Reconocimiento óptico de caracteres mediante imágenes en contadores de gas

La gran evolución a lo largo de este tiempo sobre dispositivos móviles y sus características, así como las vías de conexión de alta velocidad 3G/4G, han logrado dar un giro a los planteamientos económicos empresariales consiguiendo que se replanteen los costes de sus infraestructuras tradicionales, involucrando las nuevas tecnologías en su nueva estructura económica y consiguiendo invertir menos recursos humanos en el proceso de producción. Este proyecto propone una solución real para la empresa Madrileña Red de Gas. Mientras el proyecto de contadores inteligentes se termina de concretar y desarrollar, es necesario disponer de un método que automatice la lectura de los contadores analógicos mediante el procesamiento de una imagen digital a través de una aplicación informática que sea capaz de determinar el código de identificación del contador así como la lectura del consumo actual. Para la elaboración del método desarrollado se han utilizado conceptos propios de Visión por Computador y de Aprendizaje Automático, más específicamente tratamiento de imágenes y reconocimiento óptico de caracteres, mediante la aplicación de métodos en el ámbito de dichas disciplinas.

La construcción de la mirada artificial a comienzos del tercer milenio. Aproximación crítica a los bancos de imágenes fotográficos

La presente tesis analiza los factores que influyen en la construcción de la mirada contemporánea a través del papel de la fotografía en las redes de Internet ya sea con fines sociales o de explotación de imágenes. Hemos investigado la evolución de la fotografía con la llegada de los procesos digitales y la aparición de los nuevos dispositivos de captura que simplifican la obtención de fotografías. Nuestro objeto de estudio también trata de la convergencia con otras ciencias que estudian el funcionamiento del cerebro y el sistema visual humano en relación con la representación fotográfica digital para mejorar tecnológicamente nuestras capacidades visuales. En los últimos 15 años se ha transformado nuestra manera de pensar el mundo y de representarlo. La influencia de la tecnología en la globalización ha tenido consecuencias a nivel social, cultural o económico. La conectividad humana está siendo clave en estos procesos y permite una visión más cosmopolita del mundo, aunque también se nos impone un punto de vista cada vez más dirigido y controlado. En este contexto surgen las redes sociales, dotadas de potentes herramientas de comunicación, organización y participación, lo que ha supuesto un proceso de empoderamiento y capacidad para transformar el mundo o, al menos, la percepción que tenemos del mismo. En este fenómeno global participan también las imágenes fotográficas que se han visto exponencialmente multiplicadas con la aparición de los nuevos medios. El acceso a terminales conectados a Internet y la aparición de cámaras digitales que más tarde se fusionan en dispositivos móviles, los cada vez más extendidos smartphones, han transformando nuestra forma de relacionarnos con la imagen. En el siglo XXI, el uso de la fotografía está al alcance de cualquier “usuario” del primer mundo, que ya no tiene que aprender conocimientos complicados para hacer sus propias fotografías...

Los bancos de imágenes en internet. Características, funciones y aplicaciones

La investigación desarrollada para esta tesis doctoral titulada “Los bancos de imágenes en Internet. Características, funciones y aplicaciones” se centra en el estudio general de estos sitios web y su principal objetivo es definirlos y analizarlos con base en un modelo de análisis de creación propia de este investigador. Creemos que es una investigación muy pertinente ya que nos encontramos en un mundo en el que prima la imagen, las utilizamos a todas horas, en múltiples ámbitos y, por tanto, se hacen indispensables sitios webs a los que los usuarios puedan acceder, donde consigan buscar y encontrar imágenes digitales para diversos propósitos. Durante los últimos 15 años han ido apareciendo y se han ido desarrollando los bancos de imágenes en Internet (BDI). Aunque el número de bancos ha ido creciendo muy rápidamente, los estudios sobre ellos no lo han hecho en la misma medida. De hecho, aunque existen varios trabajos científicos sobre ellos muy interesantes, muchas de las publicaciones al respecto se quedan en la mera descripción de unos pocos bancos a modo de ejemplo, de forma que pretenden explicar así su modo de funcionamiento. En este estudio, sin embargo, se ha pretendido hacer un análisis riguroso de una muestra importante de bancos de imágenes, tanto a nivel cuantitativo como a nivel cualitativo, para extraer el mayor número posible de conclusiones respecto al objeto de estudio...

