A influência das emoções positivas e da idade na interpretação de gráficos com dimensões visuais e auditivas

Dissertação apresentada à Escola Superior de Comunicação Social como parte dos requisitos para obtenção de grau de mestre em Audiovisual e Multimédia.

An affected core drives network integration deficits of the structural connectome in 22q11.2 deletion syndrome.

Chromosome 22q11.2 deletion syndrome (22q11DS) is a genetic disease known to lead to cerebral structural alterations, which we study using the framework of the macroscopic white-matter connectome. We create weighted connectomes of 44 patients with 22q11DS and 44 healthy controls using diffusion tensor magnetic resonance imaging, and perform a weighted graph theoretical analysis. After confirming global network integration deficits in 22q11DS (previously identified using binary connectomes), we identify the spatial distribution of regions responsible for global deficits. Next, we further characterize the dysconnectivity of the deficient regions in terms of sub-network properties, and investigate their relevance with respect to clinical profiles. We define the subset of regions with decreased nodal integration (evaluated using the closeness centrality measure) as the affected core (A-core) of the 22q11DS structural connectome. A-core regions are broadly bilaterally symmetric and consist of numerous network hubs - chiefly parietal and frontal cortical, as well as subcortical regions. Using a simulated lesion approach, we demonstrate that these core regions and their connections are particularly important to efficient network communication. Moreover, these regions are generally densely connected, but less so in 22q11DS. These specific disturbances are associated to a rerouting of shortest network paths that circumvent the A-core in 22q11DS, "de-centralizing" the network. Finally, the efficiency and mean connectivity strength of an orbito-frontal/cingulate circuit, included in the affected regions, correlate negatively with the extent of negative symptoms in 22q11DS patients, revealing the clinical relevance of present findings. The identified A-core overlaps numerous regions previously identified as affected in 22q11DS as well as in schizophrenia, which approximately 30-40% of 22q11DS patients develop.

Template-based quadrilateral meshing

Generating quadrilateral meshes is a highly non-trivial task, as design decisions are frequently driven by specific application demands. Automatic techniques can optimize objective quality metrics, such as mesh regularity, orthogonality, alignment and adaptivity; however, they cannot make subjective design decisions. There are a few quad meshing approaches that offer some mechanisms to include the user in the mesh generation process; however, these techniques either require a large amount of user interaction or do not provide necessary or easy to use inputs. Here, we propose a template-based approach for generating quad-only meshes from triangle surfaces. Our approach offers a flexible mechanism to allow external input, through the definition of alignment features that are respected during the mesh generation process. While allowing user inputs to support subjective design decisions, our approach also takes into account objective quality metrics to produce semi-regular, quad-only meshes that align well to desired surface features. Published by Elsevier Ltd.

