Desenvolupament de programari per a la compressió d'imatges utilitzant els wavelets com a alternativa a la transformada del cosinus

L'objectiu que es persegueix en aquest treball és el d'aprofundir en el món de les tecnologies emprades en la compressió d'imatges. S'introdueixen els conceptes més elementals per així donar un repàs als diferents mètodes tecnològics que s'utilitzen per a la compressió, mirant en detall un dels estàndards més utilitzats en l'actualitat, el JPEG.

Estudi teòric de nanotubs de nitrur de bor d'interès biomèdic

La integració dels materials biocompatibles en la nanotecnologia ha permès aquesta àrea tenir aplicacions en els camps de la biologia i la medicina, un fet que ha donat lloc a l'aparició de la nanobiotecnologia. La gran majoria d'aquestes aplicacions es basen en un aspecte fonamental: la interacció que es dóna entre els constituents biològics (normalment proteïnes) i els materials biocompatibles. Els nanotubs de carboni presenten una citotoxicitat inherent, mentre que els de nitrur de bor (BNNTs), isòsters amb els de carboni, són inherentment no-citotòxics i mostren una afinitat natural per les proteïnes. En aquesta memòria es presenten els resultats obtinguts de la interacció de BNNTs amb constituents bàsics biomoleculars (molècules que representen grups funcionals i aminoàcids) en absència de solvent mitjançant tècniques de modelatge i càlculs químic-quàntics amb tractament periòdic realitzats amb el codi CRYSTAL09. En primer lloc, s'ha trobat que els mètodes DFT basats en el GGA donen valors de band gap excessivament baixos (2.7 - 4.6 eV) comparat amb el valor experimental (5.5 eV), mentre que el funcional híbrid B3LYP dóna bons valors de band gap, el més acurat essent un BNNT amb índex (9,0), (5.4 eV). S'ha determinat que la interacció de BNNTs amb molècules pot venir guiat per: i) interaccions datives amb el B; ii) enllaç d'H amb el N; iii) interaccions pi-stacking. Les dues primeres forces d'interacció es veuen afavorides en BNNTs de radi petit, els quals interaccionen molt favorablement amb molècules polars, mentre que les terceres es veuen afavorides en BNNTs de radi gran, els quals interaccionen molt favorablement amb sistemes aromàtics o que continguin dobles enllaços. S'ha estudiat la interacció de BNNTs(6,0) amb molècules que contenen grups funcionals presents en residus aminoàcids i s'ha establert una escala d'afinitats relativa, la qual indica que tenen la major interacció aquelles molècules que estableixen interaccions datives B(nanotub)-N(molècula), seguit d’aquelles molècules que poden establir interaccions de tipus pi-stacking, i acabant amb aquelles molècules que estableixen interaccions datives B(nanotub)-O(molècula). Per últim s'ha estudiat la interacció de BNNTs amb diferents aminoàcids (glicina, lisina, àcid glutàmic i fenilalanina) i s'ha establert una escala d'afinitats relativa, la qual està d'acord amb les tendències observades per les molècules que contenen grups funcionals de residus aminoàcids.

Modelització de les propietats òptiques de partícules metàl•liques en matriu dielèctrica

En el marc del projecte "Modelització de les propietats òptiques de partícules metàl•liques en matriu dielèctrica" s'han desenvolupat un conjunt d'eines numèriques que permeten avançar en l'ús de l'espectroscòpia òptica per a l'obtenció d'informació morfològica de materials compostos consistents en partícules metàl•liques en matriu dielèctrica. S'han implementat esquemes numèrics per a calcular les propietats òptiques de materials compostos on les partícules poden presentar una distribució de mides i formes i diferent graus d'ordenament espacial. Les simulacions s'han realitzat a dos nivells: i) amb l’aproximació quasi-estàtica, que permet descriure el comportament d'aquests materials en termes de constants òptiques efectives i ii) amb càlculs electrodinàmics exactes, que han servit per avaluar la validesa de l’aproximació anterior i que han permès d'estudiar la interacció de partícules amb feixos de llum focalitzats o amb polarització no homogènia. A través de l’anàlisi d'aquestes simulacions, s'han desenvolupat models senzills que permeten parametritzar la influència de diferents quantitats físiques en el comportament òptic del material. Aquests models s'han implementat en un programari de càlcul que permeten trobar el valor òptim dels paràmetres físics d'interès mitjançant l'ajust d'espectres òptics. Els models s'han avaluat amb l'anàlisi de dades experimentals subministrades per altres laboratoris.

