Evaluating perceptual maps of asymmetries for gait symmetry quantification and pathology detection

Le mouvement de la marche est un processus essentiel de l'activité humaine et aussi le résultat de nombreuses interactions collaboratives entre les systèmes neurologiques, articulaires et musculo-squelettiques fonctionnant ensemble efficacement. Ceci explique pourquoi une analyse de la marche est aujourd'hui de plus en plus utilisée pour le diagnostic (et aussi la prévention) de différents types de maladies (neurologiques, musculaires, orthopédique, etc.). Ce rapport présente une nouvelle méthode pour visualiser rapidement les différentes parties du corps humain liées à une possible asymétrie (temporellement invariante par translation) existant dans la démarche d'un patient pour une possible utilisation clinique quotidienne. L'objectif est de fournir une méthode à la fois facile et peu dispendieuse permettant la mesure et l'affichage visuel, d'une manière intuitive et perceptive, des différentes parties asymétriques d'une démarche. La méthode proposée repose sur l'utilisation d'un capteur de profondeur peu dispendieux (la Kinect) qui est très bien adaptée pour un diagnostique rapide effectué dans de petites salles médicales car ce capteur est d'une part facile à installer et ne nécessitant aucun marqueur. L'algorithme que nous allons présenter est basé sur le fait que la marche saine possède des propriétés de symétrie (relativement à une invariance temporelle) dans le plan coronal.

Développement d’un modèle de classification probabiliste pour la cartographie du couvert nival dans les bassins versants d’Hydro-Québec à l’aide de données de micro-ondes passives

Chaque jour, des décisions doivent être prises quant à la quantité d'hydroélectricité produite au Québec. Ces décisions reposent sur la prévision des apports en eau dans les bassins versants produite à l'aide de modèles hydrologiques. Ces modèles prennent en compte plusieurs facteurs, dont notamment la présence ou l'absence de neige au sol. Cette information est primordiale durant la fonte printanière pour anticiper les apports à venir, puisqu'entre 30 et 40% du volume de crue peut provenir de la fonte du couvert nival. Il est donc nécessaire pour les prévisionnistes de pouvoir suivre l'évolution du couvert de neige de façon quotidienne afin d'ajuster leurs prévisions selon le phénomène de fonte. Des méthodes pour cartographier la neige au sol sont actuellement utilisées à l'Institut de recherche d'Hydro-Québec (IREQ), mais elles présentent quelques lacunes. Ce mémoire a pour objectif d'utiliser des données de télédétection en micro-ondes passives (le gradient de températures de brillance en position verticale (GTV)) à l'aide d'une approche statistique afin de produire des cartes neige/non-neige et d'en quantifier l'incertitude de classification. Pour ce faire, le GTV a été utilisé afin de calculer une probabilité de neige quotidienne via les mélanges de lois normales selon la statistique bayésienne. Par la suite, ces probabilités ont été modélisées à l'aide de la régression linéaire sur les logits et des cartographies du couvert nival ont été produites. Les résultats des modèles ont été validés qualitativement et quantitativement, puis leur intégration à Hydro-Québec a été discutée.

