Introducción a la difusión en el tratamiento de imágenes

La idea que motiva el estudio de la difusión anisótropa en el tratamiento de imágenes es la búsqueda de métodos de suavizamiento de imágenes (“filtros”) que atenúen el ruido a la vez que respeten la información de bordes (“señal”) de la imagen.

Estudio y desarrollo de un preproceso basado en la difusión no lineal para la segmentación en imágenes

En esta Tesis Doctoral se aborda la utilización de filtros de difusión no lineal para obtener imágenes constantes a trozos como paso previo al proceso de segmentación. En una primera parte se propone un formulación intrínseca para la ecuación de difusión no lineal que proporcione las condiciones de diseño necesarias sobre los filtros de difusión. A partir del marco teórico propuesto, se proporciona una nueva familia de difusividades; éstas son obtenidas a partir de técnicas de difusión no lineal relacionadas con los procesos de difusión regresivos. El objetivo es descomponer la imagen en regiones cerradas que sean homogéneas en sus niveles de grises sin contornos difusos. Asimismo, se prueba que la función de difusividad propuesta satisface las condiciones de un correcto planteamiento semi-discreto. Esto muestra que mediante el esquema semi-implícito habitualmente utilizado, realmente se hace un proceso de difusión no lineal directa, en lugar de difusión inversa, conectando con proceso de preservación de bordes. Bajo estas condiciones establecidas, se plantea un criterio de parada para el proceso de difusión, para obtener imágenes constantes a trozos con un bajo coste computacional. Una vez aplicado todo el proceso al caso unidimensional, se extienden los resultados teóricos, al caso de imágenes en 2D y 3D. Para el caso en 3D, se detalla el esquema numérico para el problema evolutivo no lineal, con condiciones de contorno Neumann homogéneas. Finalmente, se prueba el filtro propuesto para imágenes reales en 2D y 3D y se ilustran los resultados de la difusividad propuesta como método para obtener imágenes constantes a trozos. En el caso de imágenes 3D, se aborda la problemática del proceso previo a la segmentación del hígado, mediante imágenes reales provenientes de Tomografías Axiales Computarizadas (TAC). En ese caso, se obtienen resultados sobre la estimación de los parámetros de la función de difusividad propuesta. This Ph.D. Thesis deals with the case of using nonlinear diffusion filters to obtain piecewise constant images as a previous process for segmentation techniques. I have first shown an intrinsic formulation for the nonlinear diffusion equation to provide some design conditions on the diffusion filters. According to this theoretical framework, I have proposed a new family of diffusivities; they are obtained from nonlinear diffusion techniques and are related with backward diffusion. Their goal is to split the image in closed contours with a homogenized grey intensity inside and with no blurred edges. It has also proved that the proposed filters satisfy the well-posedness semi-discrete and full discrete scale-space requirements. This shows that by using semi-implicit schemes, a forward nonlinear diffusion equation is solved, instead of a backward nonlinear diffusion equation, connecting with an edgepreserving process. Under the conditions established for the diffusivity and using a stopping criterion I for the diffusion time, I have obtained piecewise constant images with a low computational effort. The whole process in the one-dimensional case is extended to the case where 2D and 3D theoretical results are applied to real images. For 3D, develops in detail the numerical scheme for nonlinear evolutionary problem with homogeneous Neumann boundary conditions. Finally, I have tested the proposed filter with real images for 2D and 3D and I have illustrated the effects of the proposed diffusivity function as a method to get piecewise constant images. For 3D I have developed a preprocess for liver segmentation with real images from CT (Computerized Tomography). In this case, I have obtained results on the estimation of the parameters of the given diffusivity function.

Fuentes, tipos, difusión y aplicación de conocimiento para el bienestar personal y social en la nueva época

En el conocido proceso de I+D muchas veces queda oculto su elemento clave: el conocimiento en todas sus variantes, lo mismo ocurre en el complejo y poco comprendido proceso de innovación. El paper persigue reconocer al conocimiento como el elemento sustantivo de las mejoras de productividad, crecimiento económico, bienestar personal y social, así como actualizar sus fuentes, tipos, difusión y las diferentes posibilidades de aplicación ya existentes y las futuras.

Arquetipos de Arquitectura Moderna en la Revista Arquitectura: Su difusión y práctica en España (1925-1936).

