Multi-source ingestion of publisher articles - The SCOAP3 repository experience

Presentation at Open Repositories 2014, Helsinki, Finland, June 9-13, 2014

Multi-source composite kernels for urban image classification

This letter presents advanced classification methods for very high resolution images. Efficient multisource information, both spectral and spatial, is exploited through the use of composite kernels in support vector machines. Weighted summations of kernels accounting for separate sources of spectral and spatial information are analyzed and compared to classical approaches such as pure spectral classification or stacked approaches using all the features in a single vector. Model selection problems are addressed, as well as the importance of the different kernels in the weighted summation.

Automated wordlength optimization framework for multi-source statistical interval-based analysis of nonlinear systems with control-flow structures

El uso de aritmética de punto fijo es una opción de diseño muy extendida en sistemas con fuertes restricciones de área, consumo o rendimiento. Para producir implementaciones donde los costes se minimicen sin impactar negativamente en la precisión de los resultados debemos llevar a cabo una asignación cuidadosa de anchuras de palabra. Encontrar la combinación óptima de anchuras de palabra en coma fija para un sistema dado es un problema combinatorio NP-hard al que los diseñadores dedican entre el 25 y el 50 % del ciclo de diseño. Las plataformas hardware reconfigurables, como son las FPGAs, también se benefician de las ventajas que ofrece la aritmética de coma fija, ya que éstas compensan las frecuencias de reloj más bajas y el uso más ineficiente del hardware que hacen estas plataformas respecto a los ASICs. A medida que las FPGAs se popularizan para su uso en computación científica los diseños aumentan de tamaño y complejidad hasta llegar al punto en que no pueden ser manejados eficientemente por las técnicas actuales de modelado de señal y ruido de cuantificación y de optimización de anchura de palabra. En esta Tesis Doctoral exploramos distintos aspectos del problema de la cuantificación y presentamos nuevas metodologías para cada uno de ellos: Las técnicas basadas en extensiones de intervalos han permitido obtener modelos de propagación de señal y ruido de cuantificación muy precisos en sistemas con operaciones no lineales. Nosotros llevamos esta aproximación un paso más allá introduciendo elementos de Multi-Element Generalized Polynomial Chaos (ME-gPC) y combinándolos con una técnica moderna basada en Modified Affine Arithmetic (MAA) estadístico para así modelar sistemas que contienen estructuras de control de flujo. Nuestra metodología genera los distintos caminos de ejecución automáticamente, determina las regiones del dominio de entrada que ejercitarán cada uno de ellos y extrae los momentos estadísticos del sistema a partir de dichas soluciones parciales. Utilizamos esta técnica para estimar tanto el rango dinámico como el ruido de redondeo en sistemas con las ya mencionadas estructuras de control de flujo y mostramos la precisión de nuestra aproximación, que en determinados casos de uso con operadores no lineales llega a tener tan solo una desviación del 0.04% con respecto a los valores de referencia obtenidos mediante simulación. Un inconveniente conocido de las técnicas basadas en extensiones de intervalos es la explosión combinacional de términos a medida que el tamaño de los sistemas a estudiar crece, lo cual conlleva problemas de escalabilidad. Para afrontar este problema presen tamos una técnica de inyección de ruidos agrupados que hace grupos con las señales del sistema, introduce las fuentes de ruido para cada uno de los grupos por separado y finalmente combina los resultados de cada uno de ellos. De esta forma, el número de fuentes de ruido queda controlado en cada momento y, debido a ello, la explosión combinatoria se minimiza. También presentamos un algoritmo de particionado multi-vía destinado a minimizar la desviación de los resultados a causa de la pérdida de correlación entre términos de ruido con el objetivo de mantener los resultados tan precisos como sea posible. La presente Tesis Doctoral también aborda el desarrollo de metodologías de optimización de anchura de palabra basadas en simulaciones de Monte-Cario que se ejecuten en tiempos razonables. Para ello presentamos dos nuevas técnicas que exploran la reducción del tiempo de ejecución desde distintos ángulos: En primer lugar, el método interpolativo aplica un interpolador sencillo pero preciso para estimar la sensibilidad de cada señal, y que es usado después durante la etapa de optimización. En segundo lugar, el método incremental gira en torno al hecho de que, aunque es estrictamente necesario mantener un intervalo de confianza dado para los resultados finales de nuestra búsqueda, podemos emplear niveles de confianza más relajados, lo cual deriva en un menor número de pruebas por simulación, en las etapas iniciales de la búsqueda, cuando todavía estamos lejos de las soluciones optimizadas. Mediante estas dos aproximaciones demostramos que podemos acelerar el tiempo de ejecución de los algoritmos clásicos de búsqueda voraz en factores de hasta x240 para problemas de tamaño pequeño/mediano. Finalmente, este