Intestinal content detection in capsule endoscopy using robust features

This work covers two aspects. First, it generally compares and summarizes the similarities and differences of state of the art feature detector and descriptor and second it presents a novel approach of detecting intestinal content (in particular bubbles) in capsule endoscopy images. Feature detectors and descriptors providing invariance to change of perspective, scale, signal-noise-ratio and lighting conditions are important and interesting topics in current research and the number of possible applications seems to be numberless. After analysing a selection of in the literature presented approaches, this work investigates in their suitability for applications information extraction in capsule endoscopy images. Eventually, a very good performing detector of intestinal content in capsule endoscopy images is presented. A accurate detection of intestinal content is crucial for all kinds of machine learning approaches and other analysis on capsule endoscopy studies because they occlude the field of view of the capsule camera and therefore those frames need to be excluded from analysis. As a so called “byproduct” of this investigation a graphical user interface supported Feature Analysis Tool is presented to execute and compare the discussed feature detectors and descriptor on arbitrary images, with configurable parameters and visualized their output. As well the presented bubble classifier is part of this tool and if a ground truth is available (or can also be generated using this tool) a detailed visualization of the validation result will be performed.

La formación competencial del niño/a: Bases para una propuesta articulada entre familia y escuela

El present treball vol constatar un fet, que alhora ha resultat motor d'aquest. La realitat tal com se'ns planteja és la següent: sembla que no existeix un model organitzat i globalizador de competències, a manera de paradigma integrat, que relacioni els processos educatius que s'esdevenen en el si de la família i de l'escola. La definició d'aquesta problemàtica tan estretament relacionada amb la tasca docent ens ha conduït a plantejar una hipòtesi d'investigació, que pot formular-se d'aquesta manera. El nostre sistema educatiu preveu la implicació de la institució familiar en la formació competencial dels escolars?, i si és així, ens plantegem la segona qüestió: és possible elaborar un model de formació competencial que articuli els processos educatius que s'esdevenen en el si de la família i de l'escola de forma operativa i integrada? Per aconseguir respondre a aquestes qüestions s'inicia el treball amb l'estudi i posterior exposició dels següents punts: el marc legislatiu més recent, (des de la primera norma postconstitucional que va regular la participació dels pares a l'escola fins als nostres dies), les propostes formulades pels Consells Escolars Autonòmics i de l'Estat en les seves trobades anuals i les dades obtingudes de diversos informes realitzats pel INCE sobre la participació dels pares a l'escola. Tenint en compte que el nucli de la recerca gira al voltant de la relació família-escola a nivell competencial, s’exposa -més endavant- el marc legal i institucional, que actualment sembla favorable a la viabilitat d'un desenvolupament competencial comú entre família i escola . A continuació, es mostren unes taules amb indicadors que facilitaran l'estudi de la potencial relació entre les competències que es desenvolupen a l'escola i les que es donen en la família. Els aspectes relacionats amb la família els obtindrem de les aportacions trobades en obres i documents de pedagogs rellevants com Pestalozzi, Froebel, Montessori i Decroly. Al final del treball podem trobar -mitjançant l'assignació d'indicadors o descriptors- la relació que s'estableix entre les accions familiars i les competències escolars. Aquest treball permet postular que no només és possible articular una formació competencial del nen / a en la família i l'escola, sinó que les dues institucions educatives són articulables i sinèrgiques en aquest desenvolupament, optimitzant la formació competencial.

Modelling the distribution of bats in relation to landscape structure in a temperate mountain environment

1. Landscape modification is often considered the principal cause of population decline in many bat species. Thus, schemes for bat conservation rely heavily on knowledge about species-landscape relationships. So far, however, few studies have quantified the possible influence of landscape structure on large-scale spatial patterns in bat communities. 2. This study presents quantitative models that use landscape structure to predict (i) spatial patterns in overall community composition and (ii) individual species' distributions through canonical correspondence analysis and generalized linear models, respectively. A geographical information system (GIS) was then used to draw up maps of (i) overall community patterns and (ii) distribution of potential species' habitats. These models relied on field data from the Swiss Jura mountains. 3. Fight descriptors of landscape structure accounted for 30% of the variation in bat community composition. For some species, more than 60% of the variance in distribution could be explained by landscape structure. Elevation, forest or woodland cover, lakes and suburbs, were the most frequent predictors. 4. This study shows that community composition in bats is related to landscape structure through species-specific relationships to resources. Due to their nocturnal activities and the difficulties of remote identification, a comprehensive bat census is rarely possible, and we suggest that predictive modelling of the type described here provides an indispensable conservation tool.

