An approach to coded structured light to obtain three dimensional information

The human visual ability to perceive depth looks like a puzzle. We perceive three-dimensional spatial information quickly and efficiently by using the binocular stereopsis of our eyes and, what is mote important the learning of the most common objects which we achieved through living. Nowadays, modelling the behaviour of our brain is a fiction, that is why the huge problem of 3D perception and further, interpretation is split into a sequence of easier problems. A lot of research is involved in robot vision in order to obtain 3D information of the surrounded scene. Most of this research is based on modelling the stereopsis of humans by using two cameras as if they were two eyes. This method is known as stereo vision and has been widely studied in the past and is being studied at present, and a lot of work will be surely done in the future. This fact allows us to affirm that this topic is one of the most interesting ones in computer vision. The stereo vision principle is based on obtaining the three dimensional position of an object point from the position of its projective points in both camera image planes. However, before inferring 3D information, the mathematical models of both cameras have to be known. This step is known as camera calibration and is broadly describes in the thesis. Perhaps the most important problem in stereo vision is the determination of the pair of homologue points in the two images, known as the correspondence problem, and it is also one of the most difficult problems to be solved which is currently investigated by a lot of researchers. The epipolar geometry allows us to reduce the correspondence problem. An approach to the epipolar geometry is describes in the thesis. Nevertheless, it does not solve it at all as a lot of considerations have to be taken into account. As an example we have to consider points without correspondence due to a surface occlusion or simply due to a projection out of the camera scope. The interest of the thesis is focused on structured light which has been considered as one of the most frequently used techniques in order to reduce the problems related lo stereo vision. Structured light is based on the relationship between a projected light pattern its projection and an image sensor. The deformations between the pattern projected into the scene and the one captured by the camera, permits to obtain three dimensional information of the illuminated scene. This technique has been widely used in such applications as: 3D object reconstruction, robot navigation, quality control, and so on. Although the projection of regular patterns solve the problem of points without match, it does not solve the problem of multiple matching, which leads us to use hard computing algorithms in order to search the correct matches. In recent years, another structured light technique has increased in importance. This technique is based on the codification of the light projected on the scene in order to be used as a tool to obtain an unique match. Each token of light is imaged by the camera, we have to read the label (decode the pattern) in order to solve the correspondence problem. The advantages and disadvantages of stereo vision against structured light and a survey on coded structured light are related and discussed. The work carried out in the frame of this thesis has permitted to present a new coded structured light pattern which solves the correspondence problem uniquely and robust. Unique, as each token of light is coded by a different word which removes the problem of multiple matching. Robust, since the pattern has been coded using the position of each token of light with respect to both co-ordinate axis. Algorithms and experimental results are included in the thesis. The reader can see examples 3D measurement of static objects, and the more complicated measurement of moving objects. The technique can be used in both cases as the pattern is coded by a single projection shot. Then it can be used in several applications of robot vision. Our interest is focused on the mathematical study of the camera and pattern projector models. We are also interested in how these models can be obtained by calibration, and how they can be used to obtained three dimensional information from two correspondence points. Furthermore, we have studied structured light and coded structured light, and we have presented a new coded structured light pattern. However, in this thesis we started from the assumption that the correspondence points could be well-segmented from the captured image. Computer vision constitutes a huge problem and a lot of work is being done at all levels of human vision modelling, starting from a)image acquisition; b) further image enhancement, filtering and processing, c) image segmentation which involves thresholding, thinning, contour detection, texture and colour analysis, and so on. The interest of this thesis starts in the next step, usually known as depth perception or 3D measurement.

L'adquisició de la lectura en una mostra d'alumnes de segon a cinquè d'Educació Primària

