Color-based surface reflectance separation for scene illumination estimation and rendering

Given the importance of color processing in computer vision and computer graphics, estimating and rendering illumination spectral reflectance of image scenes is important to advance the capability of a large class of applications such as scene reconstruction, rendering, surface segmentation, object recognition, and reflectance estimation. Consequently, this dissertation proposes effective methods for reflection components separation and rendering in single scene images. Based on the dichromatic reflectance model, a novel decomposition technique, named the Mean-Shift Decomposition (MSD) method, is introduced to separate the specular from diffuse reflectance components. This technique provides a direct access to surface shape information through diffuse shading pixel isolation. More importantly, this process does not require any local color segmentation process, which differs from the traditional methods that operate by aggregating color information along each image plane. ^ Exploiting the merits of the MSD method, a scene illumination rendering technique is designed to estimate the relative contributing specular reflectance attributes of a scene image. The image feature subset targeted provides a direct access to the surface illumination information, while a newly introduced efficient rendering method reshapes the dynamic range distribution of the specular reflectance components over each image color channel. This image enhancement technique renders the scene illumination reflection effectively without altering the scene’s surface diffuse attributes contributing to realistic rendering effects. ^ As an ancillary contribution, an effective color constancy algorithm based on the dichromatic reflectance model was also developed. This algorithm selects image highlights in order to extract the prominent surface reflectance that reproduces the exact illumination chromaticity. This evaluation is presented using a novel voting scheme technique based on histogram analysis. ^ In each of the three main contributions, empirical evaluations were performed on synthetic and real-world image scenes taken from three different color image datasets. The experimental results show over 90% accuracy in illumination estimation contributing to near real world illumination rendering effects. ^

An augmented reality pipeline to create scenes with coherent illumination using textured cuboids

Shadows and illumination play an important role when generating a realistic scene in computer graphics. Most of the Augmented Reality (AR) systems track markers placed in a real scene and retrieve their position and orientation to serve as a frame of reference for added computer generated content, thereby producing an augmented scene. Realistic depiction of augmented content with coherent visual cues is a desired goal in many AR applications. However, rendering an augmented scene with realistic illumination is a complex task. Many existent approaches rely on a non automated pre-processing phase to retrieve illumination parameters from the scene. Other techniques rely on specific markers that contain light probes to perform environment lighting estimation. This study aims at designing a method to create AR applications with coherent illumination and shadows, using a textured cuboid marker, that does not require a training phase to provide lighting information. Such marker may be easily found in common environments: most of product packaging satisfies such characteristics. Thus, we propose a way to estimate a directional light configuration using multiple texture tracking to render AR scenes in a realistic fashion. We also propose a novel feature descriptor that is used to perform multiple texture tracking. Our descriptor is an extension of the binary descriptor, named discrete descriptor, and outperforms current state-of-the-art methods in speed, while maintaining their accuracy.

L'analisi del costo globale per il retrofit energetico applicata ad un caso di studio di edilizia residenziale.

Nell’ottica della pianificazione di interventi di Retrofit Energetico che possano migliorare l’efficienza energetica del comparto edilizio-residenziale, in relazione agli obiettivi della vigente normativa energetica di ispirazione comunitaria, obiettivo della tesi è la ricerca e validazione di strumenti economici che possano guidare le committenze nella scelta del migliore rapporto tra costi e benefici delle opere. La tesi affronta l’approccio dell’analisi del Costo Globale come previsto dalla normativa comunitaria formato dalla direttiva 2010/31/UE sulla prestazione energetica degli edifici, dal regolamento delegato UE n°244 del 16 gennaio 2012 e dalla norma EN 15459 del 2008. Obiettivo è la comparazione di tre interventi alternativi di retrofit energetico per un edificio ad uso misto sito nel centro di Bologna. Si tratta di interventi mirati all’efficientamento e all’abbattimento del fabbisogno energetico per la climatizzazione invernale dello stabile, con gradi successivi di approfondimento, come definiti dalla attuale normativa (ristrutturazione importante di primo livello, di secondo livello e riqualificazione energetica). Lo studio si sviluppa definendo le criticità dello stato attuale del costruito e i possibili interventi migliorativi necessari. Definiti i pacchetti tecnici delle soluzioni di intervento si è passato alla ricerca dei dati necessari comprendenti dati finanziari su tassi di sconto e di inflazione e sui costi di investimento iniziali, costi di gestione e manutenzione, costi di sostituzione e costi energetici relativi alle varie alternative di progetto. I risultati dell’analisi economica delle alternative progettuali, nel periodo di studio considerato, vengono poi confrontati con i dati relativi all’impatto energetico e delle emissioni di CO2 e con le relative classi energetiche.

