Trust region versus line search for computing the optical flow

We consider the numerical treatment of the optical flow problem by evaluating the performance of the trust region method versus the line search method. To the best of our knowledge, the trust region method is studied here for the first time for variational optical flow computation. Four different optical flow models are used to test the performance of the proposed algorithm combining linear and nonlinear data terms with quadratic and TV regularization. We show that trust region often performs better than line search; especially in the presence of non-linearity and non-convexity in the model.

Trust region versus line search for computing the optical flow

We consider the numerical treatment of the optical flow problem by evaluating the performance of the trust region method versus the line search method. To the best of our knowledge, the trust region method is studied here for the first time for variational optical flow computation. Four different optical flow models are used to test the performance of the proposed algorithm combining linear and nonlinear data terms with quadratic and TV regularization. We show that trust region often performs better than line search; especially in the presence of non-linearity and non-convexity in the model.

A concurrent region growing algorithm guided by circumscribed contours

Image segmentation of natural scenes constitutes a major problem in machine vision. This paper presents a new proposal for the image segmentation problem which has been based on the integration of edge and region information. This approach begins by detecting the main contours of the scene which are later used to guide a concurrent set of growing processes. A previous analysis of the seed pixels permits adjustment of the homogeneity criterion to the region's characteristics during the growing process. Since the high variability of regions representing outdoor scenes makes the classical homogeneity criteria useless, a new homogeneity criterion based on clustering analysis and convex hull construction is proposed. Experimental results have proven the reliability of the proposed approach

A new approach to segmentation based on fusing circumscribed contours, region growing and clustering

One of the major problems in machine vision is the segmentation of images of natural scenes. This paper presents a new proposal for the image segmentation problem which has been based on the integration of edge and region information. The main contours of the scene are detected and used to guide the posterior region growing process. The algorithm places a number of seeds at both sides of a contour allowing stating a set of concurrent growing processes. A previous analysis of the seeds permits to adjust the homogeneity criterion to the regions's characteristics. A new homogeneity criterion based on clustering analysis and convex hull construction is proposed

Active regions for colour texture segmentation integrating region and boundary information

In this paper a colour texture segmentation method, which unifies region and boundary information, is proposed. The algorithm uses a coarse detection of the perceptual (colour and texture) edges of the image to adequately place and initialise a set of active regions. Colour texture of regions is modelled by the conjunction of non-parametric techniques of kernel density estimation (which allow to estimate the colour behaviour) and classical co-occurrence matrix based texture features. Therefore, region information is defined and accurate boundary information can be extracted to guide the segmentation process. Regions concurrently compete for the image pixels in order to segment the whole image taking both information sources into account. Furthermore, experimental results are shown which prove the performance of the proposed method

Urban population density functions : the case of the Barcelona region

L'anàlisi de la densitat urbana és utilitzada per examinar la distribució espacial de la població dins de les àrees urbanes, i és força útil per planificar els serveis públics. En aquest article, s'estudien setze formes funcionals clàssiques de la relació existent entre la densitat i la distancia en la regió metropolitana de Barcelona i els seus onze subcentres.

A note on parallelizing the parameterized expectations algorithm

The parameterized expectations algorithm (PEA) involves a long simulation and a nonlinear least squares (NLS) fit, both embedded in a loop. Both steps are natural candidates for parallelization. This note shows that parallelization can lead to important speedups for the PEA. I provide example code for a simple model that can serve as a template for parallelization of more interesting models, as well as a download link for an image of a bootable CD that allows creation of a cluster and execution of the example code in minutes, with no need to install any software.

Employment descentralisation: polycentric compaction or sprawl? The case of the Barcelona Metropolitan Region 1986-1996

The Barcelona Metropolitan Region (BMR) has been repeatedly characterised as a polycentric-type urban system. The aim of this study is to corroborate this affirmation by making use of a methodology that enables the identifying of employment subcentres and valuing of the degree of polycentrism of the BMR in 1986 and 1996. The results obtained in the two years confirm the existence and extension of the polycentrism.

Dispositius nanoelectrònics a freqüències de THz : estudi de la propagació electromagnètica en les connexions

Per a altes freqüències, les connexions poden tenir un paper rellevant. Atès que la velocitat de propagació dels senyals electromagnètics, c, en el cable no és infinita, el voltatge i el corrent al llarg del cable varien amb el temps. Per tant, amb l’objectiu de reproduir el comportament elèctric de dispositius nanoelectrònics a freqüències de THz, en aquest treball hem estudiat la regió activa del dispositiu nanoelectrònic i les seves connexions, en un sistema global complex. Per a aquest estudi hem utilitzat un nou concepte de dispositiu anomenat Driven Tunneling Device (DTD). Per a les connexions, hem plantejat el problema a partir de tot el conjunt de les equacions de Maxwell, ja que per a les freqüències i longituds de cable considerats, la contribució del camp magnètic és també important. En particular, hem suposat que la propagació que és dóna en el cable és una propagació transversal electromagnètica (TEM). Un cop definit el problema hem desenvolupat un programa en llenguatge FORTRAN que amb l'algoritme de diferències finites soluciona el sistema global. La solució del sistema global s'ha aplicat a una configuració particular de DTD com a multiplicador de freqüència per tal de discutir quins paràmetres de les connexions permet maximitzar la potència real que pot donar el DTD.

