Coupled symplectic maps as models for subdiffusive processes in disordered Hamiltonian lattices

Acknowledgements One of us (T. B.) acknowledges many interesting discussions on coupled maps with Professor C. Tsallis. We are also grateful to the anonymous referees for their constructive feedback that helped us improve the manuscript and to the HPCS Laboratory of the TEI of Western Greece for providing the computer facilities where all our simulations were performed. C. G. A. was partially supported by the “EPSRC EP/I032606/1” grant of the University of Aberdeen. This research has been co-financed by the European Union (European Social Fund - ESF) and Greek national funds through the Operational Program “Education and Lifelong Learning” of the National Strategic Reference Framework (NSRF) - Research Funding Program: THALES - Investing in knowledge society through the European Social Fund.

Coupled symplectic maps as models for subdiffusive processes in disordered Hamiltonian lattices

Acknowledgements One of us (T. B.) acknowledges many interesting discussions on coupled maps with Professor C. Tsallis. We are also grateful to the anonymous referees for their constructive feedback that helped us improve the manuscript and to the HPCS Laboratory of the TEI of Western Greece for providing the computer facilities where all our simulations were performed. C. G. A. was partially supported by the “EPSRC EP/I032606/1” grant of the University of Aberdeen. This research has been co-financed by the European Union (European Social Fund - ESF) and Greek national funds through the Operational Program “Education and Lifelong Learning” of the National Strategic Reference Framework (NSRF) - Research Funding Program: THALES - Investing in knowledge society through the European Social Fund.

The effect of randomness for dependency map on the robustness of interdependent lattices

ACKNOWLEDGMENTS This paper is supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61573067 and 61472045), the Beijing Higher Education Young Elite Teacher Project (Grant No. YETP0449), the Asia Foresight Program under NSFC Grant (Grant No. 61411146001), and the Beijing Natural Science Foundation (Grant No. 4142016).

Galois lattice dynamics

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Surface waves in mesh synthetic photonic lattices

Eigenmodes and dispersion curves in different configurations of synthetic photonic lattices are studied numerically. Eigenmodes localized on borders between areas with different optical potential are found. Stability of these eigenmodes against potential disturbances of different type is studied.

Constructing eigenmode excitation spectrum in synthetic photonic lattices using optical heterodyning

A method based on optical heterodyning is proposed for measuring relative optical phases of pulses circulating in a synthetic photonic lattices. The knowledge of the phases can be further used for qualitative reconstruction of an eigenmode excitation spectrum in the synthetic photonic lattice.

Galois lattice dynamics

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

De las matem?ticas cl?sicas a las matem?ticas modernas y contempor?neas: el caso de la teor?a de Galois como una adjunci?n

En este trabajo de grado se presentan algunos elementos a considerar en el estudio de la transici?n de las matem?ticas cl?sicas a las matem?ticas modernas y contempor?neas, a trav?s de un estudio hist?rico ? epistemol?gico y matem?tico de la obra de Galois. As?, nos concentraremos en la indagaci?n de la teor?a de Galois como una adjunci?n, lo cual ser? analizado desde dos perspectivas: una matem?tica que nos muestra el presente te?rico de la teor?a de Galois y las adjunciones, lo que nos permite comentar como la teor?a de Galois es un caso particular de una adjunci?n; y otra hist?rica que muestra la evoluci?n de la teor?a de Galois desde 1830 hasta la actualidad. Todo esto, porque consideramos la teor?a de Galois como un ejemplo paradigm?tico en la transici?n de las matem?ticas cl?sicas a las matem?ticas modernas y contempor?neas. Al final presentaremos una reflexi?n did?ctica y epistemol?gica vinculada directamente a la formaci?n inicial de profesores en el cuerpo de las matem?ticas.