Lo grotesco en la creación de imágenes publicitarias

A través de esta investigación se busca analizar de que forma una categoría estética como es lo grotesco, relacionada generalmente con lo desagradable, lo inquietante, lo cómico-burlesco e, incluso, lo repugnante y lo siniestro, tiene cabida en el ámbito de la fotografía publicitaria, mediante la observación de una tendencia estética que se caracteriza por un uso de lo grotesco sobre todo fantástico, y en la que confluyen algunos de los valores que le han sido atribuidos por diferentes autores a lo largo del tiempo, con otros nuevos que se adecuan a su contexto publicitario. De esta forma, en primer lugar, y para llegar al momento en que lo grotesco adquiere, finalmente, entidad propia, se debe comenzar por el estudio de la belleza, la cual es considerada una de las ideas principales del pensamiento filosófico durante un largo período de tiempo, hasta que entra en crisis en el siglo XVIII a la par que nace la estética como disciplina, e irrumpen nuevas categorías a tener en cuenta en la reflexión sobre el arte, entre las que se encuentra lo grotesco. Así, lo grotesco surge como término en el siglo XV, proveniente de la palabra italiana gruta, ya que se utilizó inicialmente para designar ciertas ornamentaciones encontradas en el sepultado palacio de la Domus Aurea, construido por Nerón en el siglo I. Esas pinturas fueron imitadas por varios pintores del XV y asentado ya el término como sustantivo, vio como era adjetivado y se extendía por toda Europa, relacionándose, además, con numerosas concepciones como lo ridículo o lo bizarro, o manifestaciones cómico artísticas como la Comedia del Arte o los grabados de Callot. Entonces, llegado el siglo XVIII y esa mencionada ampliación del gusto estético en el Romanticismo, y con el apoyo de autores como Friedrich Schlegel, Ruskin y sobre todo Victor Hugo, lo grotesco surge como categoría estética independiente aunque limítrofe con otras, como lo sublime, lo feo y lo cómico, entre las que este estudio analiza sus relaciones y sus distinciones para profundizar en la compleja naturaleza de lo grotesco...

Herramientas innovadoras de mejora de la creatividad en el diseño de imágenes en internet

Mi interés por la creatividad surge en el año 2012, cuando se me ofrece la oportunidad de asumir la docencia de las asignaturas Creatividad y Educación y Fundamentos de la Educación Artística en el centro universitario CES Don Bosco, adscrito a la Universidad Complutense de Madrid. Me encuentro en mis clases con un alumnado pasivo, excesivamente cómodo, que se angustia con la novedad, y que busca una respuesta única que permita alimentar su “píldora” de la satisfacción. Es decir, una receta que alimente su manual de buenas prácticas para confiarse como buen trabajador en un futuro próximo.   Me propuse estudiar como estimular el cerebro de este alumnado, con el objetivo de ayudar a mis estudiantes en su futura trayectoria profesional y personal. Es entonces cuando mi interés inicial por el mundo de la creatividad se convierte en objeto de estudio. El modelo estructural de la inteligencia de Guildford me resulta particularmente apto porque a través de este y su columna de aptitudes factoriales denominada “producción divergente” me facilita diseñar un marco práctico de actividades en torno al arte, con el objetivo de incrementar nuestra fluidez y flexibilidad de pensamiento, y recuperar de esta forma la parte creativa dormida. En la comparativa entre los resultados previos y los obtenidos al final del cuatrimestre, puedo destacar que la flexibilidad y la fluidez se ven alteradas de forma positiva...

Medios, imágenes y memoria: el Valle de los Caídos

Since the first decade of the 21st century, the Valley of the Fallen has been established as an object of controversy related to the new policies of memory. In recent years the "Historical Memory" has been a recurring concept in the mass media. While it is true that since 2011 this issue has been overshadowed in the political agenda, even today we continue to access information that refers to our recent past, from perspectives that demand actions of ethic, symbolic, political or economic repair. Many of these reports could be framed within a broader discourse, akin to a concept of "historical memory". These media texts are part of a larger problem that is troubling modern western societies and that has presented a remarkable recovery since the late nineties: debates or polemics on memory. In this paper we propose to study the nature of these media texts. We assume that the mass media configure their texts from frameworks or pre-existing frames. For this research, we propose an analysis of content based on the theory of framing to identify what is the typical journalistic discourse and the modalities of interpretive general framework applied in a number of texts and broadcasts about the Valley of the Fallen...