L'objectiu general d'aquesta tesi fou estudiar longitudinalment l'adquisició lectora (català i castellà), de 2n. a 5è. cursos d'Educació Primària, en una mostra de 214 alumnes (101 nenes i 113 nens) d'una escola pública catalana, a partir dels resultats obtinguts en les Proves Psicopedagògiques d'Aprenentatges Instrumentals (P.P.A.I.; Canals, Carbonell, Estaún i Añaños, 1988), aplicades a principi i final de cada curs. Les P.P.A.I. valoren la velocitat i exactitud de descodificació lectora a través de la lectura de textos diferents per a cada curs, i la comprensió lectora mitjançant exercicis diferents per a cada curs (ordenar frases, executar ordres escrites, respondre qüestions sobre el contingut d'un text...). Els resultats van ser: -La majoria de la mostra, escolaritzada en català, amb independència de la llengua més parlada a casa (català o castellà), van desenvolupar progressivament i de forma similar les habilitats lectores (català i castellà) iniciades en cursos anteriors, aconseguint a finals de 5è. l'automatització dels procés de descodificació lectora en ambdues llengües. -La velocitat lectora pràcticament es va triplicar, passant d'unes 40 paraules/minut inicials a unes 130 paraules /minut a finals de 5è. - L'exactitud lectora també va augmentar i, a finals de 5è., la majoria de la mostra llegien sense quasi errors d'exactitud. -La comprensió lectora cada cop fou més elaborada i la majoria es van afrontar progressivament, amb èxit, a activitats més complexes de comprensió lectora. -En general, el desenvolupament de les habilitats lectores va ser bastant similar en els dos sexes, però a finals de 5è. es van detectar més nens que nenes amb nivell baix (descodificació i/o comprensió) i més nenes que nens amb nivell alt (descodificació i/o comprensió). -Els subjectes que es van situar en un nivell mig (descodificació i/o comprensió) a 2n., van ser els que més es van mantenir en el mateix nivell fins a 5è. En canvi, els que a 2n. mostraven nivells extrems (alt o baix), van evolucionar de forma més variable. -Es va observar que les habilitats adequades de descodificació lectora no van implicar, necessàriament, haver desenvolupat un bon nivell de comprensió lectora. I al revés, un bon nivell de comprensió no sempre va correlacionar amb un nivell correcte de descodificació. -Després de classificar la mostra en tres subgrups (mig, alt i baix) a partir dels resultats en descodificació i comprensió en català de l'última valoració de 5è., es van observar evolucions bastant paral·leles entre els subgrups en velocitat i comprensió, mantenint-se cada subgrup en el nivell que els definia al llarg dels diferents cursos. Però un 6,54% de la mostra, amb dificultats de comprensió lectora en català a finals de 5è, va experimentar, respecte la mostra i el seu propi rendiment en la primera valoració de 5è., una important disminució de la comprensió lectora a finals de 5è.

Methodology to obtain the user's Human Values Scale from Smart User Models

En años recientes,la Inteligencia Artificial ha contribuido a resolver problemas encontrados en el desempeño de las tareas de unidades informáticas, tanto si las computadoras están distribuidas para interactuar entre ellas o en cualquier entorno (Inteligencia Artificial Distribuida). Las Tecnologías de la Información permiten la creación de soluciones novedosas para problemas específicos mediante la aplicación de los hallazgos en diversas áreas de investigación. Nuestro trabajo está dirigido a la creación de modelos de usuario mediante un enfoque multidisciplinario en los cuales se emplean los principios de la psicología, inteligencia artificial distribuida, y el aprendizaje automático para crear modelos de usuario en entornos abiertos; uno de estos es la Inteligencia Ambiental basada en Modelos de Usuario con funciones de aprendizaje incremental y distribuido (conocidos como Smart User Model). Basándonos en estos modelos de usuario, dirigimos esta investigación a la adquisición de características del usuario importantes y que determinan la escala de valores dominantes de este en aquellos temas en los cuales está más interesado, desarrollando una metodología para obtener la Escala de Valores Humanos del usuario con respecto a sus características objetivas, subjetivas y emocionales (particularmente en Sistemas de Recomendación).Una de las áreas que ha sido poco investigada es la inclusión de la escala de valores humanos en los sistemas de información. Un Sistema de Recomendación, Modelo de usuario o Sistemas de Información, solo toman en cuenta las preferencias y emociones del usuario [Velásquez, 1996, 1997; Goldspink, 2000; Conte and Paolucci, 2001; Urban and Schmidt, 2001; Dal Forno and Merlone, 2001, 2002; Berkovsky et al., 2007c]. Por lo tanto, el principal enfoque de nuestra investigación está basado en la creación de una metodología que permita la generación de una escala de valores humanos para el usuario desde el modelo de usuario. Presentamos resultados obtenidos de un estudio de casos utilizando las características objetivas, subjetivas y emocionales en las áreas de servicios bancarios y de restaurantes donde la metodología propuesta en esta investigación fue puesta a prueba.En esta tesis, las principales contribuciones son: El desarrollo de una metodología que, dado un modelo de usuario con atributos objetivos, subjetivos y emocionales, se obtenga la Escala de Valores Humanos del usuario. La metodología propuesta está basada en el uso de aplicaciones ya existentes, donde todas las conexiones entre usuarios, agentes y dominios que se caracterizan por estas particularidades y atributos; por lo tanto, no se requiere de un esfuerzo extra por parte del usuario.

