Line search multilevel optimization as computational methods for dense optical flow

We evaluate the performance of different optimization techniques developed in the context of optical flow computation with different variational models. In particular, based on truncated Newton methods (TN) that have been an effective approach for large-scale unconstrained optimization, we de- velop the use of efficient multilevel schemes for computing the optical flow. More precisely, we evaluate the performance of a standard unidirectional mul- tilevel algorithm - called multiresolution optimization (MR/OPT), to a bidrec- tional multilevel algorithm - called full multigrid optimization (FMG/OPT). The FMG/OPT algorithm treats the coarse grid correction as an optimiza- tion search direction and eventually scales it using a line search. Experimental results on different image sequences using four models of optical flow com- putation show that the FMG/OPT algorithm outperforms both the TN and MR/OPT algorithms in terms of the computational work and the quality of the optical flow estimation.

Fragmentation of massive dense cores down to <~ 1000 AU: relation between fragmentation and density structure

In order to shed light on the main physical processes controlling fragmentation of massive dense cores, we present a uniform study of the density structure of 19 massive dense cores, selected to be at similar evolutionary stages, for which their relative fragmentation level was assessed in a previous work. We inferred the density structure of the 19 cores through a simultaneous fit of the radial intensity profiles at 450 and 850 μm (or 1.2 mm in two cases) and the spectral energy distribution, assuming spherical symmetry and that the density and temperature of the cores decrease with radius following power-laws. Even though the estimated fragmentation level is strictly speaking a lower limit, its relative value is significant and several trends could be explored with our data. We find a weak (inverse) trend of fragmentation level and density power-law index, with steeper density profiles tending to show lower fragmentation, and vice versa. In addition, we find a trend of fragmentation increasing with density within a given radius, which arises from a combination of flat density profile and high central density and is consistent with Jeans fragmentation. We considered the effects of rotational-to-gravitational energy ratio, non-thermal velocity dispersion, and turbulence mode on the density structure of the cores, and found that compressive turbulence seems to yield higher central densities. Finally, a possible explanation for the origin of cores with concentrated density profiles, which are the cores showing no fragmentation, could be related with a strong magnetic field, consistent with the outcome of radiation magnetohydrodynamic simulations.

Aplicació de la termoquimiolisi - cromatografia de gasos - espectrometria de masses a l'estudi de la matèria orgànica del sòl

Estudi realitzat a partir d’una estada a la Université de Poitiers, França, entre 2007 i 2009. El treball s'ha centrat en dues activitats bàsiques. El treball realitzat s’ha centrat en dues activitats bàsiques. D’una banda, la posada a punt d'un protocol de fraccionament de la matèria orgànica del sòl, per extraccions successives amb solvents alcalins després d'una seqüència de pretractaments al sòl: cap pretractament, atac amb àcid (per destruir els carbonats), atac amb ditionit (per reduir els òxids de Fe i Al i facilitar l'extracció de la matèria orgànica associada a aquests compostos). El protocol dóna una visió de conjunt de la situació de la matèria orgànica del sòl, combinant aspectes físics (protecció, precipitació, oclusió per carbonats) i químics (grau d'humificació). D’altra banda, l'aprenentatge de la tècnica de termoquimiolisi-cromatografia de gasos-espectrometria de masses. Aquest era l'objectiu de l'estada a Poitiers, al qual hem donat prioritat. Ens hem centrat en l'estudi de fraccions físiques (densimètriques) obtingudes en estudis anteriors sobre sòls forestals. Les fraccions considerades són: fracció lleugera (FL), tres fraccions ocluïdes (OC1, OC2 i OC3) i fracció densa (FD). L’aplicació de la termoquimiolisi permet de caracteritzar diversos grups de substàncies, de les quals ens hem centrat en alguns indicadors bioquímics: àcids grasos, alcohols, diàcids, productes fenòlics i altres productes aromàtics, derivats de carbohidrats. L’estudi de conjunt d’aquests productes indica que és a les fraccions ocluïdes (que solen ser minoritàries a tots els horitzons) on la matèria orgànica d’origen microbià és dominant, mentre que a les fraccions lleugera (FL) i densa (FD) la matèria orgànica d’origen vegetal sembla dominant. Es preveu aplicar aquesta tècnica a l’estudi de les fraccions obtingudes a la primera part del treball, actualment congelades i a l’espera de ser processades.