Desarrollo de un sistema de reconocimiento facial

El objetivo principal alrededor del cual se desenvuelve este proyecto es el desarrollo de un sistema de reconocimiento facial. Entre sus objetivos específicos se encuentran: realizar una primera aproximación sobre las técnicas de reconocimiento facial existentes en la actualidad, elegir una aplicación donde pueda ser útil el reconocimiento facial, diseñar y desarrollar un programa en MATLAB que lleve a cabo la función de reconocimiento facial, y evaluar el funcionamiento del sistema desarrollado. Este documento se encuentra dividido en cuatro partes: INTRODUCCIÓN, MARCO TEÓRICO, IMPLEMENTACIÓN, y RESULTADOS, CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS. En la primera parte, se hace una introducción relativa a la actualidad del reconocimiento facial y se comenta brevemente sobre las técnicas existentes para desarrollar un sistema biométrico de este tipo. En ella se justifican también aquellas técnicas que acabaron formando parte de la implementación. En la segunda parte, el marco teórico, se explica la estructura general que tiene un sistema de reconocimiento biométrico, así como sus modos de funcionamiento, y las tasas de error utilizadas para evaluar y comparar su rendimiento. Así mismo, se lleva a cabo una descripción más profunda sobre los conceptos y métodos utilizados para efectuar la detección y reconocimiento facial en la tercera parte del proyecto. La tercera parte abarca una descripción detallada de la solución propuesta. En ella se explica el diseño, características y aplicación de la implementación; que trata de un programa elaborado en MATLAB con interfaz gráfica, y que utiliza cuatro sistemas de reconocimiento facial, basados cada uno en diferentes técnicas: Análisis por componentes principales, análisis lineal discriminante, wavelets de Gabor, y emparejamiento de grafos elásticos. El programa ofrece además la capacidad de crear y editar una propia base de datos con etiquetas, dándole aplicación directa sobre el tema que se trata. Se proponen además una serie de características con el objetivo de ampliar y mejorar las funcionalidades del programa diseñado. Dentro de dichas características destaca la propuesta de un modo de verificación híbrido aplicable a cualquier rama de la biometría y un programa de evaluación capaz de medir, graficar, y comparar las configuraciones de cada uno de los sistemas de reconocimiento implementados. Otra característica destacable es la herramienta programada para la creación de grafos personalizados y generación de modelos, aplicable a reconocimiento de objetos en general. En la cuarta y última parte, se presentan al principio los resultados obtenidos. En ellos se contemplan y analizan las comparaciones entre las distintas configuraciones de los sistemas de reconocimiento implementados para diferentes bases de datos (una de ellas formada con imágenes con condiciones de adquisición no controladas). También se miden las tasas de error del modo de verificación híbrido propuesto. Finalmente, se extraen conclusiones, y se proponen líneas futuras de investigación. ABSTRACT The main goal of this project is to develop a facial recognition system. To meet this end, it was necessary to accomplish a series of specific objectives, which were: researching on the existing face recognition technics nowadays, choosing an application where face recognition might be useful, design and develop a face recognition system using MATLAB, and measure the performance of the implemented system. This document is divided into four parts: INTRODUCTION, THEORTICAL FRAMEWORK, IMPLEMENTATION, and RESULTS, CONCLUSSIONS AND FUTURE RESEARCH STUDIES. In the first part, an introduction is made in relation to facial recognition nowadays, and the techniques used to develop a biometric system of this kind. Furthermore, the techniques chosen to be part of the implementation are justified. In the second part, the general structure and the two basic modes of a biometric system are explained. The error rates used to evaluate and compare the performance of a biometric system are explained as well. Moreover, a description of the concepts and methods used to detect and recognize faces in the third part is made. The design, characteristics, and applications of the systems put into practice are explained in the third part. The implementation consists in developing a program with graphical user interface made in MATLAB. This program uses four face recognition systems, each of them based on a different technique: Principal Component Analysis (PCA), Fisher’s Linear Discriminant (FLD), Gabor wavelets, and Elastic Graph Matching (EGM). In addition, with this implementation it is possible to create and edit one´s tagged database, giving it a direct application. Also, a group of characteristics are proposed to enhance the functionalities of the program designed. Among these characteristics, three of them should be emphasized in this summary: A proposal of an hybrid verification mode of a biometric system; and an evaluation program capable of measuring, plotting curves, and comparing different configurations of each implemented recognition system; and a tool programmed to create personalized graphs and models (tagged graph associated to an image of a person), which can be used generally in object recognition. In the fourth and last part of the project, the results of the comparisons between different configurations of the systems implemented are shown for three databases (One of them created with pictures taken under non-controlled environments). The error rates of the proposed hybrid verification mode are measured as well. Finally, conclusions are extracted and future research studies are proposed.

A connectionist computational method for face recognition

In this work, a modified version of the elastic bunch graph matching (EBGM) algorithm for face recognition is introduced. First, faces are detected by using a fuzzy skin detector based on the RGB color space. Then, the fiducial points for the facial graph are extracted automatically by adjusting a grid of points to the result of an edge detector. After that, the position of the nodes, their relation with their neighbors and their Gabor jets are calculated in order to obtain the feature vector defining each face. A self-organizing map (SOM) framework is shown afterwards. Thus, the calculation of the winning neuron and the recognition process are performed by using a similarity function that takes into account both the geometric and texture information of the facial graph. The set of experiments carried out for our SOM-EBGM method shows the accuracy of our proposal when compared with other state-of the-art methods.