Obtenció de nous anàlegs amb activitat brassinoesteroide mitjançant modelització molecular i síntesi

Els brassinoesteroides són productes naturals que actuen com a potents reguladors del creixement vegetal. Presenten aplicacions prometedores en l’agricultura degut a que, aplicats exògenament, augmenten la qualitat i la quantitat de les collites. Ara bé, el seu ús s’ha vist restringit degut a la seva costosa obtenció. Aquest fet ha motivat la recerca de nous compostos actius més assequibles. En aquest projecte es planteja el disseny i obtenció de nous anàlegs seguint diferents estratègies que impliquen tant l’ús de mètodes de modelització molecular com de síntesi orgànica. La primera d’aquestes estratègies consisteix en buscar compostos actius en bases de dades de compostos comercials a través de processos de Virtual Screening desenvolupats amb mètodes computacionals basats en Camps d’Interacció Molecular. Així, es van establir i interpretar models de Relacions Quantitatives Estructura-Activitat (QSAR) emprant descriptors independents de l’alineament (GRIND) i, amb col•laboració amb la Universitat de Perugia, aquest criteri de cerca es va ampliar amb l’aplicació de descriptors FLAP de nova generació. Una altra estratègia es va basar en intentar substituir l’esquelet esteroide dels brassinoesteroides per una estructura equivalent, fixant com a cadena lateral el grup (R)-hexahidromandelil. S’han aplicat dos criteris: mètodes computacionals basats en models QSAR establerts amb descriptors GRIND i també en la metodologia SHOP (scaffold hopping), i, per altra banda, anàlegs proposats racionalment a partir d’un estudi efectuat sobre disruptors endocrins no esteroïdals. Sobre les estructures trobades s’hi va unir la cadena lateral comercial esmentada per via sintètica, en la qual s’ha hagut de fer un èmfasi especial en grups protectors. En total, 49 estructures es proposen per a ser obtingudes sintèticament. També s’ha treballat en l’obtenció un agonista derivat de l’hipotètic antagonista KM-01. Totes les molècules candidates, ja siguin comercials o obtingudes sintèticament, estant sent avaluades en el test d’inclinació de la làmina d’arròs (RLIT).

Ambulatory healthcare information system: a conceptual framework

Despite the tremendous amount of data collected in the field of ambulatory care, political authorities still lack synthetic indicators to provide them with a global view of health services utilization and costs related to various types of diseases. Moreover, public health indicators fail to provide useful information for physicians' accountability purposes. The approach is based on the Swiss context, which is characterized by the greatest frequency of medical visits in Europe, the highest rate of growth for care expenditure, poor public information but a lot of structured data (new fee system introduced in 2004). The proposed conceptual framework is universal and based on descriptors of six entities: general population, people with poor health, patients, services, resources and effects. We show that most conceptual shortcomings can be overcome and that the proposed indicators can be achieved without threatening privacy protection, using modern cryptographic techniques. Twelve indicators are suggested for the surveillance of the ambulatory care system, almost all based on routinely available data: morbidity, accessibility, relevancy, adequacy, productivity, efficacy (from the points of view of the population, people with poor health, and patients), effectiveness, efficiency, health services coverage and financing. The additional costs of this surveillance system should not exceed Euro 2 million per year (Euro 0.3 per capita).

On the writer identification in old handwritten music scores

Report for the scientific sojourn at the University of Bern, Swiss, from Mars until June 2008. Writer identification consists in determining the writer of a piece of handwriting from a set of writers. Even though an important amount of compositions contains handwritten text in the music scores, the aim of the work is to use only music notation to determine the author. It’s been developed two approaches for writer identification in old handwritten music scores. The methods proposed extract features from every music line, and also features from a texture image of music symbols. First of all, the music sheet is first preprocessed for obtaining a binarized music score without the staff lines. The classification is performed using a k-NN classifier based on Euclidean distance. The proposed method has been tested on a database of old music scores from the 17th to 19th centuries, achieving encouraging identification rates.

Processament de música basat en el seu contingut

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la National University of Singapore Singapur, entre juliol i octubre del 2007. Donada l'explosió de la música a l'internet i la ràpida expansió de les col•leccions de música digital, un repte clau en l'àrea de la informació musical és el desenvolupament de sistemes de processament musical eficients i confiables. L'objectiu de la investigació proposada ha estat treballar en diferents aspectes de l'extracció, modelatge i processat del contingut musical. En particular, s’ha treballat en l'extracció, l'anàlisi i la manipulació de descriptors d'àudio de baix nivell, el modelatge de processos musicals, l'estudi i desenvolupament de tècniques d'aprenentatge automàtic per a processar àudio, i la identificació i extracció d'atributs musicals d'alt nivell. S’han revisat i millorat alguns components d'anàlisis d'àudio i revisat components per a l'extracció de descriptors inter-nota i intra-nota en enregistraments monofónics d'àudio. S’ha aplicat treball previ en Tempo a la formalització de diferents tasques musicals. Finalment, s’ha investigat el processat d'alt nivell de música basandonos en el seu contingut. Com exemple d'això, s’ha investigat com músics professionals expressen i comuniquen la seva interpretació del contingut musical i emocional de peces musicals, i hem usat aquesta informació per a identificar automàticament intèrprets. S’han estudiat les desviacions en paràmetres com to, temps, amplitud i timbre a nivell inter-nota i intra-nota.