Análisis de prestaciones de procesadores multi-core y multi-thread

Los procesadores multi-core y el multi-threading por hardware permiten aumentar el rendimiento de las aplicaciones. Por un lado, los procesadores multi-core combinan 2 o más procesadores en un mismo chip. Por otro lado, el multi-threading por hardware es una técnica que incrementa la utilización de los recursos del procesador. Este trabajo presenta un análisis de rendimiento de los resultados obtenidos en dos aplicaciones, multiplicación de matrices densas y transformada rápida de Fourier. Ambas aplicaciones se han ejecutado en arquitecturas multi-core que explotan el paralelismo a nivel de thread pero con un modelo de multi-threading diferente. Los resultados obtenidos muestran la importancia de entender y saber analizar el efecto del multi-core y multi-threading en el rendimiento.

Spermatogenesis of the Spider Crab Maja brachydactyla (Decapoda: Brachyura)

This study describes spermatogenesis in a majid crab (Maja brachydactyla) using electron microscopy and reports the origin of the different organelles present in the spermatozoa. Spermatogenesis in M. brachydactyla follows the general pattern observed in other brachyuran species but with several peculiarities. Annulate lamellae have been reported in brachyuran spermatogenesis during the diplotene stage of first spermatocytes, the early and mid-spermatids. Unlike previous observations, a Golgi complex has been found in midspermatids and is involved in the development of the acrosome. The Golgi complex produces two types of vesicles: light vesicles and electron-dense vesicles. The light vesicles merge into the cytoplasm, giving rise to the proacrosomal vesicle. The electron-dense vesicles are implicated in the formation of an electron-dense granule, which later merges with the proacrosomal vesicle. In the late spermatid, the endoplasmic reticulum and the Golgi complex degenerate and form the structures–organelles complex found in the spermatozoa. At the end of spermatogenesis, the materials in the proacrosomal vesicle aggregate in a two-step process, forming the characteristic concentric three-layered structure of the spermatozoon acrosome. The newly formed spermatozoa from testis show the typical brachyuran morphology.

Segmentació d'imatge de ressonància magnètica de pit utilitzant atlas probabilístic

La localització d'òrgans és un tòpic important en l'àmbit de la imatge mèdica per l'ajuda del tractament i diagnosi del càncer. Un exemple es pot trobar en la cal•libració de models farmacoquinètics. Aquesta pot ésser realitzada utilitzant un teixit de referència, on, per exemple en imatges de ressonància magnètica de pit, una correcta segmentació del múscul pectoral és necessària per a la detecció de signes de malignitat. Els mètodes de segmentació basat en atlas han estat altament avaluats en imatge de ressonància magnètica de cervell, obtenint resultats satisfactoris. En aquest projecte, en col•laboració amb el el Diagnostic Image Analysis Group de la Radboud University Nijmegen Medical Centre i la supervisió del Dr. N.Karssemeijer, es presenta la primera aproximació d'un mètode de segmentació basat en atlas per segmentar els diferents teixits visibles en imatges de ressonància magnètica (T1) del pit femení. L'atlas consisteix en 5 estructures (teixit greixòs, teixit dens, cor, pulmons i múscul pectoral) i ha estat utilitzat en un algorisme de segmentació Bayesià per tal de delinear les esmentades estructures. A més a més, s'ha dut a terme una comparació entre un mètode de registre global i un de local, utilitzats tant en la construcció de l'atlas com en la fase de segmentació, essent el primer el que ha presentat millors resultats en termes d'eficiència i precisió. Per a l'avaluació, s'ha dut a terme una comparació visual i numèrica entre les segmentacions obtingudes i les realitzades manualment pels experts col•laboradors. Pel que fa a la numèrica, s'ha emprat el coeficient de similitud de Dice ( mesura que dóna valors entre 0 i 1, on 0 significa no similitud i 1 similitud màxima) i s'ha obtingut una mitjana general de 0.8. Aquest resultat confirma la validesa del mètode presentat per a la segmentació d'imatges de ressonància magnètica del pit.