Es conocido el papel que desempeñó la revista Arquitectura en la difusión en España de las diferentes manifestaciones de la arquitectura moderna. Sus páginas recogen obras de los más conocidos arquitectos: Breuer, Brinkman, Van der Vlugt, De Klerk, Dudok, Gropius, Le Corbusier, Mendelsohn, Meyer, Mies van der Rohe, Oud, Poelzig, Rietveld, Scharoun, Stam, Taut, Tessenow, Van Doesburg, Van Eesteren? Algunas de estas obras hoy son cánones reconocidos por la historiografía, pero casi desconocidas para la mayoría de los arquitectos españoles hasta que Arquitectura no las publicara. En esa labor informativa es justo reconocer la figura de Mercadal, totalmente imbuido por la novedosa plasticidad de las imágenes de Le Corbusier, Gropius, Mies, De Stijl..., que difundía en Arquitectura. La búsqueda de una imagen de múltiples rostros: Art Déco, Mendelsohn, Wright, Cubismo, Le Corbusier, De Stijl, Bauhaus..., fue una constante para él y para muchos arquitectos españoles de los años veinte y treinta, que acabó en moda lo mismo que para sus mayores los estilos precedentes. Del historicismo barroco, plateresco o mudéjar, se pasó al sincretismo moderno con esos idiomas a su disposición. El racionalismo, sinónimo de la vanguardia, que nació con vocación antiestilística, terminó por ser un estilo internacional. De esta forma, los arquetipos de la arquitectura moderna en muchos casos se trivializaron, convirtiéndose en meras recetas. Hacer un elenco de esos arquetipos y analizar como los aplicaron los arquitectos españoles ?casi siempre superficialmente y sin el menor análisis conceptual? es el objetivo que pretendemos. Las imágenes más impactantes desde el punto de vista plástico, formaron como un catálogo para los arquitectos que querían estar a la moda y hacer lo que se estilaba: terrazas planas, pilotes, ventanas corridas, imágenes de arquitectura naval, etc.; pero también para los estudiantes de arquitectura siempre ávidos de novedades y prestos al consumo de nuevas imágenes. Fueron pocas las excepciones entre los arquitectos con oficio que supieron adaptar esas influencias a una arquitectura de calidad. En este escenario Mercadal representa la búsqueda incansable de una imagen moderna; Gutiérrez Soto, la práctica permeable a todas las influencias; el Capitol de Feduchi y Eced, la mejor interpretación del expresionismo mendelsohniano; Fernández-Shaw, la vanguardista vital; Aizpurúa, la esperanza trágicamente frustrada; y el GATEPAC, lo más ?corbusierano?.

Desarrollo de la aplicación web SISMO-HAITÍ para difusión de resultados de peligrosidad sísmica en la isla de La Española

Tras el catastrófico terremoto ocurrido en Haití el 12 de enero de 2010, de magnitud Mw 7 y profundidad de 10 km, (fuente: USGS) con un epicentro próximo a la capital, Puerto Príncipe (15 km), el país quedo en una situación catastrófica y de extrema pobreza, con necesidades básicas en salud, nutrición, educación y habitabilidad. Pocos meses después se inició el proyecto de cooperación SISMO-HAITI, financiado y coordinado por el Grupo de Investigación en Ingeniería Sísmica (GIIS) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), con participación de otras universidades españolas y del CSIC y siendo la contraparte Haitiana el Observatorio de Vulnerabilidad y Medio Ambiente (ONEV). Uno de los objetivos del proyecto es el cálculo de peligrosidad sísmica en la Isla de La Española que constituya la base para la elaboración del primer código sísmico del país. El trabajo que aquí se presenta es una aplicación web desarrollada con el Sistema de Información Geográfica (SIG) del proyecto SISMO-HAITI. En esta aplicación se integran los diferentes mapas generados para el cálculo de la peligrosidad sísmica, así como los mapas resultantes, que pueden ser analizados e interpretados con mayor facilidad gracias a la aplicación. Para analizar la influencia de los diferentes inputs de cálculo se ha introducido el catálogo sísmico, las diferentes zonificaciones sismo genéticas y las principales fallas tectónicas. Toda esta información se puede superponer geográficamente con posibilidad de realizar consultas cruzadas en las correspondientes bases de datos, permitiendo el análisis de sensibilidad de éstos en los resultados. El desarrollo de esta aplicación web se ha creado a través de ArcGis Server 10

Innovaciones tecnológias en el abonado del melón de La Mancha: influencia en el perfil sensorial.