Segmentación automática de texturas en imágenes agrícolas

El control de malas hierbas en grandes extensiones de terreno resulta costoso y a veces contaminante desde el punto de vista medioambiental. El avance en los últimos años de los sistemas de control y automatización en agricultura ha favorecido la aparición del concepto de Agricultura de Precisión (AP), para intervenir o actuar sobre el cultivo, en el momento adecuado y en el lugar preciso. La presente tesis se ha desarrollado en el marco de dos proyectos de investigación a nivel nacional y uno europeo. Este último dentro del VII programa Marco de la Unión Europea, cuyo principal objetivo era implementar técnicas de AP de forma más eficiente mediante flotas de robots. En todos ellos, que han involucrado robots, éstos están equipados con sus correspondientes sistemas de Visión Artificial con el fin de identificar la existencia de determinadas texturas de interés con fines de tratamientos específicos o navegación segura de los vehículos, evitando obstáculos u otros elementos existentes en el campo de trabajo. Para la consecución de los objetivos mencionados resulta necesario el análisis de las imágenes procedentes de los campos de cultivo. Estas imágenes están constituidas por diferentes elementos que en su conjunto contienen diferentes tipos de estructuras, tales como: a) plantas verdes alineadas en forma de surcos o dispersas según se trate de cultivo o malas hierbas; b) suelo que constituye el sustrato; c) cielo u otros componentes añadidos. Todos ellos constituyen lo que desde el punto de vista del tratamiento de imágenes se conoce como texturas...

Análisis del movimiento en secuencias de imágenes

Este trabajo presenta el desarrollo de una aplicación destinada al análisis de secuencias de imágenes para la detección de movimiento en la escena. Se trata de un campo importante de la Visión Artificial, con múltiples aplicaciones entre las que se encuentra la videovigilancia con fines de seguridad, el control de tráfico, el movimiento de personas o el seguimiento y localización de objetos entre otras muchas. Para ello se utilizan métodos de análisis como son el de Lucas-Kanade y Gauss-Seidel, que obtienen el denominado flujo óptico. Este describe el movimiento que ha tenido lugar entre las imágenes y su fundamento estriba en la determinación de las variables espaciales y temporales en las imágenes, siendo precisamente la variable temporal la que introduce el concepto fundamental para el análisis del movimiento a partir de las imágenes captadas en diferentes instantes de tiempo dentro de la secuencia analizada. Para el desarrollo de la aplicación se han utilizado técnicas propias del tratamiento de la Visión Artificial, así como la metodología proporcionada por la Ingeniería del Software. Así, se ha realizado una especificación de requisitos, se ha elaborado y seguido un plan de proyecto y se ha realizado un análisis de alto nivel, que se materializa en el correspondiente diseño e implementación, junto con las pruebas de verificación y validación, obviamente adaptados en todos los casos a las dimensiones del proyecto, pero que establecen claramente los planteamientos básicos para el desarrollo de una aplicación a nivel empresarial. La aplicación planteada se enmarca perfectamente dentro del paradigma, hoy en día en pleno auge, conocido como el Internet de las Cosas (IoT). El IoT permite la intercomunicación entre dispositivos remotos, de forma que mediante la correspondiente comunicación a través de conexiones a Internet es posible obtener datos remotos para su posterior análisis, bien en nodos locales o en la nube, como concepto íntimamente relacionado con el IoT. Este es el caso de la aplicación que se presenta, de suerte que los métodos de procesamiento de las imágenes pueden aplicarse localmente o bien transmitir las mismas para su procesamiento en nodos remotos.