La transició a la societat xarxa a Catalunya. Informe final de recerca (volum I)

Aquest estudi analitza les pràctiques diàries, els valors socials i les actituds de la població catalana en el procés de transició cap a la societat xarxa. Analitza el comportament de les persones a Internet i fora d'Internet, investigant el paper específic dels usos d'Internet a l'hora d'influenciar pràctiques i actituds. Es basa en les respostes a una enquesta de 3.005 individus, una mostra representativa de la població catalana el 2002. L'enquesta es va fer entre el febrer i el maig del 2002, i es basava en entrevistes cara a cara a partir d'un qüestionari de 179 preguntes. Es van utilitzar fonts secundàries per a situar els resultats catalans, particularment sobre els usos d'Internet, en el context global. L'anàlisi es va completar el 2007 incorporant-hi noves dades secundàries. L'estudi va cobrir pràctiques socials de treball, comunicació, sociabilitat, usos d'espai i temps, usos d'Internet, identitat cultural, pràctica política, associacionisme i formació de projectes d'autonomia. Es van construir diversos models estadístics per a proporcionar una anàlisi causal de cada una d'aquestes àrees d'estudi. El descobriment més significatiu fa referència a la relació entre els usos d'Internet i la construcció d'autonomia per part d'actors socials. Fent servir anàlisis factorial, l'estudi va definir cinc índexs d'autonomia que eren estadísticament independents: autonomia personal, autonomia professional, autonomia comunicativa, autonomia corporal i autonomia sociopolítica. Cada un d'aquests índexs d'autonomia independents estan fortament associats amb la freqüència i la intensitat de l'ús d'Internet, i les relacions observades es mantenen quan es controlen per variables sociodemogràfiques. A partir d'aquest estudi es pot afirmar que Internet és una plataforma important per a la construcció d'autonomia en la societat xarxa. En general, la societat catalana sembla que canviï de manera similar a altres societats en transició, amb l'èmfasi afegit del paper del territori i la família a l'hora d'enfortir les relacions socials, amb la contribució positiva d'Internet a un dens patró d'interacció social.

La transición en la sociedad red en Catalunya. Informe final de investigación (volumen II)

Aquest estudi analitza les pràctiques diàries, els valors socials i les actituds de la població catalana en el procés de transició cap a la societat xarxa. Analitza el comportament de les persones a Internet i fora d'Internet, investigant el paper específic dels usos d'Internet a l'hora d'influenciar pràctiques i actituds. Es basa en les respostes a una enquesta de 3.005 individus, una mostra representativa de la població catalana el 2002. L'enquesta es va fer entre el febrer i el maig del 2002, i es basava en entrevistes cara a cara a partir d'un qüestionari de 179 preguntes. Es van utilitzar fonts secundàries per a situar els resultats catalans, particularment sobre els usos d'Internet, en el context global. L'anàlisi es va completar el 2007 incorporant-hi noves dades secundàries. L'estudi va cobrir pràctiques socials de treball, comunicació, sociabilitat, usos d'espai i temps, usos d'Internet, identitat cultural, pràctica política, associacionisme i formació de projectes d'autonomia. Es van construir diversos models estadístics per a proporcionar una anàlisi causal de cada una d'aquestes àrees d'estudi. El descobriment més significatiu fa referència a la relació entre els usos d'Internet i la construcció d'autonomia per part d'actors socials. Fent servir anàlisis factorial, l'estudi va definir cinc índexs d'autonomia que eren estadísticament independents: autonomia personal, autonomia professional, autonomia comunicativa, autonomia corporal i autonomia sociopolítica. Cada un d'aquests índexs d'autonomia independents estan fortament associats amb la freqüència i la intensitat de l'ús d'Internet, i les relacions observades es mantenen quan es controlen per variables sociodemogràfiques. A partir d'aquest estudi es pot afirmar que Internet és una plataforma important per a la construcció d'autonomia en la societat xarxa. En general, la societat catalana sembla que canviï de manera similar a altres societats en transició, amb l'èmfasi afegit del paper del territori i la família a l'hora d'enfortir les relacions socials, amb la contribució positiva d'Internet a un dens patró d'interacció social.

La transición en la sociedad red en Catalunya. Informe final de investigación (volumen I)