libro presenta HOPLITE, una infraestructura de cuantificación automatizada, flexible y modular que incluye la implementación de las técnicas anteriores y se proporciona de forma pública. Su objetivo es ofrecer a desabolladores e investigadores un entorno común para prototipar y verificar nuevas metodologías de cuantificación de forma sencilla. Describimos el flujo de trabajo, justificamos las decisiones de diseño tomadas, explicamos su API pública y hacemos una demostración paso a paso de su funcionamiento. Además mostramos, a través de un ejemplo sencillo, la forma en que conectar nuevas extensiones a la herramienta con las interfaces ya existentes para poder así expandir y mejorar las capacidades de HOPLITE. ABSTRACT Using fixed-point arithmetic is one of the most common design choices for systems where area, power or throughput are heavily constrained. In order to produce implementations where the cost is minimized without negatively impacting the accuracy of the results, a careful assignment of word-lengths is required. The problem of finding the optimal combination of fixed-point word-lengths for a given system is a combinatorial NP-hard problem to which developers devote between 25 and 50% of the design-cycle time. Reconfigurable hardware platforms such as FPGAs also benefit of the advantages of fixed-point arithmetic, as it compensates for the slower clock frequencies and less efficient area utilization of the hardware platform with respect to ASICs. As FPGAs become commonly used for scientific computation, designs constantly grow larger and more complex, up to the point where they cannot be handled efficiently by current signal and quantization noise modelling and word-length optimization methodologies. In this Ph.D. Thesis we explore different aspects of the quantization problem and we present new methodologies for each of them: The techniques based on extensions of intervals have allowed to obtain accurate models of the signal and quantization noise propagation in systems with non-linear operations. We take this approach a step further by introducing elements of MultiElement Generalized Polynomial Chaos (ME-gPC) and combining them with an stateof- the-art Statistical Modified Affine Arithmetic (MAA) based methodology in order to model systems that contain control-flow structures. Our methodology produces the different execution paths automatically, determines the regions of the input domain that will exercise them, and extracts the system statistical moments from the partial results. We use this technique to estimate both the dynamic range and the round-off noise in systems with the aforementioned control-flow structures. We show the good accuracy of our approach, which in some case studies with non-linear operators shows a 0.04 % deviation respect to the simulation-based reference values. A known drawback of the techniques based on extensions of intervals is the combinatorial explosion of terms as the size of the targeted systems grows, which leads to scalability problems. To address this issue we present a clustered noise injection technique that groups the signals in the system, introduces the noise terms in each group independently and then combines the results at the end. In this way, the number of noise sources in the system at a given time is controlled and, because of this, the combinato rial explosion is minimized. We also present a multi-way partitioning algorithm aimed at minimizing the deviation of the results due to the loss of correlation between noise terms, in order to keep the results as accurate as possible. This Ph.D. Thesis also covers the development of methodologies for word-length optimization based on Monte-Carlo simulations in reasonable times. We do so by presenting two novel techniques that explore the reduction of the execution times approaching the problem in two different ways: First, the interpolative method applies a simple but precise interpolator to estimate the sensitivity of each signal, which is later used to guide the optimization effort. Second, the incremental method revolves on the fact that, although we strictly need to guarantee a certain confidence level in the simulations for the final results of the optimization process, we can do it with more relaxed levels, which in turn implies using a considerably smaller amount of samples, in the initial stages of the process, when we are still far from the optimized solution. Through these two approaches we demonstrate that the execution time of classical greedy techniques can be accelerated by factors of up to ×240 for small/medium sized problems. Finally, this book introduces HOPLITE, an automated, flexible and modular framework for quantization that includes the implementation of the previous techniques and is provided for public access. The aim is to offer a common ground for developers and researches for prototyping and verifying new techniques for system modelling and word-length optimization easily. We describe its work flow, justifying the taken design decisions, explain its public API and we do a step-by-step demonstration of its execution. We also show, through an example, the way new extensions to the flow should be connected to the existing interfaces in order to expand and improve the capabilities of HOPLITE.