Influència de la música sobre l'atenció humana: especial a la metodologia d'anàlisi, tot combinant metodologia quantitavia amb qualitativa (mix method)

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la University of Calgary, Canadà, entre desembre del 2007 i febrer del 2008. El projecte ha consistit en l'anàlisi de les dades d'una recerca en el camp de la psicologia de la música, concretament en com influeix la música en l'atenció a través de les vies dels estats emocionals i enèrgics de la persona. Per a la recerca es feu ús de videu en les sessions, obtenint dades visuals i auditives per a complementar les dades de tipus quantitatiu provinents dels resultats d'uns tests d'atenció subministrats. L'anàlisi es realitzà segons mètodes i tècniques de caràcter qualitatiu, apresos durant l'estada. Així mateix també s'ha aprofundit en la comprensió del paradigma qualitatiu com a paradigma vàlid i realment complementari del paradigma qualitatiu. S'ha focalitzat especialment en l'anàlisi de la conversa des d'un punt de vista interpretatiu així com l'anàlisi de llenguatge corporal i facial a partir de l'observació de videu, tot formulant descriptors i subdescriptors de la conducta que està relacionada amb la hipòtesis. Alguns descriptors havien estat formulats prèviament a l’anàlisi, en base a altres investigacions i al background de la investigadora; altres s’han anat descobrint durant l’anàlisi. Els descriptors i subdescriptors de la conducta estan relacionats amb l'intent dels estats anímics i enèrgics dels diferents participants. L'anàlisi s'ha realitzat com un estudi de casos, fent un anàlisi exhaustiu persona per persona amb l'objectiu de trobar patrons de reacció intrapersonals i intrapersonals. Els patrons observats s'utilitzaran com a contrast amb la informació quantitativa, tot realitzant triangulació amb les dades per trobar-ne possibles recolzaments o contradiccions entre sí. Els resultats preliminars indiquen relació entre el tipus de música i el comportament, sent que la música d'emotivitat negativa està associada a un tancament de la persona, però quan la música és enèrgica els participants s'activen (conductualment observat) i somriuen si aquesta és positiva.

Approaches to identifying and quantifying polycyclic aromatic hydrocarbons of molecular weight 302 in diesel particulates

Among the PAH class of compounds, high molecular weight PAH are now considered as relevant cancer inducers, but not all of them have the same biological activity. However, their analysis is difficult, mainly due to the presence of numerous isomers and due to their low volatility. Retention indices (Ri) for 13 dibenzopyrenes and homologues were determined by high-resolution capillary gas chromatography (GC) with four different stationary phases: a 5% phenyl-substituted methylpolysiloxane column (DB-5 ms), a 35% phenyl-substituted methylpolysiloxane column (BPX-35), a 50% phenyl-substituted methylpolysiloxane column (BPX-50), and a 35% trifluoropropylmethyl polysiloxane stationary phase (Rtx-200). Correlations for retention on each phase were investigated by using 8 independent molecular descriptors. Ri has been shown to be linearly correlated to PAH volume, polarisability alpha, Hückel-pi energy on the four examined columns. Ionisation potential Ip is a fourth variable which improves the regression model for DB-5ms, BPX-35, and BPX-50 column. Correlation coefficients ranging from r2 = 0.935 to r2 = 0.952 are then observed. Application of these indices to the identification and quantification of PAH with MW 302 in certified diesel particulate matter SRM 1650a is presented and discussed. [Authors]

Spatial Analysis of Cell Composition Data

A version of Matheron’s discrete Gaussian model is applied to cell composition data.The examples are for map patterns of felsic metavolcanics in two different areas. Q-Qplots of the model for cell values representing proportion of 10 km x 10 km cell areaunderlain by this rock type are approximately linear, and the line of best fit can be usedto estimate the parameters of the model. It is also shown that felsic metavolcanics in theAbitibi area of the Canadian Shield can be modeled as a fractal

Scene Classification Using a Hybrid Generative/Discriminative Approach

We investigate whether dimensionality reduction using a latent generative model is beneficial for the task of weakly supervised scene classification. In detail, we are given a set of labeled images of scenes (for example, coast, forest, city, river, etc.), and our objective is to classify a new image into one of these categories. Our approach consists of first discovering latent ";topics"; using probabilistic Latent Semantic Analysis (pLSA), a generative model from the statistical text literature here applied to a bag of visual words representation for each image, and subsequently, training a multiway classifier on the topic distribution vector for each image. We compare this approach to that of representing each image by a bag of visual words vector directly and training a multiway classifier on these vectors. To this end, we introduce a novel vocabulary using dense color SIFT descriptors and then investigate the classification performance under changes in the size of the visual vocabulary, the number of latent topics learned, and the type of discriminative classifier used (k-nearest neighbor or SVM). We achieve superior classification performance to recent publications that have used a bag of visual word representation, in all cases, using the authors' own data sets and testing protocols. We also investigate the gain in adding spatial information. We show applications to image retrieval with relevance feedback and to scene classification in videos