Importance relative des producteurs primaires sur la production globale du lac Saint-Pierre, un grand lac fluvial du Saint-Laurent

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Identification et caractérisation de gènes impliqués dans la virulence de Salmonella typhi suite à une analyse globale par biopuces de l'infection de macrophages humains en culture

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Importance relative des producteurs primaires sur la production globale du lac Saint-Pierre, un grand lac fluvial du Saint-Laurent

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Identification et caractérisation de gènes impliqués dans la virulence de Salmonella typhi suite à une analyse globale par biopuces de l'infection de macrophages humains en culture

Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Handeln in der Weltgesellschaft. Zum Umgang mit Handlungsaufforderungen im Unterricht zu Themen des Lernbereichs Globale Entwicklung

In dem Aufsatz werden ausgewählte Ergebnisse aus einem Projekt der qualitativ-empirischen Unterrichtsforschung berichtet, in dem Unterricht zu Themen des Lernbereichs Globale Entwicklung untersucht wurde. Der Fokus des Beitrags liegt auf der Frage, wie Schülerinnen und Schüler mit Handlungsaufforderungen umgehen, die in Lehr-Lernarrangements des Globalen Lernens kommuniziert werden. Beispielhaft werden die Interpretationen von Sequenzen aus dem Unterricht vorgestellt, in denen unterschiedliche Formen des Umgangs mit Handlungsaufforderungen rekonstruiert wurden: die Reflexion über das Nicht-Handeln und die Reflexion über Handlungsaufforderungen als politisches Thema. Dabei kann gezeigt werden, wie Wissen und Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern in didaktisch unterschiedlich strukturierten Lehr-Lernarrangements angeeignet werden. (DIPF/Orig.)

Was sollen Schüler/-innen im Lernbereich "Globale Entwicklung" lernen? Ein Diskussionsbeitrag aus sozialwissenschaftlicher Perspektive

Gegenstand des Beitrags ist die kritische Diskussion der elf Kernkompetenzen des Orientierungsrahmens "Globale Entwicklung". Ausgehend von einer theoretischen Reflexion der Domänenspezifität des Lernbereichs und des zugrundeliegenden Handlungsbegriffs wird die Fokussierung der Kompetenzziele auf die sechs Kompetenzen Fachwissen, politische Urteils- und Handlungsfähigkeit, Perspektivenübernahme, Reflexionsfähigkeit und Umgang mit unsicherem Wissen vorgeschlagen. (DIPF/Orig.)

Kompetenzorientierter Unterricht im Lernbereich Globale Entwicklung. Perspektiven der Allgemeinen Didaktik

Ausgehend von einer allgemeinen Definition beschreibt der Beitrag zentrale Merkmale und Anforderungen Kompetenzorientierten Unterrichts sowie dessen bildungspolitische und lerntheoretische Hintergründe. Diese allgemeindidaktische Perspektive wird mit den Bedingungen und Zielsetzungen im Lernbereich Globale Entwicklung verknüpft. Die Möglichkeiten und Herausforderungen, die sich bei der Umsetzung Kompetenzorientierten Unterrichts zeigen, werden anhand eines Unterrichtsbeispiels aus dem Lernbereich Globale Entwicklung ausgeführt. Hierbei liegt der Fokus auf komplexen Problemen als Ausgangspunkt, auf der Ermöglichung von Selbststeuerung durch die Schüler/-innen sowie auf der Erarbeitung reichhaltiger Ergebnisse, die eine sinnhafte Kommunikation und Vernetzung von Wissen erfordern. (DIPF/Orig.)

Globale Entwikclung als Lernbereich in den Naturwissenschaften

Mit dem Orientierungsrahmen für den Lernbereich Globale Entwicklung wurden Anregungen gegeben, die Themen nachhaltige Entwicklung und globale Entwicklung im Unterricht in allen Schulfächern aufzugreifen. Die drei naturwissenschaftlichen Schulfächer Biologie, Chemie und Physik haben sich bislang sehr unterschiedlich auf das Thema eingelassen. In der Biologiedidaktik finden sich sowohl Forschungsarbeiten als auch Unterrichtsvorschläge; für Chemie und insbesondere Physik existieren hingegen nur sehr wenige Ansätze. Im Rahmen der zu erwerbenden Bewertungskompetenz, wie sie durch die Bildungsstandards in den Fächern Biologie, Chemie und Physik beschrieben wird, ist nachhaltige Entwicklung als ein mögliches Thema, ein Kontext anzusehen. Vor diesem größeren Hintergrund wird die gängige unterrichtspraktische Literatur in allen drei Fächern exemplarisch zusammengefasst. (DIPF/Orig.)