Bosonization and entanglement spectrum for one-dimensional polar bosons on disordered lattices

Ultra cold polar bosons in a disordered lattice potential, described by the extended Bose-Hubbard model, display a rich phase diagram. In the case of uniform random disorder one finds two insulating quantum phases-the Mott-insulator and the Haldane insulator-in addition to a superfluid and a Bose glass phase. In the case of a quasiperiodic potential, further phases are found, e.g. the incommensurate density wave, adiabatically connected to the Haldane insulator. For the case of weak random disorder we determine the phase boundaries using a perturbative bosonization approach. We then calculate the entanglement spectrum for both types of disorder, showing that it provides a good indication of the various phases.

A study on independent component analysis over galois fields

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015.

On the existence of right adjoints for surjective mappings between fuzzy structures0

En este trabajo los autores continúan su estudio de la caracterización de la existencia de adjunciones (conexiones de Galois isótonas) cuyo codominio no está dotado de estructura en principio. En este artículo se considera el caso difuso en el que se tiene un orden difuso R definido en un conjunto A y una aplicación sobreyectiva f:A-> B compatible respecto de dos relaciones de similaridad definidas en el dominio A y en el condominio B, respectivamente. Concretamente, el problema es encontrar un orden difuso S en B y una aplicación g:B-> A compatible también con las correspondientes similaridades definidas en A y en B, de tal forma que el par (f,g) constituya un adjunción.