Aquest estudi analitza les pràctiques diàries, els valors socials i les actituds de la població catalana en el procés de transició cap a la societat xarxa. Analitza el comportament de les persones a Internet i fora d'Internet, investigant el paper específic dels usos d'Internet a l'hora d'influenciar pràctiques i actituds. Es basa en les respostes a una enquesta de 3.005 individus, una mostra representativa de la població catalana el 2002. L'enquesta es va fer entre el febrer i el maig del 2002, i es basava en entrevistes cara a cara a partir d'un qüestionari de 179 preguntes. Es van utilitzar fonts secundàries per a situar els resultats catalans, particularment sobre els usos d'Internet, en el context global. L'anàlisi es va completar el 2007 incorporant-hi noves dades secundàries. L'estudi va cobrir pràctiques socials de treball, comunicació, sociabilitat, usos d'espai i temps, usos d'Internet, identitat cultural, pràctica política, associacionisme i formació de projectes d'autonomia. Es van construir diversos models estadístics per a proporcionar una anàlisi causal de cada una d'aquestes àrees d'estudi. El descobriment més significatiu fa referència a la relació entre els usos d'Internet i la construcció d'autonomia per part d'actors socials. Fent servir anàlisis factorial, l'estudi va definir cinc índexs d'autonomia que eren estadísticament independents: autonomia personal, autonomia professional, autonomia comunicativa, autonomia corporal i autonomia sociopolítica. Cada un d'aquests índexs d'autonomia independents estan fortament associats amb la freqüència i la intensitat de l'ús d'Internet, i les relacions observades es mantenen quan es controlen per variables sociodemogràfiques. A partir d'aquest estudi es pot afirmar que Internet és una plataforma important per a la construcció d'autonomia en la societat xarxa. En general, la societat catalana sembla que canviï de manera similar a altres societats en transició, amb l'èmfasi afegit del paper del territori i la família a l'hora d'enfortir les relacions socials, amb la contribució positiva d'Internet a un dens patró d'interacció social.

La societat xarxa a Catalunya. Informe de recerca I

Aquest estudi analitza les pràctiques diàries, els valors socials i les actituds de la població catalana en el procés de transició cap a la societat xarxa. Analitza el comportament de les persones a Internet i fora d'Internet, investigant el paper específic dels usos d'Internet a l'hora d'influenciar pràctiques i actituds. Es basa en les respostes a una enquesta de 3.005 individus, una mostra representativa de la població catalana el 2002. L'enquesta es va fer entre el febrer i el maig del 2002, i es basava en entrevistes cara a cara a partir d'un qüestionari de 179 preguntes. Es van utilitzar fonts secundàries per a situar els resultats catalans, particularment sobre els usos d'Internet, en el context global. L'anàlisi es va completar el 2007 incorporant-hi noves dades secundàries. L'estudi va cobrir pràctiques socials de treball, comunicació, sociabilitat, usos d'espai i temps, usos d'Internet, identitat cultural, pràctica política, associacionisme i formació de projectes d'autonomia. Es van construir diversos models estadístics per a proporcionar una anàlisi causal de cada una d'aquestes àrees d'estudi. El descobriment més significatiu fa referència a la relació entre els usos d'Internet i la construcció d'autonomia per part d'actors socials. Fent servir anàlisis factorial, l'estudi va definir cinc índexs d'autonomia que eren estadísticament independents: autonomia personal, autonomia professional, autonomia comunicativa, autonomia corporal i autonomia sociopolítica. Cada un d'aquests índexs d'autonomia independents estan fortament associats amb la freqüència i la intensitat de l'ús d'Internet, i les relacions observades es mantenen quan es controlen per variables sociodemogràfiques. A partir d'aquest estudi es pot afirmar que Internet és una plataforma important per a la construcció d'autonomia en la societat xarxa. En general, la societat catalana sembla que canviï de manera similar a altres societats en transició, amb l'èmfasi afegit del paper del territori i la família a l'hora d'enfortir les relacions socials, amb la contribució positiva d'Internet a un dens patró d'interacció social.

La transició a la societat xarxa a Catalunya. Informe final de recerca (volum II)