La conservación de sabor, el aroma y la cantidad microbiana, después de la cosecha y a lo largo de la cadena de distribución es un gran desafío para la industria de fruta fresca. Factores pre y post-cosecha, transporte y almacenamiento influyen directamente en la calidad de las frutas y verduras. El objetivo principal de este trabajo fue investigar el efecto del abonado con compost de orujo en diferentes dosis en el perfil sensorial del melón de La Mancha. Para la realización de este estudio se han empleado tres dosis diferentes de compost de orujo de calidad certificada (1, 2 y 3Kg/m lineal) en melones de la variedad Trujillo cultivados en la región de Castilla-La Mancha. Los melones fueron recolectados en base a su madurez comercial (10-11ºBrix). El análisis descriptivo cuantitativo (QDA) de los melones fue realizado por un panel de 8 catadores entrenados utilizando los atributos que previamente habían sido seleccionados como los que mejor describían las características sensoriales del melón de la variedad Trujillo. Para cuantificar la intensidad de los atributos se utilizaron escalas no estructuradas de 10 cm. La evaluación del perfil sensorial de los melones puso de manifiesto que abonado con compost de orujo no modifica de manera significativa el perfil olfativo y el perfil de textura de los melones independientemente de la dosis empleada. Sin embargo, la dosis de abonado sí modificó ligeramente el perfil gustativo de los melones especialmente cuando la dosis aplicada fue de 3kg/m lineal apareciendo notas a dulce/sintético que no fueron detectadas en los melones control y con menores dosis de abonado.

Reconstitución Gráfica y difusión de la intervención en el Patrimonio. Tres experiencias en Madrid

Una actuación sobre el patrimonio arquitectónico o urbano altera su realidad material. Pero también afecta a su otra realidad, aquélla que se refiere a aspectos "culturales", no tan tangibles, surgidos de la apreciación colectiva del bien. La actuación debe entonces incluir un esfuerzo por re-colocar el bien en una nueva posición, no sólo en el espacio, sino también en el tiempo. En dicho esfuerzo, la difusión de la actuación es una pieza fundamnetal, especialmente en tiempos de crisis. La Reconstitución Gráfica es un método de investigación en el que, a través del dibujo, se busca la realidad pasada, ofreciendo imágenes que recuperan la materialidad del bien en determinados momentos de su historia. En la comunicación se analiza el papel de este método en la difusión de las actiuaciones sobre el Patrimonio y se ejemplifica con ciertas experiencias realizadas en Madrid en los últimos años.

Innovaciones en cosechadoras de grano: el poder de las patentes

Una forma distinta de mirar al futuro cercano en un sector es bucear por las patentes más recientes,adivinar las que llegarán a convertirse en desarrollos industriales viables,y ser a usados finalmente por los compradores.Así lo hemos hecho en este artículo,que reúne un variopinto conjunto de diseños e inventos,algunos simplemente curiosos,otros muy acertados y aplicables.

Análisis y modelización de la dinámica emergente durante el proceso de difusión de información en las redes sociales de internet

