Identificación de imágenes por análisis de texturas utilizando aprendizaje estadístico

Este documento explica la creación, implementación y uso del proyecto de fin de grado, desarrollado dentro del grupo de investigación ISCAR (Ingeniería de Sistemas, Control, Automática y Robótica) de la Facultad de Informática de la Universidad Complutense. El proyecto consiste en la implementación de una aplicación capaz de clasificar texturas extraídas de distintas imágenes mediante técnicas de visión por computador. Dicha aplicación se divide en tres pilares fundamentales: interfaz gráfica de usuario, algoritmos de extracción de características texturales y aprendizaje supervisado mediante una máquina “SVM” (Support Vector Machine). Interfaz gráfica: proporciona al usuario una forma fácil de uso de la aplicación por medio de la visualización gráfica de una imagen con una serie de elementos de configuración para su posterior análisis. Una vez analizada, el usuario si así lo desea, podrá visualizar los resultados de manera intuitiva, así como guardar dichos resultados después de la ejecución de los algoritmos pertinentes. Algoritmos de análisis de texturas: Procede al cálculo de las configuraciones y las muestras provistas por el usuario en la interfaz gráfica como el cálculo de la matriz de co-ocurrencia y el cálculo de los vectores de características (homogeneidad, media, varianza, Entropía, etc…). SVM: Utiliza los vectores de características obtenidos en los cálculos estadísticos de texturas para realizar el proceso de aprendizaje de un clasificador SVM. La aplicación ha sido construida en JAVA haciendo uso de librerías como JNI_SVM-light-6.01, commons-math3-3.0 y WindowsBuilder, para la construcción de la ventana gráfica, cálculo de los métodos estadísticos y máquina de aprendizaje automático. Dicha aplicación se ha utilizado con el objetivo de identificar y clasificar el quiste de Baker mediante imágenes obtenidas por Resonancias Magnéticas de la rodilla.

Denominación de imágenes en niños con alteraciones específicas en el neurodesarrollo del lenguaje oral

Estudios en niños con Trastornos en el Neurodesarrollo del Lenguaje (TNDL) han mostrado que esta población tiene mayores dificultades en el acceso al léxico que los niños con Desarrollo Típico (DT). Estas dificultades se materializan principalmente en ausencia de respuesta ante la demanda de denominación de una imagen (respuesta anómica) o la elicitación de una denominación correspondiente a otro objeto, bien por su proximidad semántica o bien por la proximidad entre sus nombres (sustituciones parafásicas semánticas y fonológicas). Sin embargo, estas características no parecen ser generalizables al conjunto de los niños TNDL y se pone en duda que lo sea aún en poblaciones más específicas en las que es una característica bastante común y remarcable como en los niños con TEL. En el presente estudio se ha diseñado y construido una prueba para estudiar el procesamiento léxico en niños con edades comprendidas entre los 2;06 y 7;11 años: el Test de Evaluación y Análisis del Léxico Infantil (ALI). La prueba incluye una tarea de denominación y dos tareas complementarias: una de reconocimiento e identificación de imágenes (comprensión léxica por vía auditiva) y otra de repetición de palabras. La prueba se aplicó a una amplia población de niños con DT del lenguaje (n=240) de las edades mencionadas con objeto de disponer de una primera referencia del comportamiento normativo de la población infantil en la tarea de denominación de imágenes. Los resultados obtenidos con la población de niños con DT ponen de manifiesto que la prueba posee un alto nivel de consistencia interna y validez convergente. Las puntuaciones obtenidas han permitido elaborar un baremo en puntuaciones centiles de la denominación e identificación de imágenes y repetición de palabras para la población comprendida entre los 3 y 6 años...