Developing discontinuous Galerkin methods for the resolution of the incompressible Navier-Stokes equations

Informe de investigación elaborado a partir de una estancia en el Laboratorio de Diseño Computacional en Aeroespacial en el Massachusetts Institute of Technology (MIT), Estados Unidos, entre noviembre de 2006 y agosto de 2007. La aerodinámica es una rama de la dinámica de fluidos referida al estudio de los movimientos de los líquidos o gases, cuya meta principal es predecir las fuerzas aerodinámicas en un avión o cualquier tipo de vehículo, incluyendo los automóviles. Las ecuaciones de Navier-Stokes representan un estado dinámico del equilibrio de las fuerzas que actúan en cualquier región dada del fluido. Son uno de los sistemas de ecuaciones más útiles porque describen la física de una gran cantidad de fenómenos como corrientes del océano, flujos alrededor de una superficie de sustentación, etc. En el contexto de una tesis doctoral, se está estudiando un flujo viscoso e incompresible, solucionando las ecuaciones de Navier- Stokes incompresibles de una manera eficiente. Durante la estancia en el MIT, se ha utilizado un método de Galerkin discontinuo para solucionar las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles usando, o bien un parámetro de penalti para asegurar la continuidad de los flujos entre elementos, o bien un método de Galerkin discontinuo compacto. Ambos métodos han dado buenos resultados y varios ejemplos numéricos se han simulado para validar el buen comportamiento de los métodos desarrollados. También se han estudiado elementos particulares, los elementos de Raviart y Thomas, que se podrían utilizar en una formulación mixta para obtener un algoritmo eficiente para solucionar problemas numéricos complejos.

Dret costumari a la Barbagia sarda

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Dipartimento di Diritto pubblico e studi sociali de la Università degli studi di Cagliari, Italia, durant els mesos de maig i juny del 2006. L’estada s’insereix com a part del necessari treball de camp d’una recerca sobre el dret costumari de la Barbagia, regió interior i de muntanya de l’illa d’economia històricament basada en el pasturatge. Durant l’estada es van assolir satisfactòriament els tres principals objectius que es perseguien: realitzar algunes entrevistes i recollir testimonis sobre un aspecte concret de la recerca, la institució costumària de mediació “sos omines”; aconseguir l’accés a casos judicials significatius de la fenomenologia vindicativa local; i observar i recollir informació sobre “su tussorju”, l’esquilada anual de les ovelles, esdeveniment important dins el calendari festiu i el cicle econòmic agropastoral. Aquest últim objectiu s’inscriu dins l’actitud que ha actuat com a constant en tota la fase de treball de camp etnogràfic, consistent en tractar de conèixer i viure la dinàmica de la vida social sense exigir-li en concret: simplement viure-la a prop, deixant-se portar per ella per anar coneixent d’una forma natural els seus “secrets”, actitud clàssica del treball de camp antropològic però que en aquest cas esdevé una necessitat i pràcticament una exigència, donada la delicadesa de les qüestions que tracta. D’aquesta manera, la observació de l’esquilada de les ovelles, que ha format part històricament d’una sèrie d’esdeveniments importants per a la vida dels pobles un cop tornen (o tornaven: actualment són molt pocs els que ho fan a peu ) els pastors de la transhumància al pla, ha significat una ocasió més per respondre els contractes i la confiança amb la gent d’allà, un altre dels objectius de l’estada.

A numerical algorithm for finding solutions of a generalized Nash equilibrium problem

A family of nonempty closed convex sets is built by using the data of the Generalized Nash equilibrium problem (GNEP). The sets are selected iteratively such that the intersection of the selected sets contains solutions of the GNEP. The algorithm introduced by Iusem-Sosa (2003) is adapted to obtain solutions of the GNEP. Finally some numerical experiments are given to illustrate the numerical behavior of the algorithm.

Power laws and scaling of rain events and dry spells in the Catalonia region

We analyze the statistics of rain-event sizes, rain-event durations, and dry-spell durations in a network of 20 rain gauges scattered in an area situated close to the NW Mediterranean coast. Power-law distributions emerge clearly for the dryspell durations, with an exponent around 1.50 ± 0.05, although for event sizes and durations the power-law ranges are rather limited, in some cases. Deviations from power-law behavior are attributed to finite-size effects. A scaling analysis helps to elucidate the situation, providing support for the existence of scale invariance in these distributions. It is remarkable that rain data of not very high resolution yield findings in agreement with self-organized critical phenomena.

An algorithm for semi-infinite polynomial optimization

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."