Étude exploratoire portant sur l'analyse comparative de la cohérence globale pour des textes écrits à l'aide d'un idéateur d'un traitement de textes et du crayon/papier

En 1983, un « nouveau » type de logiciels que nous avons appelé « idéateur » est apparu sur le marché de la micro-informatique. Ces logiciels combinent les facilités du traitement de textes avec l'utilisation particulière du « chaînage » de texte. Ce chaînage permet entre autre les manipulations suivantes du texte; classer, mettre en ordre prioritaire, sous-catégoriser des ensembles, lancer les items au hasard, effacer, déplacer ou copier un ou des items, etc. (Pour plus de détails, voir le chapitre 1.2 et les annexes 1 à 3). Après une étude pour situer le cadre de notre recherche (voir le chapitre II) et la traduction du logiciel MaxThink, nous avons introduit cet idéateur dans une classe de français correctif, de niveau collégial. Nous avons choisis ces sujets parce ces étudiant-e-s se servaient déjà de l'ordinateur à l'intérieur des cours et qu'ils (elles) avaient intérêt (pensions-nous) à utiliser l’idéateur pour améliorer leur français. Tous ces sujets ont eu à suivre le cours sur la manipulation de MaxThink. Un design expérimental de catégorie « semi-contrôlée » a été mis en place pour isoler l'influence des trois instruments servant à la composition ; l'idéateur (MaxThink), un traitement de texte traditionnel (Editexte) et le crayon/papier. Le pré-test et le post-test consistant à composer sur un thème déterminé était à chaque fois précédé d'un brainstorming afin de générer une liste d'idées". Par la suite, les textes ont été soumis à trois juges qui ont eu à coter la cohérence globale individuelle pré-test/post-test et la cohérence de groupe au pré-test ainsi qu'au post-test. Deux analyses statistiques non-paramétriques utiles pour un nombre restreint de sujets (trois sous-groupes de quatre sujets) ont été utilisées: analyse de variance (formule KRUSKAL-WALLIS) et analyse des probabilités d'occurrence des distributions (formule HODGES-LEHMANN). En conclusion, nos recommandations tiennent compte de l'analyse statistique des résultats et des commentaires des étudiant-e-s.

ProgettoCNR Energy+: metodo di calcolo semplificato per la scomposizione della radiazione solare globale e la stima della produzione da fotovoltaico

Scopo del presente lavoro è la presentazione del codice di calcolo semplificato adoperato nella sezione “Simulatore fotovoltaico” presente sul portale www.energia.cnr.it del progetto CNR ENERGY+. Utilizzando i valori reali di radiazione solare misurati dalle stazioni meteorologiche installate presso alcune sedi del CNR il codice, con appropriati algoritmi, generala scomposizione della radiazione sul piano orizzontale e su superfici inclinate e variamente orientate, in modo da pervenire alla potenza prodotta da un ipotetico impianto fotovoltaico posto sullo stesso sito di ubicazione della stazione.

Radiative Behaviour of Gd2O3:Er/Yb nanoparticles under near infrared illumination

Upconverting nanoparticles have attracted much attention in science recently, specifically in view of medical and biological applications such as live imaging of cell temperatures or cancer treatment. The previously studied system of gadolinium oxide nanorods co-doped with erbium and ytterbium and decorated with different number densities of gold nanoparticles has been studied. So far, these particles have been proven as efficient nanothermometers in a temperature range from 300 up to 2000 K. In this work, a more detailed study on the morphological and radiative behaviour of these particles has been conducted. It was found that the laser power threshold for the onset of the black body radiation decreases strongly with the increase in the gold concentration. The temperature of the onset itself seems to remain approximately constant. The heating efficiency was determined to increase significantly with the gold concentration. The morphological study revealed that the temperature at the black body radiation threshold was not enough to induce any significant transformation in neither the nanorods nor the gold nanoparticles, as was expected from comparison with literature. However, significant changes in radiative properties and the morphology were detected for powders that underwent strong laser heating until the emission of brightly visible black body radiation.