The integration of multi-source data to improve the classification of remotely sensed images

The number of remote sensing platforms and sensors rises almost every year, yet much work on the interpretation of land cover is still carried out using either single images or images from the same source taken at different dates. Two questions could be asked of this proliferation of images: can the information contained in different scenes be used to improve the classification accuracy and, what is the best way to combine the different imagery? Two of these multiple image sources are MODIS on the Terra platform and ETM+ on board Landsat7, which are suitably complementary. Daily MODIS images with 36 spectral bands in 250-1000 m spatial resolution and seven spectral bands of ETM+ with 30m and 16 days spatial and temporal resolution respectively are available. In the UK, cloud cover may mean that only a few ETM+ scenes may be available for any particular year and these may not be at the time of year of most interest. The MODIS data may provide information on land cover over the growing season, such as harvest dates, that is not present in the ETM+ data. Therefore, the primary objective of this work is to develop a methodology for the integration of medium spatial resolution Landsat ETM+ image, with multi-temporal, multi-spectral, low-resolution MODIS \Terra images, with the aim of improving the classification of agricultural land. Additionally other data may also be incorporated such as field boundaries from existing maps. When classifying agricultural land cover of the type seen in the UK, where crops are largely sown in homogenous fields with clear and often mapped boundaries, the classification is greatly improved using the mapped polygons and utilising the classification of the polygon as a whole as an apriori probability in classifying each individual pixel using a Bayesian approach. When dealing with multiple images from different platforms and dates it is highly unlikely that the pixels will be exactly co-registered and these pixels will contain a mixture of different real world land covers. Similarly the different atmospheric conditions prevailing during the different days will mean that the same emission from the ground will give rise to different sensor reception. Therefore, a method is presented with a model of the instantaneous field of view and atmospheric effects to enable different remote sensed data sources to be integrated.

Winding-centre-tapped switched reluctance motor drive for multi-source charging in electric vehicle applications

Switched reluctance motors (SRMs) can provide an attractive traction drive for electric vehicle applications. To lower the investment in the off-board charging station facilities, a multi-functional switched reluctance motor topology is proposed on the basis of the traditional asymmetrical half-bridge converter. The SRM phase windings are employed as input filter inductors and centre-tapped windings are also developed to form symmetrical inductors for three-phase grid supply. Owing to the varying rotor position, phase inductors are unequal between one another. A hysteresis control scheme is therefore developed for grid-connection operation. In addition to AC supplies, the proposed topology can also supports the DC-source charging. A new current sharing strategy is employed to diminish the influence of the unequal winding inductances. The simulation and experimental tests are carried out to verify the proposed topology and control methods. Since this work eliminates the need for building charging station infrastructure, its potential economic impact on the automotive market can be significant.

Réactions du chef de PME après utilisation d'un système d'évaluation multi-source