Estudio y optimización de las infraestructuras de los carriles para bicicletas

La necesidad cotidiana de los ciudadanos de desplazarse para realizar diferentes actividades, sea cual fuere su naturaleza, se ha visto afectada en gran medida por los cambios producidos. Las ventajas generadas por la inclusión de la bicicleta como modo de transporte y la proliferación de su uso entre la ciudadanía son innumerables y se extienden tanto en el ámbito de la movilidad urbana como del desarrollo sostenible. En la actualidad, hay multitud de programas para la implantación, fomento o aumento de la participación ciudadana relacionado con la bicicleta en las ciudades. Pero en definitiva, todos y cada uno de estas iniciativas tienen la misma finalidad, crear una malla de vías cicladles eficaz y útil. Capaces de permitir el uso de la bicicleta en vías preferentes con unas garantías de seguridad altas, incorporando la bicicleta en el modelo de intermodalidad del transporte urbano. Con la progresiva implantación del carril bici, muchas personas han empezado a utilizarlas para moverse por la ciudad. Pero todo lo nuevo necesita un periodo de adaptación. Y, la realidad es que la red de viales destinados para estos vehículos está repleta de obstáculos para el ciclista. La actual situación ha llevado a cuestionar qué cantidad de kilómetros de carriles bici son necesarios para abastecer la demanda existente de este modo de transporte y, si las obras ejecutadas y proyectadas son las correctas y suficientes. En este trabajo se presenta una herramienta, basada en un modelo de programación matemática, para el diseño óptimo de una red destinada a los ciclistas. En concreto, el sistema determina una infraestructura para la bicicleta adaptada a las características de la red de carreteras existentes, con base en criterios de teoría de grafos ponderados. Como una aplicación del modelo propuesto, se ofrece el resultado de estos experimentos, obteniéndose un número de conclusiones útiles para la planificación y el diseño de redes de carriles bici desde una perspectiva social. Se realiza una aplicación de la metodología desarrollada para el caso real del municipio de Málaga (España). Por último se produce la validación del modelo de optimización presentado y la repercusión que tiene éste sobre el resultado final y la importancia o el peso del total de variables capaces de condicionar el resultado final de la red ciclista. Se obtiene, por tanto, una herramienta destinada a la mejora de la planificación, diseño y gestión de las diferentes infraestructuras para la bicicleta, con capacidad de interactuar con el modelo de red vial actual y con el resto de los modos de transportes existentes en el entramado urbano de las ciudades.

The average mixing matrix signature

Laplacian-based descriptors, such as the Heat Kernel Signature and the Wave Kernel Signature, allow one to embed the vertices of a graph onto a vectorial space, and have been successfully used to find the optimal matching between a pair of input graphs. While the HKS uses a heat di↵usion process to probe the local structure of a graph, the WKS attempts to do the same through wave propagation. In this paper, we propose an alternative structural descriptor that is based on continuoustime quantum walks. More specifically, we characterise the structure of a graph using its average mixing matrix. The average mixing matrix is a doubly-stochastic matrix that encodes the time-averaged behaviour of a continuous-time quantum walk on the graph. We propose to use the rows of the average mixing matrix for increasing stopping times to develop a novel signature, the Average Mixing Matrix Signature (AMMS). We perform an extensive range of experiments and we show that the proposed signature is robust under structural perturbations of the original graphs and it outperforms both the HKS and WKS when used as a node descriptor in a graph matching task.

An aligned subtree kernel for weighted graphs

In this paper, we develop a new entropic matching kernel for weighted graphs by aligning depth-based representations. We demonstrate that this kernel can be seen as an aligned subtree kernel that incorporates explicit subtree correspondences, and thus addresses the drawback of neglecting the relative locations between substructures that arises in the R-convolution kernels. Experiments on standard datasets demonstrate that our kernel can easily outperform state-of-the-art graph kernels in terms of classification accuracy.