Saber parcial / Sabor diagonal: imágenes del texto y producción de conocimiento desde el arte

La presente tesis doctoral aborda el conflicto entre texto e imagen en la producción de conocimiento y más especialmente incide sobre la forma en la que tal conflicto opera dentro del ámbito de la investigación en arte y desde el arte. Se parte pues de la hipótesis de que hay un repertorio de imágenes de la materia escrita – como una suerte de imaginación textual desatendida – que es transversal a las humanidades y que a menudo se encuentra naturalizada como algo inerte o simplemente poco atractivo. Una estética insignificante del conocimiento académico que sin embargo sirve de puente entre las llamadas prácticas artísticas y las propiamente científicas y/o universitarias. Para dar lugar a una definición de esta plástica de lo textual – que sería distinta de la prosodia o la poética del texto más literario – la investigación se articula a través de una serie de casos de estudio cuyo eje no es aleatorio sino diagonal tal y como lo planteaba Roger Caillois a principios de los años 60. Así, las categorías de estudio de esta investigación parten de detalles inéditos, en tanto que apenas han sido enunciados con anterioridad, y atraviesan ámbitos que van desde la biología del camuflaje hasta la bibliografía, pasando por la epistemología, el discurso amateur y el diseño del espacio propio de una biblioteca. Estos hilos conductores aparentemente imprevistos tratan de revelar por contra ciertos principios consistentes del texto según se ensaya, se distribuye y se imagina a sí mismo, ejemplificando así los diferentes grados de contaminación – o dicho de otra forma más cercana a lo visual, los diferentes grados de montaje, revisión e instalación – a los que se somete habitualmente todo texto del conocimiento...

Pintura encáustica y nuevos procesos de transferencia de imágenes electrográficas. Aproximación a su inserción en la práctica artística y en la reintegración cromática

La investigación desarrolla nuevos métodos de transferencia de imágenes electrográficas, basados en los particulares comportamientos que brindan las diferentes técnicas encáusticas. Se pretende con ello ampliar los recursos técnicos y plásticos que atañen por igual a ámbitos artísticos muy diferentes: a la pintura encáustica, al arte electrográfico y a la reintegración cromática. El marco general de estudio comprende por tanto, al mismo tiempo, dos procesos o técnicas, considerando como objeto principal de estudio el espacio común comprendido entre ambas. El marco concreto de estudio comprende el desarrollo de nuevos procesos de transferencia de imágenes electrográficas, delimitados a aquellos en los que la pintura encáustica participe activamente. Asimismo, estos procesos de trasferencia no se desarrollan para formar parte de técnicas de seriación, sino como elementos a introducir en la praxis pictórica o en procesos de reintegración cromática. Los desacuerdos detectados en los primeros acercamientos al estudio de la pintura encáustica, relativos a la consideración o no de algunas de estas técnicas como tales, han conducido también a la realización de una revisión crítica para ayudar a esclarecer esta situación, con el fin de favorecer una visión lo más amplia posible que mejore su comprensión, y con la voluntad de normalizar el conjunto de las técnicas encáusticas. La combinación de encáustica y procesos de transferencia de imágenes electrográficas dan lugar a una nueva materialidad de la imagen, donde a las propiedades de esta pintura: plasticidad, flexibilidad, termoplasticidad, reversibilidad, etc., se le suman las particularidades de la imagen tecnológica: analógica o digital, ligada al uso de la fotografía, del escáner, del ordenador, de programas de tratamiento de imágenes, de impresoras o fotocopiadoras, etc...

Narrar con imágenes: entrevistas fotográficas en un estudio comparado de “resiliencia” social y resistencia ante la crisis

En este artículo se presenta una reflexión metodológica sobre la utilización de la entrevista fotográfica en un estudio sobre las estrategias sociales, culturales y comunitarias de “resiliencia” de los hogares fuertemente afectados por la crisis económica y social actual. Esta investigación se realizó en el marco del proyecto europeo RESCuE en el que participan nueve países que se han visto afectados en distinto grado por la crisis. En el artículo se reflexiona sobre las aportaciones y el enriquecimiento que ha posibilitado esta técnica en la investigación, permitiendo un mayor y más diverso acercamiento a las narraciones sobre las prácticas de resiliencia (individual, grupal, comunitaria), así como en torno a las interpretaciones y vivencias sobre estas prácticas en el ámbito cotidiano de los sujetos, con mayor posibilidad de internacionalización del material y los resultados. También se profundiza en las limitaciones y obstáculos de la entrevista fotográfica en la investigación realizada, reflexionando sobre las precauciones a adoptar en el diseño y dinámica de aplicación de esta técnica, de manera que no limite las múltiples potencialidades que la foto- elicitación ofrece.