Identifying protein-coding genes in genomic sequences

The vast majority of the biology of a newly sequenced genome is inferred from the set of encoded proteins. Predicting this set is therefore invariably the first step after the completion of the genome DNA sequence. Here we review the main computational pipelines used to generate the human reference protein-coding gene sets.

Comparative gene finding in chicken indicates that we are closing in on the set of multi-exonic widely-expressed human genes

The recent availability of the chicken genome sequence poses the question of whether there are human protein-coding genes conserved in chicken that are currently not included in the human gene catalog. Here, we show, using comparative gene finding followed by experimental verification of exon pairs by RT–PCR, that the addition to the multi-exonic subset of this catalog could be as little as 0.2%, suggesting that we may be closing in on the human gene set. Our protocol, however, has two shortcomings: (i) the bioinformatic screening of the predicted genes, applied to filter out false positives, cannot handle intronless genes; and (ii) the experimental verification could fail to identify expression at a specific developmental time. This highlights the importance of developing methods that could provide a reliable estimate of the number of these two types of genes.

Gene finding in the chicken genome

Background: Despite the continuous production of genome sequence for a number of organisms,reliable, comprehensive, and cost effective gene prediction remains problematic. This is particularlytrue for genomes for which there is not a large collection of known gene sequences, such as therecently published chicken genome. We used the chicken sequence to test comparative andhomology-based gene-finding methods followed by experimental validation as an effective genomeannotation method.Results: We performed experimental evaluation by RT-PCR of three different computational genefinders, Ensembl, SGP2 and TWINSCAN, applied to the chicken genome. A Venn diagram wascomputed and each component of it was evaluated. The results showed that de novo comparativemethods can identify up to about 700 chicken genes with no previous evidence of expression, andcan correctly extend about 40% of homology-based predictions at the 5' end.Conclusions: De novo comparative gene prediction followed by experimental verification iseffective at enhancing the annotation of the newly sequenced genomes provided by standardhomology-based methods.

Transcription factor map alignment of promoter regions

We address the problem of comparing and characterizing the promoter regions of genes with similar expression patterns. This remains a challenging problem in sequence analysis, because often the promoter regions of co-expressed genes do not show discernible sequence conservation. In our approach, thus, we have not directly compared the nucleotide sequence of promoters. Instead, we have obtained predictions of transcription factor binding sites, annotated the predicted sites with the labels of the corresponding binding factors, and aligned the resulting sequences of labels—to which we refer here as transcription factor maps (TF-maps). To obtain the global pairwise alignment of two TF-maps, we have adapted an algorithm initially developed to align restriction enzyme maps. We have optimized the parameters of the algorithm in a small, but well-curated, collection of human–mouse orthologous gene pairs. Results in this dataset, as well as in an independent much larger dataset from the CISRED database, indicate that TF-map alignments are able to uncover conserved regulatory elements, which cannot be detected by the typical sequence alignments.

Estudi pilot d'identificació de parlants amb finalitat forense

Aquest working paper és un estudi preliminar que té com a objectiu analitzar acústicament diverses variables fonètiques amb la finalitat forense d'identificació de parlants: les freqüències dels dos primers formants de la vocal [ə] quan s'utilitza com a falca, la duració dels segments [m] tenint en compte el context sil·làbic i, finalment, l'estudi dels pics de freqüències en les fricatives estridents sordes -[s]- utilitzant l'anàlisi LPC. Els resultats revelen diferències estadísticament significatives entre els parlants.

Los Vocabularios de definición en los diccionarios de aprendizaje

Aquest article intenta examinar la importància d'un tipus determinat d'obra lexicogràfica per a usuaris estrangers: els diccionaris d'aprenentatge, els quals s'han de caracteritzar bàsicament per una transmissió dels significats assequible. El material recollit pretén repassar el contingut d'aquestes publicacions a la tradició anglosaxona i il·lustrar l'estadi inicial de la pràctica castellana a partir dels mètodes lexicogràfics que existeixen actualment des d'aquest punt de vista. Els resultats d'aquests estudis permeten valorar la importància de la compilació dels vocabularis de definició per intentar potenciar la branca de la lexicografia com a ajuda a la pràctica didàctica de l'aprenentatge de l'espanyol com a segona llengua.