Shape complexity based on mutual information

Shape complexity has recently received attention from different fields, such as computer vision and psychology. In this paper, integral geometry and information theory tools are applied to quantify the shape complexity from two different perspectives: from the inside of the object, we evaluate its degree of structure or correlation between its surfaces (inner complexity), and from the outside, we compute its degree of interaction with the circumscribing sphere (outer complexity). Our shape complexity measures are based on the following two facts: uniformly distributed global lines crossing an object define a continuous information channel and the continuous mutual information of this channel is independent of the object discretisation and invariant to translations, rotations, and changes of scale. The measures introduced in this paper can be potentially used as shape descriptors for object recognition, image retrieval, object localisation, tumour analysis, and protein docking, among others

MAPI: towards the integrated exploitation of bioinformatics Web Services.

BACKGROUND. Bioinformatics is commonly featured as a well assorted list of available web resources. Although diversity of services is positive in general, the proliferation of tools, their dispersion and heterogeneity complicate the integrated exploitation of such data processing capacity. RESULTS. To facilitate the construction of software clients and make integrated use of this variety of tools, we present a modular programmatic application interface (MAPI) that provides the necessary functionality for uniform representation of Web Services metadata descriptors including their management and invocation protocols of the services which they represent. This document describes the main functionality of the framework and how it can be used to facilitate the deployment of new software under a unified structure of bioinformatics Web Services. A notable feature of MAPI is the modular organization of the functionality into different modules associated with specific tasks. This means that only the modules needed for the client have to be installed, and that the module functionality can be extended without the need for re-writing the software client. CONCLUSIONS. The potential utility and versatility of the software library has been demonstrated by the implementation of several currently available clients that cover different aspects of integrated data processing, ranging from service discovery to service invocation with advanced features such as workflows composition and asynchronous services calls to multiple types of Web Services including those registered in repositories (e.g. GRID-based, SOAP, BioMOBY, R-bioconductor, and others).

ARI: Agent Recaptador d'Informació : desenvolupament d'una aplicació que reculli informació de portals web dedicats a la gestió de premsa

Tenint en compte l’evolució a Internet dels portals d’informació dels mitjans de comunicació, sorgeix la idea d’un motor de cerca orientat a la recaptació de notícies dispersades per les diferents pàgines web dels grans mitjans de comunicació espanyols, que permetés obtenir informació sobre “descriptors contractats” pels usuaris d’un portal. El primer objectiu és l’anàlisi de les necessitats que es volen cobrir per a un hipotètic client de l’aplicació, el segon és en l’àmbit algorítmic, cal obtenir una metodologia de treball que permeti l’obtenció de la notícia. En l’àmbit de la programació es consideren tres etapes: descarregar les pàgines web necessàries, que es farà mitjançant les eines que proporciona la llibreria cUrl; l’anàlisi de les notícies (obtenir tots els enllaços que corresponen a notícies, filtrar els descriptors per decidir si cal guardar la notícia, analitzar l’estructura interna de les notícies seleccionades per guardar-ne només les parts establertes), i la base de dades que ens ha de permetre organitzar i gestionar les notícies escollides

Exploration of alpine orographic precipitation patterns with radar image processing and clustering techniques

A methodology of exploratory data analysis investigating the phenomenon of orographic precipitation enhancement is proposed. The precipitation observations obtained from three Swiss Doppler weather radars are analysed for the major precipitation event of August 2005 in the Alps. Image processing techniques are used to detect significant precipitation cells/pixels from radar images while filtering out spurious effects due to ground clutter. The contribution of topography to precipitation patterns is described by an extensive set of topographical descriptors computed from the digital elevation model at multiple spatial scales. Additionally, the motion vector field is derived from subsequent radar images and integrated into a set of topographic features to highlight the slopes exposed to main flows. Following the exploratory data analysis with a recent algorithm of spectral clustering, it is shown that orographic precipitation cells are generated under specific flow and topographic conditions. Repeatability of precipitation patterns in particular spatial locations is found to be linked to specific local terrain shapes, e.g. at the top of hills and on the upwind side of the mountains. This methodology and our empirical findings for the Alpine region provide a basis for building computational data-driven models of orographic enhancement and triggering of precipitation. Copyright (C) 2011 Royal Meteorological Society .