Résumé : Dans une ère de concurrence économique accrue, les organisations éprouvent de plus en plus le besoin de mesurer le rendement de leurs employés, y compris celui de leurs dirigeants. À cette fin, l'évaluation demeure un outil de gestion privilégié. Au nombre des systèmes d'évaluation existants, le feed-back multi-source (FMS) — ou feed-back 360°— est en progression. Malheureusement, on ne connaît pas encore très bien l'incidence de ce type de système, la littérature étant plutôt muette sur ce qu'il donne concrètement et, particulièrement, sur la réaction des évalués subséquemment à l'obtention de leur rapport d'évaluation. Il ressort néanmoins de certaines études que les dirigeants, et surtout, les chefs se sentent laissés à eux-mêmes quant à l'évaluation de leurs compétences. Il y a quelques années, à la demande du Groupement des chefs d'entreprise du Québec (GCEQ), un instrument de type multi-source a été conçu par le Laboratoire de recherche sur la performance des entreprises (LaRePe), afin de mesurer spécifiquement la performance des chefs d'entreprise comme leader. À ce stade-ci, les promoteurs désirent mieux comprendre l'incidence de l'utilisation de leur outil : le PDG-Leadership. Pour combler les lacunes de la littérature, et aussi pour répondre au besoin du GCEQ, la présente thèse porte sur la réaction des chefs à la suite de la réception de leur rapport d'évaluation. L'objet de la recherche est double : il s'agit d'examiner les variables qui influencent le fait que les évalués entreprennent des actions à la suite de leur feed-back (considération théorique) et, d'autre part, de connaître davantage ces actions entreprises bref, ce que le système de feed-back multi-source XFMS) donne vraiment (considération pratique). Afin de mener à bien la recherche, une résidence a été réalisée. Elle a fourni le contexte pour élaborer un questionnaire d'enquête s'appliquant particulièrement aux chefs d'entreprise. L'enquête a permis de rejoindre 351 dirigeants ayant été évalués au moins une fois par l'entremise du PDG-Leadership. De ce nombre, 87 répondants, membres du Groupement se sont manifestés. Le cadre conceptuel utilisé consiste en une adaptation du modèle proposé par Smither, London et Reilly (2005a). comporte sept variables, desquelles ont été tirées cinq hypothèses de recherche. Quatre hypothèses ont été rejetées alors qu'une autre ne s'est avérée supportée que pour le groupe constitué des femmes faisant partie de l'échantillon. De plus, il est intéressant de constater que ce n'est pas le feed-back (rapport) qui déclenche l'acceptation puis les actions, mais une attitude personnelle représentée par la possibilité d'un changement perçue (V4). Chez les chefs, il ne se produit donc pas de réaction en chaîne comme le suppose le modèle théorique utilisé. Il semble que ce soit plutôt la possibilité de changement perçu qui est à la base du fait d'entreprendre des actions, laquelle s'apparente au sentiment d'auto-efficacité défini par Bandura (2007). Les données recueillies auront aussi servies à générer de nouvelles connaissances et à faire ressortir une liste de 112 actions que les chefs disent avoir engagées à la suite de l'obtention de leur rapport d'évaluation. Cette liste a permis de faire une catégorisation des actions posées. Les actions qu'ils entreprennent sont toutefois davantage dirigées vers l'amélioration de l'organisation que vers leur propre amélioration. Il s'agit là, d'une des contributions de la présente thèse.||Abstract : In a context of intense economic competition, organizations are increasingly using instruments of performance evaluation. The multi-source feedback or 360 [degrees] is one of those. The literature seems still silent on what type of evaluation is really about the reaction it generates among evaluated. In response to a request from the Groupement des chefs d'entreprise du Québec (GCEQ), a System of multi-source assessment was designed by the Laboratoire de recherche sur la performance des entreprises (LaRePe). The PDG-Leadership, specifically used to measure the skills of managers of SMLs as a leader. After some years of use, developers want to better understand its impact in order to improve it and make it even better. To address these theoretical and practical considérations, a survey was conducted among 87 business leaders from Quebec who had already been assessed using this tool. This research bas the purpose, the validation of a preliminary model proposed by Smither, London, and Reilly, 2005a, to examine the variables that influence that evaluated undertake actions as a result of their feedback and the other, to know these actions, in short, that the System of feed-back multi-source (FMS) really. From the analysis of data collected, a list of 112 shares was established. In turn, this led to a categorization of actions taken. Although the FMS system is effective, it should be noted that entrepreneurs seem to react differently from other catégories assessed.

Parallel Computational Intelligence-Based Multi-Camera Surveillance System

In this work, we present a multi-camera surveillance system based on the use of self-organizing neural networks to represent events on video. The system processes several tasks in parallel using GPUs (graphic processor units). It addresses multiple vision tasks at various levels, such as segmentation, representation or characterization, analysis and monitoring of the movement. These features allow the construction of a robust representation of the environment and interpret the behavior of mobile agents in the scene. It is also necessary to integrate the vision module into a global system that operates in a complex environment by receiving images from multiple acquisition devices at video frequency. Offering relevant information to higher level systems, monitoring and making decisions in real time, it must accomplish a set of requirements, such as: time constraints, high availability, robustness, high processing speed and re-configurability. We have built a system able to represent and analyze the motion in video acquired by a multi-camera network and to process multi-source data in parallel on a multi-GPU architecture.

