Non-Linear and Non-Conventional Speech Processing: Alternative Techniques

This special issue aims to cover some problems related to non-linear and nonconventional speech processing. The origin of this volume is in the ISCA Tutorial and Research Workshop on Non-Linear Speech Processing, NOLISP’09, held at the Universitat de Vic (Catalonia, Spain) on June 25–27, 2009. The series of NOLISP workshops started in 2003 has become a biannual event whose aim is to discuss alternative techniques for speech processing that, in a sense, do not fit into mainstream approaches. A selected choice of papers based on the presentations delivered at NOLISP’09 has given rise to this issue of Cognitive Computation.

On cumulant techniques in speech processing

This paper analyzes applications of cumulant analysis in speech processing. A special focus is made on different second-order statistics. A dominant role is played by an integral representation for cumulants by means of integrals involving cyclic products of kernels.

Converses (extra)terrestres

El Nadal és una època plena de simbolisme, on les converses amb familiars i amics són protagonistes. Hi ha una frase bíblica,"I el Verb es va fer home i va conviure amb nosaltres" (Joan1,1-14), que sempre m'hi fa pensar, atès que en un context religiós el mot verb pot significar precisament això, "expressió d'idees i pensaments mitjançant la paraula" (DIEC2). Actualment al nostre planeta es parlen més de 6.800 idiomes. Hi ha idiomes tonals, com el mandarí i el ioruba, on el to amb què es pronuncia una paraula afecta el seu significat [...].

A Fast Gradient Approximation for Nonlinear Blind Signal Processing

When dealing with nonlinear blind processing algorithms (deconvolution or post-nonlinear source separation), complex mathematical estimations must be done giving as a result very slow algorithms. This is the case, for example, in speech processing, spike signals deconvolution or microarray data analysis. In this paper, we propose a simple method to reduce computational time for the inversion of Wiener systems or the separation of post-nonlinear mixtures, by using a linear approximation in a minimum mutual information algorithm. Simulation results demonstrate that linear spline interpolation is fast and accurate, obtaining very good results (similar to those obtained without approximation) while computational time is dramatically decreased. On the other hand, cubic spline interpolation also obtains similar good results, but due to its intrinsic complexity, the global algorithm is much more slow and hence not useful for our purpose.

Processament de música basat en el seu contingut

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la National University of Singapore Singapur, entre juliol i octubre del 2007. Donada l'explosió de la música a l'internet i la ràpida expansió de les col•leccions de música digital, un repte clau en l'àrea de la informació musical és el desenvolupament de sistemes de processament musical eficients i confiables. L'objectiu de la investigació proposada ha estat treballar en diferents aspectes de l'extracció, modelatge i processat del contingut musical. En particular, s’ha treballat en l'extracció, l'anàlisi i la manipulació de descriptors d'àudio de baix nivell, el modelatge de processos musicals, l'estudi i desenvolupament de tècniques d'aprenentatge automàtic per a processar àudio, i la identificació i extracció d'atributs musicals d'alt nivell. S’han revisat i millorat alguns components d'anàlisis d'àudio i revisat components per a l'extracció de descriptors inter-nota i intra-nota en enregistraments monofónics d'àudio. S’ha aplicat treball previ en Tempo a la formalització de diferents tasques musicals. Finalment, s’ha investigat el processat d'alt nivell de música basandonos en el seu contingut. Com exemple d'això, s’ha investigat com músics professionals expressen i comuniquen la seva interpretació del contingut musical i emocional de peces musicals, i hem usat aquesta informació per a identificar automàticament intèrprets. S’han estudiat les desviacions en paràmetres com to, temps, amplitud i timbre a nivell inter-nota i intra-nota.

Sistemes encastats en temps real

Resum En l’actualitat, els sistemes electrònics de processament de dades són cada cop més significatius dins del sector industrial. Són moltes les necessitats que sorgeixen en el món dels sistemes d’autentificació, de l’electrònica aeronàutica, d’equips d’emmagatzemament de dades, de telecomunicacions, etc. Aquestes necessitats tecnològiques exigeixen ser controlades per un sistema fiable, robust, totalment dependent amb els esdeveniments externs i que compleixi correctament les restriccions temporals imposades per tal de que realitzi el seu propòsit d’una manera eficient. Aquí és on entren en joc els sistemes encastats en temps real, els quals ofereixen una gran fiabilitat, disponibilitat, una ràpida resposta als esdeveniments externs del sistema, una alta garantia de funcionament i una àmplia possibilitat d’aplicacions. Aquest projecte està pensat per a fer una introducció al món dels sistemes encastats, com també explicar el funcionament del sistema operatiu en temps real FreeRTOS; el qual utilitza com a mètode de programació l’ús de tasques independents entre elles. Donarem una visió de les seves característiques de funcionament, com organitza tasques mitjançant un scheduler i uns exemples per a poder dissenyar-hi aplicacions.