Análisis cuantitativo de técnicas de fusión de imágenes

La fusión de imágenes es un proceso que permite obtener una nueva imagen en base a la información que tienen dos o más imágenes, las cuales poseen distinta información de la misma escena, que se combina convenientemente en la nueva imagen fusionada. Para poder obtener esta imagen resultante se utilizan diversas técnicas, requiriéndose identificar las métricas más apropiadas que permitan determinar aquella técnica o técnicas que proporcionen el mejor resultado en términos de calidad de la nueva imagen con la información fusionada. Por tal motivo en el presente trabajo, se realiza un análisis comparativo sobre diversas técnicas de fusión, a saber: promedio simple, máximo/ mínimo valor, análisis de componentes principales, transformada de wavelets y pirámides laplaciana (contraste y morfológica). Cada una de ellas presenta un proceso distinto para el tratamiento de los píxeles correspondientes a las imágenes. Así mismo, se han seleccionado las siguientes métricas cuantitativas para verificar la calidad de las imágenes resultantes fusionadas: error cuadrático medio, relación señal a ruido de pico, contenido estructural, diferencia promedio, correlación cruzada normalizada y entropía.

Imágenes urbanas y contaminaciones arquitectónicas en la pintura y la escultura de los años 80' en España

Esta investigación se plantea demostrar que la renovación de las artes, principalmente de la pintura y la escultura, que tuvo lugar tras el fin de la dictadura en España, es decir, durante la Transición, fue consecuencia, al menos en parte, de un interés de los artistas por la representación de los espacios urbanos y de las figuraciones arquitectónicas. Por un lado hemos establecido el objetivo de realizar un estudio sobre el arte de los 80’, comprobando si realmente existió un movimiento afín en aquella época y definiendo sus características tanto estéticas como conceptuales e históricas. Por otro, hemos analizado la presencia arquitectónica y urbana en las obras de arte creadas en el periodo a estudiar (1976-1992), investigando sobre su origen, su significado, su importancia estética y sus influencias. La metodología utilizada ha pretendido buscar una serie de elementos objetivos, huyendo de los recuerdos nostálgicos o interesados de los protagonistas y fijándonos en los hechos tal y como acontecieron en su momento, por lo que los catálogos de las exposiciones, las declaraciones de los artistas en el momento de la creación de las obras y la literatura crítica coetánea han sido las principales líneas de trabajo, aunque la observación pormenorizada de las obras de arte y el análisis de sus múltiples referencias históricas, estilísticas, artísticas y estéticas han sido absolutamente fundamentales...

El redescubrimiento de la Administración Pública. Creando imágenes desde la Universidad

Con un enfoque novedoso, este libro recoge las originales aportaciones que un grupo de universitarios españoles han elaborado acerca de la Administración pública en España. El objetivo es transmitir conocimientos desde el ámbito académico a cualquier ciudadano, para alentar la reflexión con criterio nuestras administraciones, sus cambios y sus previsibles dinámicas. También se dirige especialmente al funcionario, que no deja de ser una parte representativa de la sociedad, como una oportunidad para repensar su propia labor y desempeño en los servicios que ofrecen, que garantizan el bienestar de toda la ciudadanía.

Reconocimiento de una plataforma para aterrizaje de UAV mediante procesamiento de imágenes