Durante la actividad diaria, la sociedad actual interactúa constantemente por medio de dispositivos electrónicos y servicios de telecomunicaciones, tales como el teléfono, correo electrónico, transacciones bancarias o redes sociales de Internet. Sin saberlo, masivamente dejamos rastros de nuestra actividad en las bases de datos de empresas proveedoras de servicios. Estas nuevas fuentes de datos tienen las dimensiones necesarias para que se puedan observar patrones de comportamiento humano a grandes escalas. Como resultado, ha surgido una reciente explosión sin precedentes de estudios de sistemas sociales, dirigidos por el análisis de datos y procesos computacionales. En esta tesis desarrollamos métodos computacionales y matemáticos para analizar sistemas sociales por medio del estudio combinado de datos derivados de la actividad humana y la teoría de redes complejas. Nuestro objetivo es caracterizar y entender los sistemas emergentes de interacciones sociales en los nuevos espacios tecnológicos, tales como la red social Twitter y la telefonía móvil. Analizamos los sistemas por medio de la construcción de redes complejas y series temporales, estudiando su estructura, funcionamiento y evolución en el tiempo. También, investigamos la naturaleza de los patrones observados por medio de los mecanismos que rigen las interacciones entre individuos, así como medimos el impacto de eventos críticos en el comportamiento del sistema. Para ello, hemos propuesto modelos que explican las estructuras globales y la dinámica emergente con que fluye la información en el sistema. Para los estudios de la red social Twitter, hemos basado nuestros análisis en conversaciones puntuales, tales como protestas políticas, grandes acontecimientos o procesos electorales. A partir de los mensajes de las conversaciones, identificamos a los usuarios que participan y construimos redes de interacciones entre los mismos. Específicamente, construimos una red para representar quién recibe los mensajes de quién y otra red para representar quién propaga los mensajes de quién. En general, hemos encontrado que estas estructuras tienen propiedades complejas, tales como crecimiento explosivo y distribuciones de grado libres de escala. En base a la topología de estas redes, hemos indentificado tres tipos de usuarios que determinan el flujo de información según su actividad e influencia. Para medir la influencia de los usuarios en las conversaciones, hemos introducido una nueva medida llamada eficiencia de usuario. La eficiencia se define como el número de retransmisiones obtenidas por mensaje enviado, y mide los efectos que tienen los esfuerzos individuales sobre la reacción colectiva. Hemos observado que la distribución de esta propiedad es ubicua en varias conversaciones de Twitter, sin importar sus dimensiones ni contextos. Con lo cual, sugerimos que existe universalidad en la relación entre esfuerzos individuales y reacciones colectivas en Twitter. Para explicar los factores que determinan la emergencia de la distribución de eficiencia, hemos desarrollado un modelo computacional que simula la propagación de mensajes en la red social de Twitter, basado en el mecanismo de cascadas independientes. Este modelo nos permite medir el efecto que tienen sobre la distribución de eficiencia, tanto la topología de la red social subyacente, como la forma en que los usuarios envían mensajes. Los resultados indican que la emergencia de un grupo selecto de usuarios altamente eficientes depende de la heterogeneidad de la red subyacente y no del comportamiento individual. Por otro lado, hemos desarrollado técnicas para inferir el grado de polarización política en redes sociales. Proponemos una metodología para estimar opiniones en redes sociales y medir el grado de polarización en las opiniones obtenidas. Hemos diseñado un modelo donde estudiamos el efecto que tiene la opinión de un pequeño grupo de usuarios influyentes, llamado élite, sobre las opiniones de la mayoría de usuarios. El modelo da como resultado una distribución de opiniones sobre la cual medimos el grado de polarización. Aplicamos nuestra metodología para medir la polarización en redes de difusión de mensajes, durante una conversación en Twitter de una sociedad políticamente polarizada. Los resultados obtenidos presentan una alta correspondencia con los datos offline. Con este estudio, hemos demostrado que la metodología propuesta es capaz de determinar diferentes grados de polarización dependiendo de la estructura de la red. Finalmente, hemos estudiado el comportamiento humano a partir de datos de telefonía móvil. Por una parte, hemos caracterizado el impacto que tienen desastres naturales, como innundaciones, sobre el comportamiento colectivo. Encontramos que los patrones de comunicación se alteran de forma abrupta en las áreas afectadas por la catástofre. Con lo cual, demostramos que se podría medir el impacto en la región casi en tiempo real y sin necesidad de desplegar esfuerzos en el terreno. Por otra parte, hemos estudiado los patrones de actividad y movilidad humana para caracterizar las interacciones entre regiones de un país en desarrollo. Encontramos que las redes de llamadas y trayectorias humanas tienen estructuras de comunidades asociadas a regiones y centros urbanos. En resumen, hemos mostrado que es posible entender procesos sociales complejos por medio del análisis de datos de actividad humana y la teoría de redes complejas. A lo largo de la tesis, hemos comprobado que fenómenos