Photorealistic Surface Rendering with Microfacet Theory

La synthèse d'images dites photoréalistes nécessite d'évaluer numériquement la manière dont la lumière et la matière interagissent physiquement, ce qui, malgré la puissance de calcul impressionnante dont nous bénéficions aujourd'hui et qui ne cesse d'augmenter, est encore bien loin de devenir une tâche triviale pour nos ordinateurs. Ceci est dû en majeure partie à la manière dont nous représentons les objets: afin de reproduire les interactions subtiles qui mènent à la perception du détail, il est nécessaire de modéliser des quantités phénoménales de géométries. Au moment du rendu, cette complexité conduit inexorablement à de lourdes requêtes d'entrées-sorties, qui, couplées à des évaluations d'opérateurs de filtrage complexes, rendent les temps de calcul nécessaires à produire des images sans défaut totalement déraisonnables. Afin de pallier ces limitations sous les contraintes actuelles, il est nécessaire de dériver une représentation multiéchelle de la matière. Dans cette thèse, nous construisons une telle représentation pour la matière dont l'interface correspond à une surface perturbée, une configuration qui se construit généralement via des cartes d'élévations en infographie. Nous dérivons notre représentation dans le contexte de la théorie des microfacettes (conçue à l'origine pour modéliser la réflectance de surfaces rugueuses), que nous présentons d'abord, puis augmentons en deux temps. Dans un premier temps, nous rendons la théorie applicable à travers plusieurs échelles d'observation en la généralisant aux statistiques de microfacettes décentrées. Dans l'autre, nous dérivons une procédure d'inversion capable de reconstruire les statistiques de microfacettes à partir de réponses de réflexion d'un matériau arbitraire dans les configurations de rétroréflexion. Nous montrons comment cette théorie augmentée peut être exploitée afin de dériver un opérateur général et efficace de rééchantillonnage approximatif de cartes d'élévations qui (a) préserve l'anisotropie du transport de la lumière pour n'importe quelle résolution, (b) peut être appliqué en amont du rendu et stocké dans des MIP maps afin de diminuer drastiquement le nombre de requêtes d'entrées-sorties, et (c) simplifie de manière considérable les opérations de filtrage par pixel, le tout conduisant à des temps de rendu plus courts. Afin de valider et démontrer l'efficacité de notre opérateur, nous synthétisons des images photoréalistes anticrenelées et les comparons à des images de référence. De plus, nous fournissons une implantation C++ complète tout au long de la dissertation afin de faciliter la reproduction des résultats obtenus. Nous concluons avec une discussion portant sur les limitations de notre approche, ainsi que sur les verrous restant à lever afin de dériver une représentation multiéchelle de la matière encore plus générale.

Investigations on the Dynamics of Combination Maps and the Analysis of Bifurcation in a Discontinuous Logistic Map

This thesis is a study of discrete nonlinear systems represented by one dimensional mappings.As one dimensional interative maps represent Poincarre sections of higher dimensional flows,they offer a convenient means to understand the dynamical evolution of many physical systems.It highlighting the basic ideas of deterministic chaos.Qualitative and quantitative measures for the detection and characterization of chaos in nonlinear systems are discussed.Some simple mathematical models exhibiting chaos are presented.The bifurcation scenario and the possible routes to chaos are explained.It present the results of the numerical computational of the Lyapunov exponents (λ) of one dimensional maps.This thesis focuses on the results obtained by our investigations on combinations maps,scaling behaviour of the Lyapunov characteristic exponents of one dimensional maps and the nature of bifurcations in a discontinous logistic map.It gives a review of the major routes to chaos in dissipative systems,namely, Period-doubling ,Intermittency and Crises.This study gives a theoretical understanding of the route to chaos in discontinous systems.A detailed analysis of the dynamics of a discontinous logistic map is carried out, both analytically and numerically ,to understand the route it follows to chaos.The present analysis deals only with the case of the discontinuity parameter applied to the right half of the interval of mapping.A detailed analysis for the n –furcations of various periodicities can be made and a more general theory for the map with discontinuities applied at different positions can be on a similar footing

A Microstrip Patch Resonator with a Via Connecting Ground Plane

patch resonator with a via connecting ground plane is proposed and studied experimentally. The resonant frequency of this patch resonator is tunable up to about 34 % by adjusting the via position in the center line. The lowest resonant frequency of this patch resonator has been reduced by more than 64% of the same size patch resonator

Design and Analysis of Microstrip Lines with EBG-Backed Ground Planes of Different Geometrical Shapes

Propagation of electromagnetic waves through a microstrip line with 2D electromagnetic baud gap (EBG) structures of different geometrical shapes in the ground plane is investigated in this paper. Using transmission-line theory, the design equations for EBG structures are calculated. The measured, numerical. and simulated results are in gone) agreement

Study on tropical rain with special reference to rain Drop Size Distribution and integral rain parameters using ground-based and satellite measurements

Department of Physics, Cochin University of Science and Technology

Investigations on the Radiation Characteristics of Planar Printed UWB Antennas With Modified Ground Planes

A major challenge in the transmission of narrow pulses is the radiation characteristics of the antenna. Designing the front ends for UWB systems pose challenges compared to their narrow and wide band counterparts because in addition to having electrically small size, high efficiency and band width, the antenna has to have excellent transient response. The present work deals with the design of four novel antenna designs- Square Monopole, Semi-Elliptic Slot, Step and Linear Tapered slot - and an assay on their suitability in UWB Systems. Multiple resonances in the geometry are matched to UWB by redesigning the ground-patch interfaces. Techniques to avoid narrow band interference is proposed in the antenna level and their effect on a nano second pulse have also been investigated. The thesis proposes design guidelines to design the antenna on laminates of any permittivity and the analyzes are complete with results in the frequency and time domains.