En el año 2016 se vendieron en EE.UU más de un millón de Unmanned Aerial Vehicles (UAVs, Vehículos aéreos no tripulados), casi el doble que el año anterior, país del que se dispone de información. Para el año 2020 se estima que este mercado alcance los 5.600 millones de dólares en todo el mundo, creciendo a un ritmo del 30% anual. Este crecimiento demuestra que existe un mercado en expansión con muchas y diversas oportunidades de investigación. El rango de aplicaciones en los que se utiliza este tipo de vehículos es innumerable. Desde finales del s.XX, los UAVs han estado presentes en multitud de aplicaciones, principalmente en misiones de reconocimiento. Su principal ventaja radica en que pueden ser utilizados en situaciones de alto riesgo sin suponer una amenaza para ningún tripulante. En los últimos años, la fabricación de vehículos asequibles económicamente ha permitido que su uso se extienda a otros sectores. A día de hoy uno de los campos en los que ha adquirido gran relevancia es en agricultura, contribuyendo a la automatización y monitorización de cultivos, pero también se ha extendido su uso a diferentes sistemas, tales como seguridad, cartografía o monitorización, entre otros [1]. Es en esta situación en la que se propone el proyecto SALACOM [2], que explora la posibilidad de utilizar esta tecnología en sistemas de repuesta rápida para la detección y contención de vertidos contaminantes en entornos acuáticos con el apoyo de vehículos autónomos marinos de superficie (USV, Unmanned Surface Vehicles). En el mencionado proyecto se pretende utilizar sistemas UAVs para detectar y analizar las zonas de vertido y proveer la información respecto a la localización y las técnicas de contención adecuadas a los sistemas USV. Una vez se haya realizado el análisis de la situación del vertido, los USV trabajarían conjuntamente con los UAVs para desplegar las barreras de protección seleccionadas en la zona afectada. Para esto, los UAVs o drones, términos similares en lo que respecta a este proyecto y que a lo largo de esta memoria se usarán indistintamente, deben ser capaces de despegar desde los USV y volver a aterrizar sobre ellos una vez realizada su labor. El proyecto que se describe en la presente memoria se centra en la fase de aterrizaje y, más concretamente, en la detección de la plataforma seleccionada como plantilla mediante técnicas de tratamiento de imágenes. Esto serviría como sistema de apoyo para guiar el dron hacia la plataforma para que pueda realizar el descenso correctamente y finalizar así su misión o bien para realizar operaciones de recarga de la batería. El dron está equipado con la correspondiente cámara de visión a bordo, con la que obtiene las imágenes, las procesa e identifica la plataforma para dirigirse hacia ella, si bien, dado que el sistema de procesamiento de imágenes no se encuentra totalmente operativo, este trabajo se centra en el desarrollo de una aplicación software independiente del sistema de visión a bordo del dron, basada en el desarrollo de técnicas de reconocimiento de la plataforma. La plataforma a utilizar proviene de una patente [3], consistente en una figura geométrica con formas características, de muy difícil aparición en entornos de exterior. La figura pintada en negro se halla impresa sobre un panel de fondo blanco de 1m × 1m de superficie. En este trabajo se han explorado diversas opciones disponibles para realizar la identificación de las regiones de interés. El principal objetivo es realizar la selección de una tecnología que pueda cumplir potencialmente con los criterios necesarios para llevar a cabo la tarea y seleccionar los métodos de detección adecuados para realizar la identificación de la figura contenida en la plataforma. Se ha pretendido utilizar tecnologías de fácil uso, amplío soporte y, cuando ha sido posible, de código libre. Todo ello integrado en una aplicación informática, que es la que se presenta en el presente trabajo.

Simulador de escáner de rayos X: creación y análisis de imágenes

Actualmente cada vez son mayores las medidas de seguridad que nos rodean. Cada vez son más importantes y severas estas medidas de seguridad en infraestructuras y edificios públicos. Como consecuencia de estos hechos, cada vez se aumenta la necesidad de contar con personal de seguridad más cualificado y preparado. Esto ha provocado que aumente la demanda de formación en esta área, ya que las empresas de seguridad que operan en el aeropuerto deben formar a su personal para que puedan ejercer su trabajo con la mayor eficacia. Ante esta situación, hemos decidido desarrollar una aplicación para la formación de los alumnos en materia de seguridad aeroportuaria. Con esta aplicación, los usuarios pueden conseguir cualquiera de las tres certificaciones que emite AESA (Agencia Estatal de Seguridad Aérea). Cada certificación es distinta según la zona del aeropuerto en donde opere el alumno. Por tanto, el objetivo de este proyecto es la implementación de una herramienta de aprendizaje y evaluación por parte de alumnos, que está compuesta por dos aplicaciones que se relacionan mediante la arquitectura cliente-servidor.

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.