Voice Transformations for Extreme Vocal Effects

Extreme Vocal Effects (EVE) in music are so recent that few studies have been carried out about how they are physiologically produced and whether they are harmful or not for the human voice.Voice Transformations in real-time are possible nowadays thanks to new technologies and voice processing algorithms. This Master's Thesis pretends to define and classify these new singing techniques and to create a mapping between the physiological aspect of each EVE to its relative spectrumvariations.Voice Transformation Models based on these mappings are proposed and discussed for each one of these EVEs. We also discuss different transformation methods and strategies in order to obtain better results.A subjective evaluation of the results of the transformations is also presented and discussed along with further work, improvements, and working lines on this field.

Cine estructural de found footage: 133, de Eugènia Balcells y Eugeni Bonet

Esta investigación analiza la obra fílmica 133 (1978-79) de Eugènia Balcells y Eugeni Bonet, una de las piezas más relevantes del cine de found footage de raíz estructural. Considerando el contexto del cine experimental y el arte conceptual realizado en España durante la década de los años ’70, se estudia el insólito punto de vista de dos cineastas conocedores de las prácticasinternacionales. El texto indaga sobre el sentido de una pieza filmográfica que transgrede los códigos del lenguaje cinematográfico con humor, planteando, irónicamente, cuestiones relevantes acerca de las convenciones que rigen el audiovisual. La película queda vinculada alas manifestaciones artísticas de raíz conceptual de la artista plástica Eugènia Balcells, y al desarrollo teórico y práctico del cine experimental, divulgado y configurado por el escritor y realizador Eugeni Bonet. 133 se presenta como una creación cinematográfica que se sirve de latécnica del montaje de metraje encontrado para desvelar un carácter autorreflexivo, sutilmente lúdico, que remite a su propio soporte matérico en particular, y al arte del cine en general

Extracción de características para la clasificación de estados cognitivos a partir de imágenes FMRI

L’estudi de les funcions cerebrals humanes s’ha incrementat enormement durant els últims anys donada l’aparició de les imatges funcionals de ressonància magnètica (FMRI). Mentre que la tècnica s’ha emprat principalment en la localització de diferents funcions cerebrals, el problema de classificació d’estats cognitius ha estat poc explorat. L’estudi d’aquest problemaés important perquè pot servir com a eina per a detectar i seguir processoscognitius (seqüències d’estats cognitius) amb la finalitat de diagnosticarproblemes en el moment d’executar una tasca complexa.En aquest treball s’investiguen diferents aproximacions per a detectar l’estat cognitiu d’una persona prenent com a base la seva imatge de ressonància magnètica. En particular, s’han investigat varis mecanismes de sel·lecció de característiques així com mètodes d’aprenentatge automàtic pelproblema de la discriminació d’estats cognitius procedents d’estimuls auditius.Es presenten els resultats d’un estudi sobre estímuls musicals.