Conexiones de Galois y técnicas de tratamiento de la información

En el ámbito de las estructuras ordenadas, Ø. Ore introdujo en 1944 el concepto de conexión de Galois como un par de funciones antítonas entre dos conjuntos parcialmente ordenados, generalizando así la teoría de polaridades entre retículos completos. Este concepto supone una generalización de la correspondencia subgrupo-subcuerpo que se describe en el clásico Teorema Fundamental de la Teoría de Galois, de ahí el origen del término. Años más tarde, J. Schmidt mantuvo la terminología de conexión de Galois, pero cambió las funciones antítonas por funciones isótonas, lo cual favoreció la aplicabilidad de este concepto a Computación. El término adjunción fue introducido en 1958 por D. M. Kan. Originalmente fueron definidas en un contexto categórico y tal vez debido a esto, pueden encontrarse gran cantidad de ejemplos de adjunciones en varias áreas de investigación, que van desde las más teóricas a las más aplicadas. En 1965, Lotfi Zadeh introduce la Teoría de Conjuntos Difusos. En su trabajo se aborda definitivamente el problema del modelado matemático de la ambigüedad, con la definición de conjunto difuso X en un universo U como una aplicación X: U→ [0,1] que asocia a cada elemento u del conjunto U un valor del intervalo real [0,1] y donde X(u) representa el grado de pertenencia de u al conjunto difuso X. El término conexión de Galois difusa fue introducido por R. Belohlávek como un par de aplicaciones definidas entre los conjuntos de conjuntos difusos definidos sobre dos universos. Desde entonces, en el ámbito de la lógica difusa, se pueden encontrar numerosos artículos en los cuales se estudian las conexiones de Galois difusas desde un punto de vista algebraico y abstracto. El objetivo principal de este trabajo es estudiar y caracterizar, a partir de una aplicación f: A→ B desde un conjunto A dotado con una determinada estructura hasta un conjunto B no necesariamente dotado de estructura, las situaciones en las cuales se pueda definir una estructura en B similar a la de A, de forma que además se pueda construir una aplicación g: B→ A tal que el par (f,g) sea una adjunción (conexión de Galois isótona). Se considera el conjunto A dotado con un orden parcial y se realiza la descomposición canónica de la función f a través del conjunto cociente de A con respecto a la relación núcleo. Partiendo del problema inicial de deducir las condiciones necesarias y suficientes para la existencia de un orden parcial en B y para la definición de un adjunto por la derecha de f, con esta descomposición canónica se pretende dividir la cuestión en tres problemas más simples, a saber, la construcción de un orden en el codominio y un adjunto por la derecha para cada una de las aplicaciones que forman parte de la citada descomposición. Esto resuelve la cuestión planteada para el caso de funciones que son sobreyectivas. Para el caso general, es necesario analizar previamente cómo extender una relación de preorden definida sobre un subconjunto de un conjunto dado a dicho conjunto, así como la definición de un adjunto por la derecha para la inclusión natural del subconjunto dentro del conjunto. Se continua la investigación considerando el conjunto A dotado con un preorden, en este caso la ausencia de la propiedad antisimétrica hace necesario utilizar la denominada relación p-núcleo, que es el cierre transitivo de la unión de la relación núcleo y la relación de equivalencia núcleo simétrico. Asimismo, el hecho de que no se tenga unicidad para el máximo o el mínimo de un subconjunto, conduce a trabajar con relaciones definidas en el conjunto de partes de un conjunto (concretamente, con el preorden de Hoare). Todo ello hace aumentar la dificultad en la búsqueda de las condiciones necesarias y suficientes para la existencia de una relación de preorden en el codominio y la existencia de un adjunto por la derecha. Se finaliza esta sección con el análisis de la unicidad del adjunto por la derecha y del orden parcial (preorden) definido sobre el codominio. Después del estudio anterior, se introducen los denominados operadores y sistemas de ≈-cierre en conjuntos preordenados y se analiza la relación existente entre ambos (que deja de ser biunívoca, como sucede en el caso de órdenes parciales). Se trabaja con la noción de compatibilidad respecto a una relación de equivalencia y se caracteriza la construcción de adjunciones entre conjuntos preordenados en términos de la existencia de un sistema de ≈-cierre compatible con la relación núcleo. En una segunda parte de la tesis, se aportan las definiciones de las nociones de adjunción difusa, co-adjunción difusa y conexiones de Galois difusas por la derecha y por la izquierda entre conjuntos con preórdenes difusos. Además se presentan las distintas caracterizaciones de los conceptos anteriormente señalados, así como las relaciones entre ellos. Se aborda la construcción de adjunciones entre conjuntos con órdenes difusos, utilizando de nuevo la relación núcleo, en su versión difusa, y la descomposición canónica de la función de partida respecto a ella. El teorema principal de esta sección recoge una caracterización para la definición de una relación difusa de orden sobre el codominio B y un adjunto por la derecha para f:(A, ρA) → B donde (A, ρA) es un conjunto con un orden difuso. El estudio del problema anterior entre conjuntos con preórdenes difusos, hace necesario trabajar con la relación difusa denominada p-núcleo. También es preciso definir un preorden difuso en el conjunto de partes de un conjunto para describir las condiciones bajo las que es posible la construcción de una adjunción. Se finaliza proponiendo la definición de sistema de cierre en un conjunto con un preorden difuso y algunas caracterizaciones más manejables. También se trabaja con los operadores de cierre definidos en un conjunto con un preorden difuso y se analiza la relación con los sistemas de cierre. Todo ello encaminado a caracterizar la construcción de un adjunto por la derecha y un preorden difuso sobre el codominio B de una de una aplicación f:(A, ρA) → B, donde ρA es un preorden difuso sobre A.

Temporal solitonic crystals and non-Hermitian informational lattices

Clusters of temporal optical solitons—stable self-localized light pulses preserving their form during propagation—exhibit properties characteristic of that encountered in crystals. Here, we introduce the concept of temporal solitonic information crystals formed by the lattices of optical pulses with variable phases. The proposed general idea offers new approaches to optical coherent transmission technology and can be generalized to dispersion-managed and dissipative solitons as well as scaled to a variety of physical platforms from fiber optics to silicon chips. We discuss the key properties of such dynamic temporal crystals that mathematically correspond to non-Hermitian lattices and examine the types of collective mode instabilities determining the lifetime of the soliton train. This transfer of techniques and concepts from solid state physics to information theory promises a new outlook on information storage and transmission.

The effect of language models on phonetic decoding for spoken term detection

Spoken term detection (STD) popularly involves performing word or sub-word level speech recognition and indexing the result. This work challenges the assumption that improved speech recognition accuracy implies better indexing for STD. Using an index derived from phone lattices, this paper examines the effect of language model selection on the relationship between phone recognition accuracy and STD accuracy. Results suggest that language models usually improve phone recognition accuracy but their inclusion does not always translate to improved STD accuracy. The findings suggest that using phone recognition accuracy to measure the quality of an STD index can be problematic, and highlight the need for an alternative that is more closely aligned with the goals of the specific detection task.