Aquest estudi analitza les pràctiques diàries, els valors socials i les actituds de la població catalana en el procés de transició cap a la societat xarxa. Analitza el comportament de les persones a Internet i fora d'Internet, investigant el paper específic dels usos d'Internet a l'hora d'influenciar pràctiques i actituds. Es basa en les respostes a una enquesta de 3.005 individus, una mostra representativa de la població catalana el 2002. L'enquesta es va fer entre el febrer i el maig del 2002, i es basava en entrevistes cara a cara a partir d'un qüestionari de 179 preguntes. Es van utilitzar fonts secundàries per a situar els resultats catalans, particularment sobre els usos d'Internet, en el context global. L'anàlisi es va completar el 2007 incorporant-hi noves dades secundàries. L'estudi va cobrir pràctiques socials de treball, comunicació, sociabilitat, usos d'espai i temps, usos d'Internet, identitat cultural, pràctica política, associacionisme i formació de projectes d'autonomia. Es van construir diversos models estadístics per a proporcionar una anàlisi causal de cada una d'aquestes àrees d'estudi. El descobriment més significatiu fa referència a la relació entre els usos d'Internet i la construcció d'autonomia per part d'actors socials. Fent servir anàlisis factorial, l'estudi va definir cinc índexs d'autonomia que eren estadísticament independents: autonomia personal, autonomia professional, autonomia comunicativa, autonomia corporal i autonomia sociopolítica. Cada un d'aquests índexs d'autonomia independents estan fortament associats amb la freqüència i la intensitat de l'ús d'Internet, i les relacions observades es mantenen quan es controlen per variables sociodemogràfiques. A partir d'aquest estudi es pot afirmar que Internet és una plataforma important per a la construcció d'autonomia en la societat xarxa. En general, la societat catalana sembla que canviï de manera similar a altres societats en transició, amb l'èmfasi afegit del paper del territori i la família a l'hora d'enfortir les relacions socials, amb la contribució positiva d'Internet a un dens patró d'interacció social.

Scene Classification Using a Hybrid Generative/Discriminative Approach

We investigate whether dimensionality reduction using a latent generative model is beneficial for the task of weakly supervised scene classification. In detail, we are given a set of labeled images of scenes (for example, coast, forest, city, river, etc.), and our objective is to classify a new image into one of these categories. Our approach consists of first discovering latent ";topics"; using probabilistic Latent Semantic Analysis (pLSA), a generative model from the statistical text literature here applied to a bag of visual words representation for each image, and subsequently, training a multiway classifier on the topic distribution vector for each image. We compare this approach to that of representing each image by a bag of visual words vector directly and training a multiway classifier on these vectors. To this end, we introduce a novel vocabulary using dense color SIFT descriptors and then investigate the classification performance under changes in the size of the visual vocabulary, the number of latent topics learned, and the type of discriminative classifier used (k-nearest neighbor or SVM). We achieve superior classification performance to recent publications that have used a bag of visual word representation, in all cases, using the authors' own data sets and testing protocols. We also investigate the gain in adding spatial information. We show applications to image retrieval with relevance feedback and to scene classification in videos

Monocular-based 3-D seafloor reconstruction and ortho-mosaicing by piecewise planar representation

Photo-mosaicing techniques have become popular for seafloor mapping in various marine science applications. However, the common methods cannot accurately map regions with high relief and topographical variations. Ortho-mosaicing borrowed from photogrammetry is an alternative technique that enables taking into account the 3-D shape of the terrain. A serious bottleneck is the volume of elevation information that needs to be estimated from the video data, fused, and processed for the generation of a composite ortho-photo that covers a relatively large seafloor area. We present a framework that combines the advantages of dense depth-map and 3-D feature estimation techniques based on visual motion cues. The main goal is to identify and reconstruct certain key terrain feature points that adequately represent the surface with minimal complexity in the form of piecewise planar patches. The proposed implementation utilizes local depth maps for feature selection, while tracking over several views enables 3-D reconstruction by bundle adjustment. Experimental results with synthetic and real data validate the effectiveness of the proposed approach

WMR navigation using local potential field corridors and narrow local occupancy grid perception

Path planning and control strategies applied to autonomous mobile robots should fulfil safety rules as well as achieve final goals. Trajectory planning applications should be fast and flexible to allow real time implementations as well as environment interactions. The methodology presented uses the on robot information as the meaningful data necessary to plan a narrow passage by using a corridor based on attraction potential fields that approaches the mobile robot to the final desired configuration. It employs local and dense occupancy grid perception to avoid collisions. The key goals of this research project are computational simplicity as well as the possibility of integrating this method with other methods reported by the research community. Another important aspect of this work consist in testing the proposed method by using a mobile robot with a perception system composed of a monocular camera and odometers placed on the two wheels of the differential driven motion system. Hence, visual data are used as a local horizon of perception in which trajectories without collisions are computed by satisfying final goal approaches and safety criteria

Bernstein's problem on weighted polynomial approximation

We formulate a necessary and sufficient condition for polynomials to be dense in a space of continuous functions on the real line, with respect to Bernstein's weighted uniform norm. Equivalently, for a positive finite measure [lletra "mu" minúscula de l'alfabet grec] on the real line we give a criterion for density of polynomials in Lp[lletra "mu" minúscula de l'alfabet grec entre parèntesis].