Side information creation for efficient Wyner-Ziv video coding: Classifying and reviewing

Video coding technologies have played a major role in the explosion of large market digital video applications and services. In this context, the very popular MPEG-x and H-26x video coding standards adopted a predictive coding paradigm, where complex encoders exploit the data redundancy and irrelevancy to 'control' much simpler decoders. This codec paradigm fits well applications and services such as digital television and video storage where the decoder complexity is critical, but does not match well the requirements of emerging applications such as visual sensor networks where the encoder complexity is more critical. The Slepian Wolf and Wyner-Ziv theorems brought the possibility to develop the so-called Wyner-Ziv video codecs, following a different coding paradigm where it is the task of the decoder, and not anymore of the encoder, to (fully or partly) exploit the video redundancy. Theoretically, Wyner-Ziv video coding does not incur in any compression performance penalty regarding the more traditional predictive coding paradigm (at least for certain conditions). In the context of Wyner-Ziv video codecs, the so-called side information, which is a decoder estimate of the original frame to code, plays a critical role in the overall compression performance. For this reason, much research effort has been invested in the past decade to develop increasingly more efficient side information creation methods. This paper has the main objective to review and evaluate the available side information methods after proposing a classification taxonomy to guide this review, allowing to achieve more solid conclusions and better identify the next relevant research challenges. After classifying the side information creation methods into four classes, notably guess, try, hint and learn, the review of the most important techniques in each class and the evaluation of some of them leads to the important conclusion that the side information creation methods provide better rate-distortion (RD) performance depending on the amount of temporal correlation in each video sequence. It became also clear that the best available Wyner-Ziv video coding solutions are almost systematically based on the learn approach. The best solutions are already able to systematically outperform the H.264/AVC Intra, and also the H.264/AVC zero-motion standard solutions for specific types of content. (C) 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Aplicação de dispositivos analógicos reconfiguráveis

Mestrado em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

A DNA barcode approach of the Laurencia complex (Ceramiales, Rodophyta) in the tropical and subtropical Atlantic ocean

10th International Phycological Congress, Orlando, Florida, USA, 4-10 de agosto 2013.

Biological activity and cellular uptake of [Ru(eta(5)-C5H5)(PPh3)(Me(2)bpy)][CF3SO3] complex

Anticancer activity of the new [Ru(eta(5)-C5H5)(PPh3)(Me(2)bpy)][CF3SO3] (Me(2)bpy = 4,4'-dimethyl-2,2'-bipyridine) complex was evaluated in vitro against several human cancer cell lines, namely A2780, A2780CisR, HT29, MCF7, MDAMB231 and PC3. Remarkably, the IC50 values, placed in the nanomolar and sub-micromolar range, largely exceeded the activity of cisplatin. Binding to human serum albumin, either HSA (human serum albumin) or HSA(faf) (fatty acid-free human serum albumin) does not affect the complex activity. Fluorescence studies revealed that the present ruthenium complex strongly quench the intrinsic fluorescence of albumin. Cell death by the [Ru(eta(5)-C5H5)(PPh3)(Me(2)bpy)][CF3SO3] complex was reduced in the presence of endocytosis modulators and at low temperature, suggesting an energy-dependent mechanism consistent with endocytosis. On the whole, the biological activity evaluated herein suggests that the complex could be a promising anticancer agent. (C) 2013 Elsevier Inc. All rights reserved.

SCANNERS: constraining the phase diagram of a complex scalar singlet at the LHC

We present the first version of a new tool to scan the parameter space of generic scalar potentials, SCANNERS (Coimbra et al., SCANNERS project., 2013). The main goal of SCANNERS is to help distinguish between different patterns of symmetry breaking for each scalar potential. In this work we use it to investigate the possibility of excluding regions of the phase diagram of several versions of a complex singlet extension of the Standard Model, with future LHC results. We find that if another scalar is found, one can exclude a phase with a dark matter candidate in definite regions of the parameter space, while predicting whether a third scalar to be found must be lighter or heavier. The first version of the code is publicly available and contains various generic core routines for tree level vacuum stability analysis, as well as implementations of collider bounds, dark matter constraints, electroweak precision constraints and tree level unitarity.