Aceleración de algoritmos para imágenes hiperespectrales con OpenCL

En el presente trabajo se propone dar solución a uno de los problemas principales surgido en el campo del análisis de imágenes hiperespectrales. En las últimas décadas este campo está siendo muy activo, por lo que es de vital importancia tratar su problema principal: mezcla espectral. Muchos algoritmos han tratado de solucionar este problema, pero que a través de este trabajo se propone una cadena nueva de desmezclado en paralelo, para ser acelerados bajo el paradigma de programación paralela de OpenCl. Este paradigma nos aporta el modelo de programación unificada para acelerar algoritmos en sistemas heterogéneos. Podemos dividir el proceso de desmezclado espectral en tres etapas. La primera tiene la tarea de encontrar el número de píxeles puros, llamaremos endmembers a los píxeles formados por una única firma espectral, utilizaremos el algoritmo conocido como Geometry-based Estimation of number of endmembers, GENE. La segunda etapa se encarga de identificar los píxel endmembers y extraerlos junto con todas sus bandas espectrales, para esta etapa se utilizará el algoritmo conocido por Simplex Growing Algorithm, SGA. En la última etapa se crean los mapas de abundancia para cada uno de los endmembers encontrados, de esta etapa será encargado el algoritmo conocido por, Sum-to-one Constrained Linear Spectral Unmixing, SCLSU. Las plataformas utilizadas en este proyecto han sido tres: CPU, Intel Xeon E5-2695 v3, GPU, NVidia GeForce GTX 980, Acelerador, Intel Xeon Phi 31S1P. La idea de este proyecto se basa en realizar un análisis exhaustivo de los resultados obtenidos en las diferentes plataformas, con el fin de evaluar cuál se ajusta mejor a nuestras necesidades.

Aplicación de videojuegos educativos teatrales en dispositivos móviles y fijos

En un mundo dominado por las nuevas tecnologías, donde en cada casa podemos encontrar más dispositivos tecnológicos que personas, seguimos teniendo un sistema educativo basado en libros de texto, cuaderno y bolígrafo. Esto, combinado con una generación de estudiantes considerados como nativos digitales (Prensky, 2010), está haciendo que los resultados académicos sean cada vez peores, aumentando el fracaso escolar (Fernández Pérez, 1986). Sin embargo, dada la aparición de los llamados videojuegos educativos, o "serious games", y la digitalización de las aulas, se ha demostrado que aprender jugando no sólo es más divertido, sino que además es más efectivo (Wong et al., 2007). Pero, cuando un centro educativo decide invertir dinero en traer nuevas tecnologías a las aulas, surge la siguiente pregunta: ¿en qué tipo de dispositivo debo invertir? Hasta la aparición de las tablets, esta pregunta tenía una clara respuesta, ordenadores. Pero con la llegada de éstas, la respuesta no está tan clara. ¿Qué dispositivo funciona mejor en las aulas? Otro ámbito que pierde adeptos entre los más jóvenes con la llegada de tanta tecnología a los hogares, es el mundo del teatro. Cada vez son menos los jóvenes interesados en acudir al teatro, convirtiendo a éste en un espectáculo de minorías. Una vez más los videojuegos educativos pueden ser una solución, como se demuestra en la tesis doctoral de Borja Manero (Manero, Torrente, Serrano, Martínez-Ortiz, & Fernández-Manjón, 2015). Esto llamó la atención del Compañía Nacional de Teatro Clásico (CNTC), queriendo realizar más videojuegos educativos que ayuden a incrementar el interés de los más jóvenes por el teatro. Por lo tanto, tenemos dos retos por delante: el principal es encontrar el mejor dispositivo para aplicar estos videojuegos educativos. Esto nos lleva a un segundo objetivo. Desarrollar el videojuego que servirá como herramienta para el desarrollo del experimento. Desarrollamos un videojuego educativo, basado en la obra de teatro “La Cortesía de España”, representada por la CNTC. Se realizaron varios procesos de adaptación para transformar una obra de teatro clásico en un videojuego divertido y útil para la investigación. Utilizando este videojuego como herramienta educativa, realizamos un experimento en el colegio de la Comunidad de Madrid Benito Pérez Galdós(Móstoles), proporcionándonos más de 150 alumnos, de entre 9 y 11 años, para participar en el mismo. Este experimento tiene como fin demostrar qué dispositivo funciona mejor con esta generación: los dispositivos móviles (tablets) o dispositivos fijos (ordenadores). Aunque previamente los investigadores sospechaban que el resultado del experimento sería claramente a favor de las tablets, por su cercanía con los jóvenes a los que estaba dirigido, los resultados arrojan otra conclusión completamente distinta. Efectivamente los más jóvenes utilizan más las tablets que los ordenadores para jugar, pero, analizados los resultados, son los ordenadores los que mejor funcionan como herramienta de aprendizaje.