Estudi dels processos emocionals en nens i nenes amb dificultats d'aprenentatge i la seva relació amb els processos cognitius basats en la Teoria PASS de la Intel·ligència

A lo largo de estos años de existencia del grupo de investigación se han ido desarrollando un volumen de casos donde se comenzó a evidenciar un hecho: niños y adolescentes llegaban derivados a la consulta por problemas de aprendizaje, pero éstos no siempre respondían a que tuvieran unos procesos cognitivos por debajo de la media. Por tanto, no se explicaba su bajo rendimiento escolar. Ante estos casos nos planteamos como intervenir en esta realidad educativa. Indagando descubrimos que la mayoría de estos también tenían problemas a nivel emocional. La pregunta inmediata que nos hicimos fue: podemos llegar a pensar que quizás los procesos emocionales influyen directamente en los procesos cognitivos? El estado emocional influye directamente en los procesos cognitivos?Los procesos cognitivos y emocionales son un todo inseparable? Estas dudas son las que me llevaron a proponer esta investigación: ver la relación que puede haber entre los procesos cognitivos y los procesos emocionales, evidentemente, siempre centrados desde el Modelo Humanista- Estratégico (modelo del grupo de investigación): a nivel cognitivo, Teoría PASS de la Inteligencia; a nivel emocional, la Teoría del Procesamiento Cerebral de las Emociones. Se plantea la tesis estructurada en dos partes: Parte teórica: explicación de la Unidad de Neuropsicopedagogía del Hospital Dr. Trueta de Girona (UNPP) donde se realiza la investigación, revisión teórica de procesamiento cognitivo, procesamiento emocional y su relación mutua. 2.- Parte práctica: objetivos, metodología, resultados, análisis- discusión, implicaciones educativas y conclusiones. El objetivo general es establecer una relación entre el procesamiento cognitivo y emocional a partir de la relación de los procesos cognitivos PASS con problemas emocionales en niños y niñas de entre 5 y 16 años. Para conseguirlo se pretende: 1. Establecer la relación entre procesamiento PASS y los efectos de la intervención emocional según el Modelo Humanista - Estratégico; 2. Analizar la relación entre procesamientos cognitivos PASS y los efectos de la intervención cognitiva según la Teoría PASS de la Inteligencia; 3.Comprobar si los procesos PASS varían en el transcurso de más de seis meses sin ningún tipo de intervención ni emocional ni cognitiva, 4. Comprobar si los resultados obtenidos en los tres primeros objetivos se diferencian entre ellos para determinar el componente emocional en los procesos cognitivos PASS, y 5. Establecer orientaciones prácticas para la intervención psicopedagògica considerando la relación de procesos emocionales, cognitivos y aprendizaje. Para poder llevar a cabo esta investigación, la metodologia utilizada es: una metodologia cuantitativa ya que se realiza una investigación experimental enmarcada como un diseño mixto 3x2 con el primer factor ínter sujeto y el segundo factor intra sujeto. Y por otra parte, una metodologia cualitativa. ya que en la primera muestra se realiza una intervención psicopedagógica en base emocional a cuarenta casos de la UNPP, y en la segunda muestra se realiza una intervención psicopedagògica en base cognitiva a treinta casos de la UNPP. Los resultados comparativos nos corraboran afirmativamente la hipotesis y objetivos, facilitando realizar un analisis-discusión muy interesante aportando las implicaciones educativas que acarrean, y por consiguiente llegando a las conclusiones. De entre éstas destacamos principalmente: 1. La intervención emocional es eficaz para mejorar el rendimiento cognitivo, si tenemos en cuenta que a pesar que no se ha realizado intervención cognitiva se ha producido una mejora en el rendimiento escolar. 2. La intervención cognitiva PASS es eficaz para la mejora del rendimiento cognitivo y la desaparación de las dificultades de aprendizaje cuando el origen de estas es cognitivo. 3. En las diferencias en planificación se observa que se ha producido un incremento mayor y sustancial en el grupo que ha recibido intervención emocional. 4. Y por consiguiente, podemos decir que la emoción se interrelaciona con la cognición a través del procesamiento cognitivo de planificación.