Occupational exposure to toxigenic fungi from Aspergillus flavus complex

Bioaerosols are mainly composed of fungal particles, bacteria and plant spores, being fungi responsible for the release of VOCs and micotoxins into indoor environments. Aspergillus flavus is a common opportunistic pathogen causing human infections and is involved in the production of aflatoxin and other secondary metabolites associated with toxic and allergic reactions. Poultry workers are exposed to high concentrations of fungi and are therefore more prone to develop associated pathologies. To evaluate occupational exposure of the workers to Aspergillus flavus and aflatoxins, six animal production facilities were selected, including 10 buildings, from which indoor air samples and outdoor reference samples were obtained. Twenty-five duplicate samples were collected by two methodologies: impactation onto malt extract agar of 25L air samples using a Millipore Air Tester were used to evaluate quantitative (CFU/m3) and qualitative (species identification, whenever possible) sample composition; 300 L air samples collected with the Coriolis Air Sampler into phosphate–saline buffer were used to isolate DNA, following molecular identification of Aspergillus section flavi using nor-1 specific primers by real-time PCR.

Gene expression regulation and lineage evolution: the North and South tale of the hybrid polyploid Squalius alburnoides complex

The evolution of hybrid polyploid vertebrates, their viability and their perpetuation over evolutionary time have always been questions of great interest. However, little is known about the impact of hybridization and polyploidization on the regulatory networks that guarantee the appropriate quantitative and qualitative gene expression programme. The Squalius alburnoides complex of hybrid fish is an attractive system to address these questions, as it includes a wide variety of diploid and polyploid forms, and intricate systems of genetic exchange. Through the study of genome-specific allele expression of seven housekeeping and tissue-specific genes, we found that a gene copy silencing mechanism of dosage compensation exists throughout the distribution range of the complex. Here we show that the allele-specific patterns of silencing vary within the complex, according to the geographical origin and the type of genome involved in the hybridization process. In southern populations, triploids of S. alburnoides show an overall tendency for silencing the allele from the minority genome, while northern population polyploids exhibit preferential biallelic gene expression patterns, irrespective of genomic composition. The present findings further suggest that gene copy silencing and variable expression of specific allele combinations may be important processes in vertebrate polyploid evolution.

Towards a complex model of cooperative learning

Este artigo é uma introdução à teoria do paradigma desconstrutivo de aprendizagem cooperativa. Centenas de estudos provam com evidências o facto de que as estruturas e os processos de aprendizagem cooperativa aumentam o desempenho académico, reforçam as competências de aprendizagem ao longo da vida e desenvolvem competências sociais, pessoais de cada aluno de uma forma mais eficaz e usta, comparativamente às estruturas tradicionais de aprendizagem nas escolas. Enfrentando os desafios dos nossos sistemas educativos, seria interessante elaborar o quadro teórico do discurso da aprendizagem cooperativa, dos últimos 40 anos, a partir de um aspeto prático dentro do contexto teórico e metodológico. Nas últimas décadas, o discurso cooperativo elaborou os elementos práticos e teóricos de estruturas e processos de aprendizagem cooperativa. Gostaríamos de fazer um resumo desses elementos com o objetivo de compreender que tipo de mudanças estruturais podem fazer diferenças reais na prática de ensino e aprendizagem. Os princípios básicos de estruturas cooperativas, os papéis de cooperação e as atitudes cooperativas são os principais elementos que podemos brevemente descrever aqui, de modo a criar um quadro para a compreensão teórica e prática de como podemos sugerir os elementos de aprendizagem cooperativa na nossa prática em sala de aula. Na minha perspetiva, esta complexa teoria da aprendizagem cooperativa pode ser entendida como um paradigma desconstrutivo que fornece algumas respostas pragmáticas para as questões da nossa prática educativa quotidiana, a partir do nível da sala de aula para o nível de sistema educativo, com foco na destruição de estruturas hierárquicas e antidemocráticas de aprendizagem e, criando, ao mesmo tempo, as estruturas cooperativas.