Scaling relations in the Lyapunov exponents of one dimensional maps

We establish numerically the validity of Huberman-Rudnick scaling relation for Lyapunov exponents during the period doubling route to chaos in one dimensional maps. We extend our studies to the context of a combination map. where the scaling index is found to be different.

Investigations on Broadband Plannar Monoplole Antennas with Truncated Ground Plane

The space constraints on wireless gadgets is a challenge to antenna designers as the ground plane dimensions of the printed monopole significantly affect s the antenna characteristics.Investigations on ground plane truncations have led to the development of an extremely broad band printed monopole antenna.Omnidirectional radiation characteristics with moderate gain makes this antenna highly suitable for mobile/wireless applications .This thesis also highlights the development of UWB printed antenna along with design equations .Optimum ground plane dimensions for compact antenna applications,folding technique for miniaturization and double folding for dual band application are the other highlights of this thesis.

Studies on the macrobenthos of mudbanks of Southwest cost of India

The present study was undsrtaken.with the objectives to assess the distribution and density of population of benthic animals with special reference to macrofauna from the south west coast of India from ' Malippursa 1 in the north to Alleppey in the south, to evaluate significant difference, if any, in the number and distribution of animals in th md bank regions and other intermittent stations, to examine the influence of bottom stability on the distribution of fauna, to observe the effect of the environmental parameters on the distribution pattern of nacrofauna, and to evaluate the nature and depthpwise distribution of the benthic fishery. The region selected for the investigation is one of the nest important fishing grounds in India for bottom fishing especially for prawns, covering a distance of about 60 kns in length.total number of thirty stations in five transects at right angles to the coast, each consisting of six stations were surveyed. The six stations in a transect were at depths of 5 m, 10m, 20:, 30:, 35m and 45m respectively formation of the Iudbanke, popularly known as 'Ghaknra' in the local language, is a peculiar phenomenon along the ooaet of Kerala and provides a good fishing ground.quantitative distribution of the mecrofauna chewed that the maximum number of organism was near the 35 n contour line in the first three profiles whereas in the fourth and fifth profiles it was at 20 n and 30 m depth respectively. The density of the fauna wee comparatively poor in shallow water etatione at depths 5-‘IO M.was a general decline in the numerical abundance and biomass of the bottom fauna in all the stations during the monsoon period. There has been very little yearly change in the composition of the fauna during the two years‘ study.

Ground-state self-consistent calculation of quantum dots under magnetic fields: Addition spectrum

A density-functional self-consistent calculation of the ground-state electronic density of quantum dots under an arbitrary magnetic field is performed. We consider a parabolic lateral confining potential. The addition energy, E(N+1)-E(N), where N is the number of electrons, is compared with experimental data and the different contributions to the energy are analyzed. The Hamiltonian is modeled by a density functional, which includes the exchange and correlation interactions and the local formation of Landau levels for different equilibrium spin populations. We obtain an analytical expression for the critical density under which spontaneous polarization, induced by the exchange interaction, takes place.

Coastal and ground water pollution in Kavaratti island, Lakshadweep sea

The tiniest Union territory of India, Lakshadweep, is an archipelago, with an area of 32 Sq. km. consisting of 12 atolls, three reefs and five submerged banks, lies between 8° and 12°30'N latitudes and 71° and 74" E longitudes. It is one of the most important and critical territories of India from economic and defence point of view. Specialised environment having typical geological set up, Lakshadweep is ecologically sensitive to even slight climatic or anthropogenic interference. Pollution of coastal seas, over exploitation and contamination of the fresh water sources are thus become great concerns to the existence of the island. Typical geological set up and interference cause threat to the ecology of the fragile environment and resources of the island as well as its resources. Marine pollution and ground water contamination are concerns in this regard. Even though attentions were made to assess the physico—chemical and bacteriological status of the marine and groundwater systems separately, an integrated approach has not been evolved. The present study with its broad objectives is attempted for an integrated assessment of microbiological, physicochemical and biological characteristics of the surrounding seawater and microbiological and physico—chemical characteristics of the ground water in Kavaratti island. The entire study has been organised in 4 chapters