Fingerprint analysis using wavelet transform with application to compression and feature extraction

The main goal of this research is to design an efficient compression al~ gorithm for fingerprint images. The wavelet transform technique is the principal tool used to reduce interpixel redundancies and to obtain a parsimonious representation for these images. A specific fixed decomposition structure is designed to be used by the wavelet packet in order to save on the computation, transmission, and storage costs. This decomposition structure is based on analysis of information packing performance of several decompositions, two-dimensional power spectral density, effect of each frequency band on the reconstructed image, and the human visual sensitivities. This fixed structure is found to provide the "most" suitable representation for fingerprints, according to the chosen criteria. Different compression techniques are used for different subbands, based on their observed statistics. The decision is based on the effect of each subband on the reconstructed image according to the mean square criteria as well as the sensitivities in human vision. To design an efficient quantization algorithm, a precise model for distribution of the wavelet coefficients is developed. The model is based on the generalized Gaussian distribution. A least squares algorithm on a nonlinear function of the distribution model shape parameter is formulated to estimate the model parameters. A noise shaping bit allocation procedure is then used to assign the bit rate among subbands. To obtain high compression ratios, vector quantization is used. In this work, the lattice vector quantization (LVQ) is chosen because of its superior performance over other types of vector quantizers. The structure of a lattice quantizer is determined by its parameters known as truncation level and scaling factor. In lattice-based compression algorithms reported in the literature the lattice structure is commonly predetermined leading to a nonoptimized quantization approach. In this research, a new technique for determining the lattice parameters is proposed. In the lattice structure design, no assumption about the lattice parameters is made and no training and multi-quantizing is required. The design is based on minimizing the quantization distortion by adapting to the statistical characteristics of the source in each subimage. 11 Abstract Abstract Since LVQ is a multidimensional generalization of uniform quantizers, it produces minimum distortion for inputs with uniform distributions. In order to take advantage of the properties of LVQ and its fast implementation, while considering the i.i.d. nonuniform distribution of wavelet coefficients, the piecewise-uniform pyramid LVQ algorithm is proposed. The proposed algorithm quantizes almost all of source vectors without the need to project these on the lattice outermost shell, while it properly maintains a small codebook size. It also resolves the wedge region problem commonly encountered with sharply distributed random sources. These represent some of the drawbacks of the algorithm proposed by Barlaud [26). The proposed algorithm handles all types of lattices, not only the cubic lattices, as opposed to the algorithms developed by Fischer [29) and Jeong [42). Furthermore, no training and multiquantizing (to determine lattice parameters) is required, as opposed to Powell's algorithm [78). For coefficients with high-frequency content, the positive-negative mean algorithm is proposed to improve the resolution of reconstructed images. For coefficients with low-frequency content, a lossless predictive compression scheme is used to preserve the quality of reconstructed images. A method to reduce bit requirements of necessary side information is also introduced. Lossless entropy coding techniques are subsequently used to remove coding redundancy. The algorithms result in high quality reconstructed images with better compression ratios than other available algorithms. To evaluate the proposed algorithms their objective and subjective performance comparisons with other available techniques are presented. The quality of the reconstructed images is important for a reliable identification. Enhancement and feature extraction on the reconstructed images are also investigated in this research. A structural-based feature extraction algorithm is proposed in which the unique properties of fingerprint textures are used to enhance the images and improve the fidelity of their characteristic features. The ridges are extracted from enhanced grey-level foreground areas based on the local ridge dominant directions. The proposed ridge extraction algorithm, properly preserves the natural shape of grey-level ridges as well as precise locations of the features, as opposed to the ridge extraction algorithm in [81). Furthermore, it is fast and operates only on foreground regions, as opposed to the adaptive floating average thresholding process in [68). Spurious features are subsequently eliminated using the proposed post-processing scheme.