Trinocular System for 3D motion and Dense Stucture Estimation

The relief of the seafloor is an important source of data for many scientists. In this paper we present an optical system to deal with underwater 3D reconstruction. This system is formed by three cameras that take images synchronously in a constant frame rate scheme. We use the images taken by these cameras to compute dense 3D reconstructions. We use Bundle Adjustment to estimate the motion ofthe trinocular rig. Given the path followed by the system, we get a dense map of the observed scene by registering the different dense local reconstructions in a unique and bigger one

Small scale underwater change detection

In this paper, we present a method to deal with the constraints of the underwater medium for finding changes between sequences of underwater images. One of the main problems of underwater medium for automatically detecting changes is the low altitude of the camera when taking pictures. This emphasise the parallax effect between the images as they are not taken exactly at the same position. In order to solve this problem, we are geometrically registering the images together taking into account the relief of the scene

Creating large and accurate mosaics of the mid-atlantic ridge

We present an approach for creating image mosaics using navigation data consisting on 3D position estimates provided by sensors such as LBL available in deep water surveys. A central issue with acoustic 3D positioning is that the accuracy is far too low compositing the images within reasonable accuracy

Identification of geometrically consistent interest points for 3D scene reconstruction

We propose an algorithm that extracts image features that are consistent with the 3D structure of the scene. The features can be robustly tracked over multiple views and serve as vertices of planar patches that suitably represent scene surfaces, while reducing the redundancy in the description of 3D shapes. In other words, the extracted features will off er good tracking properties while providing the basis for 3D reconstruction with minimum model complexity

Statistical analysis and modelling of weather radar beam propagation conditions in the Po Valley (Italy)

Ground clutter caused by anomalous propagation (anaprop) can affect seriously radar rain rate estimates, particularly in fully automatic radar processing systems, and, if not filtered, can produce frequent false alarms. A statistical study of anomalous propagation detected from two operational C-band radars in the northern Italian region of Emilia Romagna is discussed, paying particular attention to its diurnal and seasonal variability. The analysis shows a high incidence of anaprop in summer, mainly in the morning and evening, due to the humid and hot summer climate of the Po Valley, particularly in the coastal zone. Thereafter, a comparison between different techniques and datasets to retrieve the vertical profile of the refractive index gradient in the boundary layer is also presented. In particular, their capability to detect anomalous propagation conditions is compared. Furthermore, beam path trajectories are simulated using a multilayer ray-tracing model and the influence of the propagation conditions on the beam trajectory and shape is examined. High resolution radiosounding data are identified as the best available dataset to reproduce accurately the local propagation conditions, while lower resolution standard TEMP data suffers from interpolation degradation and Numerical Weather Prediction model data (Lokal Model) are able to retrieve a tendency to superrefraction but not to detect ducting conditions. Observing the ray tracing of the centre, lower and upper limits of the radar antenna 3-dB half-power main beam lobe it is concluded that ducting layers produce a change in the measured volume and in the power distribution that can lead to an additional error in the reflectivity estimate and, subsequently, in the estimated rainfall rate.

Blind channel deconvolution of real world signals using source separation techniques

In this paper we present a method for blind deconvolution of linear channels based on source separation techniques, for real word signals. This technique applied to blind deconvolution problems is based in exploiting not the spatial independence between signals but the temporal independence between samples of the signal. Our objective is to minimize the mutual information between samples of the output in order to retrieve the original signal. In order to make use of use this idea the input signal must be a non-Gaussian i.i.d. signal. Because most real world signals do not have this i.i.d. nature, we will need to preprocess the original signal before the transmission into the channel. Likewise we should assure that the transmitted signal has non-Gaussian statistics in order to achieve the correct function of the algorithm. The strategy used for this preprocessing will be presented in this paper. If the receiver has the inverse of the preprocess, the original signal can be reconstructed without the convolutive distortion.

Servidor d'impressió per a ordinadors a monedes

Aquest projecte es va realitzar per a un client que disposa d’un conjunt d’uns 100 ordinadors per a accés a internet amb accés temporitzat per monedes, ubicats en diferents locals, I havia observat una creixent demanda del servei d’impressió, entre d'altres per a fer el checkin per a ryanair.L'objecte d'aquest projecte és crear un sistema que permeti realitzar el cobrament de les impressions de forma prèvia i automàtica, alhora que clara per al client final. Aquest sistema ha de funcionar de forma autònoma, alliberant així al personal del local de les tasques de gestió de la impressora.Cal tenir en compte que aquest sistema ha de funcionar tant per a Linux com per a Windows XP o superior.Es dissenyarà l’electrònica i el software corresponent al servidor d’ impressió,així com les comunicacions entre el servidor d’impressió i els ordinadors per monedes. Quant als ordinadors controlats per monedes, s'implantarà la comunicació amb el moneder, per tal de controlar el crèdit disponible i descomptar el temps corresponent a les impressions. Per altre banda, es realitzarà una interfície d'usuari on es comunicarà a l’usuari el preu de les impressions, el temps que se li restarà, el que té disponible i el que li restaràdesprés de realitzar la impressió. En aquesta mateixa pantalla se li donarà la opció d'acceptar o rebutjar la impressió abans que li sigui descomptada del temps disponible

Hadoop : processament distribuït de gran volum de dades en el núvol d'Apache

Avui en dia es genera un volum increïble de dades de diferents tipus i que provenen de multitud d'orígens. Els sistemes d'emmagatzematge i processament distribuït són els elements tecnològics que fan possible capturar aquest allau de dades i permeten donar-ne un valor a través d'anàlisis diversos. Hadoop, que integra un sistema d'emmagatzematge i processament distribuïts, s'ha convertit en l'estàndard de-facto per a aplicacions que necessiten una gran capacitat d'emmagatzematge, inclús de l'ordre de desenes de PBs. En aquest treball farem un estudi de Hadoop, analitzarem l'eficiència del seu sistema de durabilitat i en proposarem una alternativa.