Classificació de sons percussius amb un model generatiu

El treball que presentem a continuació desenvolupa un marc teòric i pràctic per a l'avaluació i estudi d'un model generatiu aplicat a tasques discriminatives de senyals sonores sense component harmònica. El model generatiu està basat en la construcció de l'anomenada deep belief network, un tipus de xarxa neuronal generativa que permet realitzar tasques de classificació i regressió com també de reconstrucció dels seus estats interns.A partir de l'anàlisi realitzada hem pogut obtenir resultats en classificació aparellats amb els resultats de l'estat de l'art de classificadors de sons inharmònics. Tot i no establir una clara superioritat envers altres mètodes, el present treball ha permés desenvolupar una anàlisi per almodel avaluat amb moltes possibilitats de millora en un futur per altres treballs. Al llarg del treball es demostra la seva eficàcia en tasques discriminatives, com també la capacitat de reduir la dimensionalitat de les dades d'entrada al model i les possibilitats de reconstruir els seus estats interns per a obtenir unes sortides de dades de la xarxa similars a les entrades de descriptors.El desenvolupament centrat en la deep belief network ens ha permés construir un entorn unificat d'avaluació de diferents mètodes d'aprenentatge, construcció i adequació de diferents descriptors sonors i una posterior visualització d'estats interns del mateix, que han possibilitat una avaluaciócomparativa i unificada respecte altres mètodes classificadors de l'estat de l'art. També ens ha permés desenvolupar una implementació en un llenguatge d'alt nivell, que ha reportat més significància per a l'enteniment i anàlisi del model avaluat, amb una argumentació més sòlida.Els resultats i l'anàlisi que reportem són significatius i positius per al model avaluat, i degut a la poca literatura existent en el camp de classificació de sons inharmònics com els sons percussius,creiem que és una aportació interessant i significativa per al camp en el que s'engloba el treball.

Aplicacions educatives basades en interfícies tangibles

L’educació és una de les bases més importants del món actual. A través de l’educació formem a les persones amb coneixements i valors indispensables per formar part de la societat. I aquestasocietat avança i evoluciona cada vegada més depressa; la nova societat de la informació, les noves tecnologies, les noves comunicacions… És per això que un àmbit tant important com l’educació també ha d’evolucionar al mateix ritme.Les noves generacions han de ser educades en les noves tecnologies ja que es tornenindispensables. Però a més també es planteja la qüestió de si aquestes innovacionstecnològiques suposen nous mètodes, noves eines, per proporcionar una educació de mésqualitat, que facin desenvolupar encara més les noves capacitats i aptituds dels nens.Un dels objectius principals d’aquest projecte és aquest. Primer cal investigar i preguntar-se si aquests nous avenços tecnològics es troben a l’aula, a l’educació dels més petits i si s’exploten els seus recursos de forma convenient. Llavors podem plantejar que és el que manca, i que espot millorar amb les noves tecnologies.Tots aquests avenços però, poden resultar eines molt complicades i inaccessibles pels nens i es pot acabar optant per no fer-ne ús. Per això en aquest projecte s’estudiarà la viabilitat de fer servir una nova eina, la ReacTable, una interfície tangible, interactiva i que pot proporcionar unús més fàcil, menys agressiu i més intuïtiu que la resta de tecnologies.

Diseño, implementación y evaluación de un juego pervasivo basado en puzles dentro del edificio Tànger (UPF)

Las nuevas generaciones de estudiantes se caracterizan en que han crecido inmersas en la tecnología digital, hecho que ha cambiado sus costumbres y preferencias en la forma de estudiar. Así que es necesario ingeniar nuevas técnicas de aprendizaje y buscar un complemento al poco atractivo y desmotivador material físico tradicional. Una de las alternativas que se plantean es utilizar juegos educativos como herramienta de aprendizaje, aportándonos innovación, motivación y un aprendizaje activo que no nos aportan técnicas más tradicionales.Esta metodología basada en el uso de juegos educativos puede afectar positivamente en un campo de educación perjudicado como es el área de las ingenierías del área de Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), donde cada vez son más los jóvenes que deciden no estudiar carreras técnicas. Ante esta situación, aplicar juegos educativos puede ser una buena solución. Este proyecto consistirá en diseñar e implementar un juego educativo enfocado a aprender sobre algunos conceptos que se tratan en los grados de ingeniería informática, telemática y sistemas audiovisuales de la Universidad Pompeu Fabra (UPF). En concreto, el juego que se ha diseñado e implementado se caracteriza por seguir un modelo conceptual que define qué elementos han de contener un tipo concreto de juegos basados en puzles. Además, aprovechando las ventajas que aportan los estándares educativos, utilizaremos la especificación de IMS Learning Design, como parte de la implementación del juego. Por otro lado, nuestro juego será diseñado para dispositivos móviles y, por consiguiente, consistirá en un juego pervasivo en el que los estudiantes se tendrán que mover por el edificio Tànger de la UPF para poder resolver los diferentes problemas planteados. Finalmente, el juego será evaluado con diferentes estudiantes y serán analizados sus resultados para extraer las conclusiones oportunas.