GIS and geodatabases application to global scale plate tectonics modelling

Les reconstructions palinspastiques fournissent le cadre idéal à de nombreuses études géologiques, géographiques, océanographique ou climatiques. En tant qu?historiens de la terre, les "reconstructeurs" essayent d?en déchiffrer le passé. Depuis qu?ils savent que les continents bougent, les géologues essayent de retracer leur évolution à travers les âges. Si l?idée originale de Wegener était révolutionnaire au début du siècle passé, nous savons depuis le début des années « soixante » que les continents ne "dérivent" pas sans but au milieu des océans mais sont inclus dans un sur-ensemble associant croûte « continentale » et « océanique »: les plaques tectoniques. Malheureusement, pour des raisons historiques aussi bien que techniques, cette idée ne reçoit toujours pas l'écho suffisant parmi la communauté des reconstructeurs. Néanmoins, nous sommes intimement convaincus qu?en appliquant certaines méthodes et certains principes il est possible d?échapper à l?approche "Wégenerienne" traditionnelle pour enfin tendre vers la tectonique des plaques. Le but principal du présent travail est d?exposer, avec tous les détails nécessaires, nos outils et méthodes. Partant des données paléomagnétiques et paléogéographiques classiquement utilisées pour les reconstructions, nous avons développé une nouvelle méthodologie replaçant les plaques tectoniques et leur cinématique au coeur du problème. En utilisant des assemblages continentaux (aussi appelés "assemblées clés") comme des points d?ancrage répartis sur toute la durée de notre étude (allant de l?Eocène jusqu?au Cambrien), nous développons des scénarios géodynamiques permettant de passer de l?une à l?autre en allant du passé vers le présent. Entre deux étapes, les plaques lithosphériques sont peu à peu reconstruites en additionnant/ supprimant les matériels océaniques (symbolisés par des isochrones synthétiques) aux continents. Excepté lors des collisions, les plaques sont bougées comme des entités propres et rigides. A travers les âges, les seuls éléments évoluant sont les limites de plaques. Elles sont préservées aux cours du temps et suivent une évolution géodynamique consistante tout en formant toujours un réseau interconnecté à travers l?espace. Cette approche appelée "limites de plaques dynamiques" intègre de multiples facteurs parmi lesquels la flottabilité des plaques, les taux d'accrétions aux rides, les courbes de subsidence, les données stratigraphiques et paléobiogéographiques aussi bien que les évènements tectoniques et magmatiques majeurs. Cette méthode offre ainsi un bon contrôle sur la cinématique des plaques et fournit de sévères contraintes au modèle. Cette approche "multi-source" nécessite une organisation et une gestion des données efficaces. Avant le début de cette étude, les masses de données nécessaires était devenues un obstacle difficilement surmontable. Les SIG (Systèmes d?Information Géographiques) et les géo-databases sont des outils informatiques spécialement dédiés à la gestion, au stockage et à l?analyse des données spatialement référencées et de leurs attributs. Grâce au développement dans ArcGIS de la base de données PaleoDyn nous avons pu convertir cette masse de données discontinues en informations géodynamiques précieuses et facilement accessibles pour la création des reconstructions. Dans le même temps, grâce à des outils spécialement développés, nous avons, tout à la fois, facilité le travail de reconstruction (tâches automatisées) et amélioré le modèle en développant fortement le contrôle cinématique par la création de modèles de vitesses des plaques. Sur la base des 340 terranes nouvellement définis, nous avons ainsi développé un set de 35 reconstructions auxquelles est toujours associé un modèle de vitesse. Grâce à cet ensemble de données unique, nous pouvons maintenant aborder des problématiques majeurs de la géologie moderne telles que l?étude des variations du niveau marin et des changements climatiques. Nous avons commencé par aborder un autre problème majeur (et non définitivement élucidé!) de la tectonique moderne: les mécanismes contrôlant les mouvements des plaques. Nous avons pu observer que, tout au long de l?histoire de la terre, les pôles de rotation des plaques (décrivant les mouvements des plaques à la surface de la terre) tendent à se répartir le long d'une bande allant du Pacifique Nord au Nord de l'Amérique du Sud, l'Atlantique Central, l'Afrique du Nord, l'Asie Centrale jusqu'au Japon. Fondamentalement, cette répartition signifie que les plaques ont tendance à fuir ce plan médian. En l'absence d'un biais méthodologique que nous n'aurions pas identifié, nous avons interprété ce phénomène comme reflétant l'influence séculaire de la Lune sur le mouvement des plaques. La Lune sur le mouvement des plaques. Le domaine océanique est la clé de voute de notre modèle. Nous avons attaché un intérêt tout particulier à le reconstruire avec beaucoup de détails. Dans ce modèle, la croûte océanique est préservée d?une reconstruction à l?autre. Le matériel crustal y est symbolisé sous la forme d?isochrones synthétiques dont nous connaissons les âges. Nous avons également reconstruit les marges (actives ou passives), les rides médio-océaniques et les subductions intra-océaniques. En utilisant ce set de données très détaillé, nous avons pu développer des modèles bathymétriques 3-D unique offrant une précision bien supérieure aux précédents.