sociales como la influencia, polarización política o reacción a eventos críticos quedan reflejados en los patrones estructurales y dinámicos que presentan la redes construidas a partir de datos de conversaciones en redes sociales de Internet o telefonía móvil. ABSTRACT During daily routines, we are constantly interacting with electronic devices and telecommunication services. Unconsciously, we are massively leaving traces of our activity in the service providers’ databases. These new data sources have the dimensions required to enable the observation of human behavioral patterns at large scales. As a result, there has been an unprecedented explosion of data-driven social research. In this thesis, we develop computational and mathematical methods to analyze social systems by means of the combined study of human activity data and the theory of complex networks. Our goal is to characterize and understand the emergent systems from human interactions on the new technological spaces, such as the online social network Twitter and mobile phones. We analyze systems by means of the construction of complex networks and temporal series, studying their structure, functioning and temporal evolution. We also investigate on the nature of the observed patterns, by means of the mechanisms that rule the interactions among individuals, as well as on the impact of critical events on the system’s behavior. For this purpose, we have proposed models that explain the global structures and the emergent dynamics of information flow in the system. In the studies of the online social network Twitter, we have based our analysis on specific conversations, such as political protests, important announcements and electoral processes. From the messages related to the conversations, we identify the participant users and build networks of interactions with them. We specifically build one network to represent whoreceives- whose-messages and another to represent who-propagates-whose-messages. In general, we have found that these structures have complex properties, such as explosive growth and scale-free degree distributions. Based on the topological properties of these networks, we have identified three types of user behavior that determine the information flow dynamics due to their influence. In order to measure the users’ influence on the conversations, we have introduced a new measure called user efficiency. It is defined as the number of retransmissions obtained by message posted, and it measures the effects of the individual activity on the collective reacixtions. We have observed that the probability distribution of this property is ubiquitous across several Twitter conversation, regardlessly of their dimension or social context. Therefore, we suggest that there is a universal behavior in the relationship between individual efforts and collective reactions on Twitter. In order to explain the different factors that determine the user efficiency distribution, we have developed a computational model to simulate the diffusion of messages on Twitter, based on the mechanism of independent cascades. This model, allows us to measure the impact on the emergent efficiency distribution of the underlying network topology, as well as the way that users post messages. The results indicate that the emergence of an exclusive group of highly efficient users depends upon the heterogeneity of the underlying network instead of the individual behavior. Moreover, we have also developed techniques to infer the degree of polarization in social networks. We propose a methodology to estimate opinions in social networks and to measure the degree of polarization in the obtained opinions. We have designed a model to study the effects of the opinions of a small group of influential users, called elite, on the opinions of the majority of users. The model results in an opinions distribution to which we measure the degree of polarization. We apply our methodology to measure the polarization on graphs from the messages diffusion process, during a conversation on Twitter from a polarized society. The results are in very good agreement with offline and contextual data. With this study, we have shown that our methodology is capable of detecting several degrees of polarization depending on the structure of the networks. Finally, we have also inferred the human behavior from mobile phones’ data. On the one hand, we have characterized the impact of natural disasters, like flooding, on the collective behavior. We found that the communication patterns are abruptly altered in the areas affected by the catastrophe. Therefore, we demonstrate that we could measure the impact of the disaster on the region, almost in real-time and without needing to deploy further efforts. On the other hand, we have studied human activity and mobility patterns in order to characterize regional interactions on a developing country. We found that the calls and trajectories networks present community structure associated to regional and urban areas. In summary, we have shown that it is possible to understand complex social processes by means of analyzing human activity data and the theory of complex networks. Along the thesis, we have demonstrated that social phenomena, like influence, polarization and reaction to critical events, are reflected in the structural and dynamical patterns of the networks constructed from data regarding conversations on online social networks and mobile phones.