Generación de historias centradas en el usuario con plataformas móviles

Dentro del área de la creatividad computacional, una de las aplicaciones que despiertan mayor interés actualmente es la de la generación de historias, con aplicaciones prácticas dentro del mundo empresarial (por ejemplo, en coaching). Habitualmente, esta generación no se realiza en tiempo real, debido al coste computacional que requiere el proceso de generación. En el presente proyecto se propone la construcción de un generador que funcione de manera similar al juego The Stanley Parable, donde las historias se generan, de una manera muy reducida, a medida que el jugador se mueve y explora el escenario del juego. Se propone, por tanto, la creación de un generador de historias basado en el uso de plataformas móviles, que cree en tiempo real una historia basada en los movimientos del jugador por un entorno real.

Aplicación móvil para la enseñanza de genética

El presente trabajo tiene su origen en la necesidad de herramientas de apoyo al aprendizaje para los alumnos en las clases de Genética de la Facultad de Biología de la Universidad Complutense de Madrid. En esta asignatura, el equipo docente ha desarrollado aplicaciones para dispositivos móviles destinadas a los alumnos. Las aplicaciones les permiten trabajar con materiales relacionados con aspectos clave de la asignatura. Estas aplicaciones contienen apartados de teoría y ejercicios. Los ejercicios cuentan con asistentes automatizados que guían al alumno para su realización y autocorrección. En su forma actual, las aplicaciones presentan limitaciones tanto desde el punto de vista de su diseño como de la funcionalidad que ofrecen. El actual diseño no aplica las técnicas comunes de Ingeniería del Software respecto a aplicaciones cliente-servidor. Ello las hace difíciles de mantener cuando se plantea abordar nuevas funcionalidades y plataformas, o facilitar la creación de nuevos materiales de la asignatura. Ello ha limitado su expansión para incorporar nuevos tipos de materiales (en particular diferentes tipos de ejercicios), integrarlas con otras herramientas (por ejemplo, el Campus Virtual de la universidad) o permitir un apoyo efectivo a la comunidad de aprendizaje formada por alumnos y docentes (por ejemplo, para que los docentes supervisen la evolución de los alumnos y estos puedan obtener información adicional de los profesores). Para abordar esta situación se propone una aplicación móvil que engobe a todas las aplicaciones anteriores que se habían creado para las clases de Genética. Se utilizará un modelo cliente-servidor para mejorar sus capacidades funcionales, de modo que cumpla con los requisitos establecidos. Entre estos se incluye un control de los usuarios que utilizan la aplicación, y que se optimice la memoria local utilizada por la aplicación, permitiendo así el uso de imágenes más pesadas. Además, este modelo facilitará las tareas de mantenimiento de la aplicación, por ejemplo incluir nuevo material. Por otro lado, también se propone rediseñar la interfaz de la aplicación, de modo que sea más accesible desde el punto de vista de la usabilidad.

Herramienta para la extracción automática de metadatos en vídeos de dispositivos móviles

Actualmente el número de cámaras fotográficas en dispositivos móviles crece a un ritmo imparable. Asimismo la calidad y prestaciones de las mismas hacen que sean de uso común, desbancando poco a poco a las Cámaras fotográficas digitales. Este escenario produce que el análisis forense de este tipo de vídeos cobre especial importancia y sea necesario y útil en multitud de situaciones (pruebas en casos judiciales, espionaje industrial, privación de la libertad de prensa, pederastia, etc). En este trabajo se ha desarrollado una herramienta de ayuda al analista forense en el proceso de análisis de los metadatos de vídeos en formato MP4 con compresión H.264 y ACC. La herramienta permite diversas funciones complejas como son los distintos tipos de consultas avanzadas sobre la información de los metadatos de grandes conjuntos de vídeos o funciones de geoposicionamiento.