<br/><br/>Palinspastic reconstructions offer an ideal framework for geological, geographical, oceanographic and climatology studies. As historians of the Earth, "reconstructers" try to decipher the past. Since they know that continents are moving, geologists a trying to retrieve the continents distributions through ages. If Wegener?s view of continent motions was revolutionary at the beginning of the 20th century, we know, since the Early 1960?s that continents are not drifting without goal in the oceanic realm but are included in a larger set including, all at once, the oceanic and the continental crust: the tectonic plates. Unfortunately, mainly due to technical and historical issues, this idea seems not to receive a sufficient echo among our particularly concerned community. However, we are intimately convinced that, by applying specific methods and principles we can escape the traditional "Wegenerian" point of view to, at last, reach real plate tectonics. This is the main aim of this study to defend this point of view by exposing, with all necessary details, our methods and tools. Starting with the paleomagnetic and paleogeographic data classically used in reconstruction studies, we developed a modern methodology placing the plates and their kinematics at the centre of the issue. Using assemblies of continents (referred as "key assemblies") as anchors distributed all along the scope of our study (ranging from Eocene time to Cambrian time) we develop geodynamic scenarios leading from one to the next, from the past to the present. In between, lithospheric plates are progressively reconstructed by adding/removing oceanic material (symbolized by synthetic isochrones) to major continents. Except during collisions, plates are moved as single rigid entities. The only evolving elements are the plate boundaries which are preserved and follow a consistent geodynamical evolution through time and form an interconnected network through space. This "dynamic plate boundaries" approach integrates plate buoyancy factors, oceans spreading rates, subsidence patterns, stratigraphic and paleobiogeographic data, as well as major tectonic and magmatic events. It offers a good control on plate kinematics and provides severe constraints for the model. This multi-sources approach requires an efficient data management. Prior to this study, the critical mass of necessary data became a sorely surmountable obstacle. GIS and geodatabases are modern informatics tools of specifically devoted to store, analyze and manage data and associated attributes spatially referenced on the Earth. By developing the PaleoDyn database in ArcGIS software we converted the mass of scattered data offered by the geological records into valuable geodynamical information easily accessible for reconstructions creation. In the same time, by programming specific tools we, all at once, facilitated the reconstruction work (tasks automation) and enhanced the model (by highly increasing the kinematic control of plate motions thanks to plate velocity models). Based on the 340 terranes properly defined, we developed a revised set of 35 reconstructions associated to their own velocity models. Using this unique dataset we are now able to tackle major issues of the geology (such as the global sea-level variations and climate changes). We started by studying one of the major unsolved issues of the modern plate tectonics: the driving mechanism of plate motions. We observed that, all along the Earth?s history, plates rotation poles (describing plate motions across the Earth?s surface) tend to follow a slight linear distribution along a band going from the Northern Pacific through Northern South-America, Central Atlantic, Northern Africa, Central Asia up to Japan. Basically, it sighifies that plates tend to escape this median plan. In the absence of a non-identified methodological bias, we interpreted it as the potential secular influence ot the Moon on plate motions. The oceanic realms are the cornerstone of our model and we attached a particular interest to reconstruct them with many details. In this model, the oceanic crust is preserved from one reconstruction to the next. The crustal material is symbolised by the synthetic isochrons from which we know the ages. We also reconstruct the margins (active or passive), ridges and intra-oceanic subductions. Using this detailed oceanic dataset, we developed unique 3-D bathymetric models offering a better precision than all the previously existing ones.