sia in reti MIN (Multistage Interconnection Network) che in reti GSN (Generalizzed Shuffle Network). I dispositivi di commutazione sintetizzati sono sia di natura elettronica sia di tipo elettro-ottico ed utilizzano interferometri Mach-Zehnder, divisori e ricombinatori di fascio e reticoli con elettrodi ad onda viaggiante

Collaborazione a Progetti


POR PUGLIA 2007-2013 - Asse I Linea 1.1 – Azione 1.1.2. Bando “Aiuti agli Investimenti in Ricerca per le PMI”- Sistema  di Tele ispezione di pantografi in transito su reti ferroviarie


Programma Operativo 2007-2013, Asse I Linea 1.1, Aiuti agli Investimenti in Ricerca per le PMI,

SASMA – Sistema Automatico Sottomarino per il Monitoraggio Ambientale ad alta precisione


Programma Operativo 2007-2013, Asse I Linea 1.1, Aiuti agli Investimenti in Ricerca per le PMI,

MIBOL – Multimedia Information based on Location


PO Puglia 2007-2013: Asse I Linea d’Intervento 1.1, Azione 1.1.2 Programmi Integrati Di Agevolazione Ricerca Industriale e Sviluppo Sperimentale

Sviluppo di un sistema integrato innovativo di tecnologie e soluzioni applicative per il telecontrollo tramite Wimax delle reti gas e dei contatori situati presso gli utenti della


PON R&C 2007-2013 – PON01_01224\2 : Sviluppo di tecnologie in guida d’onda integrata (SIW) per applicazioni ICT a microonde  

PON R&C 2007-2013 : PON02-00576-3329762\1 : AMIDERHA- Sistemi avanzati mini-invasivi di diagnosi e radioterapia


Progetto di ricerca finanziato dal fondo di ricerca di Ateneo (ex 60%) del Politecnico di Bari 2012: “Studio ed implementazione di sistemi elettronici di diagnostica assistita per la classificazione di patologie cancerose”


Contratto di ricerca: Studio di fattibilità di un sistema di trasmissione ad onde convogliate su linea di potenza per la trasmissione video a basso frame rate