Implementación sobre FPGA de un algoritmo de compresión de imágenes hiperespectrales bajo el estándar CCSDS 123.0-B-1

A lo largo de la historia, nuestro planeta ha atravesado numerosas y diferentes etapas. Sin embargo, desde finales del cretácico no se vivía un cambio tan rápido como el actual. Y a la cabeza del cambio, nosotros, el ser humano. De igual manera que somos la causa, debemos ser también la solución, y el análisis a gran escala de la tierra está siendo un punto de interés para la comunidad científica en los últimos años. Prueba de ello es que, cada vez con más frecuencia, se lanzan gran cantidad de satélites cuya finalidad es el análisis, mediante fotografías, de la superficie terrestre. Una de las técnicas más versátiles para este análisis es la toma de imágenes hiperespectrales, donde no solo se captura el espectro visible, sino numerosas longitudes de onda. Suponen, eso sí un reto tecnológico, pues los sensores consumen más energía y las imágenes más memoria, ambos recursos escasos en el espacio. Dado que el análisis se hace en tierra firme, es importante una transmisión de datos eficaz y rápida. Por ello creemos que la compresión en tiempo real mediante FPGAs es la solución idónea, combinando un bajo consumo con una alta tasa de compresión, posibilitando el análisis ininterrumpido del astro en el que vivimos. En este trabajo de fin de grado se ha realizado una implementación sobre FPGA, utilizando VHDL, del estándar CCSDS 123. Este está diseñado para la compresión sin pérdida de imágenes hiperespectrales, y permite una amplia gama de configuraciones para adaptarse de manera óptima a cualquier tipo de imagen. Se ha comprobado exitosamente la validez de la implementación comparando los resultados obtenidos con otras implementaciones (software) existentes. Las principales ventajas que presentamos aquí es que se posibilita la compresión en tiempo real, obteniendo además un rendimiento energético muy prometedor. Estos resultados mejoran notablemente los de una implementación software del algoritmo, y permitirán la compresión de las imágenes a bordo de los satélites que las toman.

Soporte de sistema operativo para ahorro de energía en plataformas móviles con procesadores multicore asimétricos

Los procesadores multicore asimétricos con repertorio común de instrucciones (AMPsAsymmetric Multicore Processors) han sido propuestos recientemente como alternativa de bajo consumo a los procesadores multicore simétricos convencionales. Los AMPs combinan, en un mismo chip, cores rápidos de alto rendimiento, con cores más lentos y sencillos de consumo reducido. Uno de los ejemplos más destacados de procesador multicore asimétrico es el procesador big.LITTLE de ARM, que incorporan algunos modelos de teléfonos móviles y tablets disponibles en la actualidad. Trabajos previos han demostrado que para explotar los beneficios potenciales de los procesadores multicore asimétricos, el sistema operativo debe tener en cuenta el beneficio relativo (speedup) que cada aplicación experimenta al ejecutar en un core rápido frente a un core lento. Actualmente, los planificadores por defecto de los sistemas operativos de propósito general no tienen en cuenta la diversidad de speedups entre aplicaciones que puede estar presente en una carga de trabajo multiprogramada. En consecuencia, la asignación de aplicaciones a cores que hacen estos planificadores no extrae el máximo rendimiento por vatio de la plataforma. Recientemente se han realizado extensiones en el kernel Linux para ofrecer un mejor soporte de planificación en multicore asimétricos. Sin embargo, estas extensiones del planificador, utilizadas fundamentalmente en dispositivos móviles con el sistema operativo Android, tampoco tienen en cuenta la diversidad de speedups en las aplicaciones de la carga de trabajo. Por lo tanto estas extensiones no constituyen una aproximación robusta desde el punto de vista de la eficiencia energética. En este proyecto se lleva a cabo la evaluación exhaustiva de distintos algoritmos de planificación para multicore asimétricos sobre una plataforma provista de un procesador ARM big.LITTLE. El principal objetivo del estudio es cuantificar el grado de eficiencia energética y el rendimiento global proporcionado por implementaciones de estos algoritmos en el kernel Linux sobre hardware multicore asimétrico real.