El papel de los Centros de Difusión Tecnológica dentro del Sistema Regional de Innovación tecnológica de la Comunidad de Madrid

Las políticas europeas de desarrollo de los últimos treinta años han orientado sus objetivos hacia el fomento de la innovación tecnológica a nivel regional mediante la creación de una serie de programas que favorecen la difusión de la tecnología y los intercambios de conocimientos entre los distintos agentes pertenecientes a un mismo sistema de innovación regional. En la Comunidad de Madrid se han elaborado una serie de programas con el objetivo convertir la región en uno de los referentes europeos en materia de innovación tecnológica. Para ello, en Noviembre de 2001, la Dirección General de Innovación Tecnológica presenta las líneas maestras de una primera fase de la estrategia de innovación, modernización y difusión, dentro de un plan de choque que abarcaba los años 2002 y 2003. Este plan de choque 2002-2003 incluía el programa de implantación de una serie de Centros de Difusión Tecnológica (CDTs) repartidos por toda la región con el objetivo principal de contribuir a la difusión de la cultura de la innovación tecnológica y de la sociedad de la información y el conocimiento en el ámbito empresarial, especialmente entre las de menor tamaño, mediante la detección de las principales necesidades de las empresas y el asesoramiento posterior a las mismas. Tras la evaluación realizada sobre la implantación de los CDTs en la Comunidad de Madrid, se advierte que estos Centros están teniendo una buena aceptación y obteniendo buenos resultados dentro del ámbito regional de la Comunidad de Madrid. Si bien es cierto que el programa está tan sólo en fase de iniciación y que todavía no ha llegado a todas las empresas, se pueden prever buenos resultados en cuanto al desarrollo tecnológico de la región gracias en gran parte, a la implantación de estos Centros.

Innovaciones en maquinaria: trabajo colaborativo y gestión en red

Perspectiva de las novedades más destacadas en maquinaria recientes y los premios de la feria SIMA 2015 de París

Desarrollo de una herramienta de verificación para cálculos de difusión mediante COBAYA

El código COBAYA4 es un simulador de núcleo multi-escala que resuelve la ecuación de difusión 3D en multigrupos en geometría cartesiana y hexagonal[3]. Este código ha sido desarrollado en el Departamento de Ingeniería Nuclear desde los años 80[2] ampliando su alcance y funcionalidades de forma continua. Como parte de estos desarrollos es necesaria la verificación continua de que el código sigue teniendo al menos las mismas capacidades que tenía anteriormente. Además es necesario establecer casos de referencia que nos permitan confirmar que los resultados son comparables a los obtenidos con otros códigos con modelos de mayor precisión. El desarrollo de una herramienta informática que automatice la comparación de resultados con versiones anteriores del código y con resultados obtenidos mediante modelos de mayor precisión es crucial para implementar en el código nuevas funcionalidades. El trabajo aquí presentado ha consistido en la generación de la mencionada herramienta y del conjunto de casos de referencia que han constituido la matriz mencionada.

Principales resultados del Proyecto I+G+i“Investigación social de las necesidades, barreras e innovaciones en la oferta deportiva a las mujeres adultas en España”

Martínez del Castillo et al. (1992) advertían que los cambios demográficos, económicos y sociales pueden modificar los hábitos y, por ende, el mercado de servicios deportivos en España. El incremento de la población adulta -1 de cada 3 personas en España- unido a algunos de los efectos de la actual crisis económica -incremento del desempleo, especialmente entre los hombres, y el empleo precario, reducción de ingresos y consumo (Laparra et al., 2012)-, sugieren la conveniencia de realizar investigaciones que, como el presente estudio, tengan como objetivo profundizar en el conocimiento de las repercusiones que estos cambios pudieran haber tenido en los hábitos deportivos de los diferentes grupos poblacionales. Estas investigaciones proporcionarían el conocimiento necesario para que las organizaciones deportivas públicas y privadas puedan adaptar adecuadamente su oferta de servicios de actividad física.

Proyecto Patrimonio Histórico Iberoamericano (PHI): Colaboración y difusión en la Web para la gestión del patrimonio

El artículo presenta el proyecto “Patrimonio Histórico Cultural Iberoamericano” (PHI), el cual agrupa en su fase piloto una red de ocho universidades iberoamericanas, lideradas por la Universidad Politécnica de Madrid, y que tiene como objetivos la difusión de los contenidos generados en el ámbito académico relacionados con el patrimonio histórico y cultural en riesgo y con los bienes que presentan oportunidades para la cooperación al desarrollo. El artículo se divide en tres partes: En la primera de ellas se introduce el proyecto (sus generalidades, fases y objetivos); en la segunda parte se presenta una breve revisión de los aspectos generales de la gestión de la información relacionada con el patrimonio cultural (sistemas de información y esquemas de metadatos) que sirven de marco al proyecto. La tercera parte describe cómo dicha gestión de la información se lleva a cabo en el ámbito de la presente iniciativa (creación y gestión de contenidos, la ficha PHI para la descripción de los casos de estudio) y el sistema de gestión de contenidos en uso. Finalmente se presentan las conclusiones y el trabajo futuro.