A molecular perspective of the Laurencia complex (Ceramiales, Rhodophyta) in Macaronesia region

IV Congress of Marine Sciences. Las Palmas de Gran Canaria, June 11th to 13th 2014.

On cluster analysis of complex and heterogeneous data

3rd SMTDA Conference Proceedings, 11-14 June 2014, Lisbon Portugal.

Complementarity of conventional and molecular methods in the assessment of fungal contamination caused by Aspergillus fumigatus complex in one Portuguese composting plant

The handling of waste and compost that occurs frequently in composting plants (compost turning, shredding, and screening) has been shown to be responsible for the release of dust and air borne microorganisms and their compounds in the air. Thermophilic fungi, such as A. fumigatus, have been reported and this kind of contamination in composting facilities has been associated with increased respiratory symptoms among compost workers. This study intended to characterize fungal contamination in a totally indoor composting plant located in Portugal. Besides conventional methods, molecular biology was also applied to overcome eventual limitations.

Sistema para monitorização cardiovascular

Esta dissertação propõe o desenvolvimento de um sistema capaz de adquirir e monitorizar num computador o sinal do electrocardiograma (ECG) e de detectar o pico R do complexo QRS do referido sinal. Numa primeira fase foi efectuado um estudo do sistema cardiovascular, de forma a compreender a actividade eléctrica do coração e dos diversos sinais que constituem o ECG. Foi efectuado um estudo sobre o sinal ECG, tendo sido estudadas as suas características, bem como técnicas e componentes básicos de aquisição e condicionamento do sinal, sendo também analisados diversos sistemas que efectuam a aquisição de ECG. Numa segunda fase foram estudadas as Field Programmable Analog Array (FPAA), analisando o estado da arte desta tecnologia, bem como os dispositivos disponíveis comercialmente. Após esta análise foram seleccionados os dispositivos FPAA, bem como o restante hardware e software necessários para a realização desta Tese. Foi desenvolvido um sistema de condicionamento de sinal ECG, e de detecção de pico R do complexo QRS, apenas com componentes analógicos discretos tendo sido analisados os resultados obtidos antes de se avançar para a fase seguinte. Após a realização do sistema com componentes discretos, foi implementado um sistema em que grande parte do condicionamento do sinal ECG é efectuado por duas placas de desenvolvimento FPAA, de forma a diminuir a quantidade de componentes e a obter um sinal com melhor resolução. Os resultados obtidos foram analisados e comparados com o sistema desenvolvido. Para monitorizar o sinal ECG e o pico R num computador, foi desenvolvido um sistema em que os sinais são convertidos pelo conversor A/D de um microcontrolador, e enviados por comunicação série para um computador, sendo os valores obtidos visualizados numa aplicação em ambiente MATLAB.

ECG denoising based on adaptive signal processing technique

An Electrocardiogram (ECG) monitoring system deals with several challenges related with noise sources. The main goal of this text was the study of Adaptive Signal Processing Algorithms for ECG noise reduction when applied to real signals. This document presents an adaptive ltering technique based on Least Mean Square (LMS) algorithm to remove the artefacts caused by electromyography (EMG) and power line noise into ECG signal. For this experiments it was used real noise signals, mainly to observe the di erence between real noise and simulated noise sources. It was obtained very good results due to the ability of noise removing that can be reached with this technique. A recolha de sinais electrocardiogr a cos (ECG) sofre de diversos problemas relacionados com ru dos. O objectivo deste trabalho foi o estudo de algoritmos adaptativos para processamento digital de sinal, para redu c~ao de ru do em sinais ECG reais. Este texto apresenta uma t ecnica de redu c~ao de ru do baseada no algoritmo Least Mean Square (LMS) para remo c~ao de ru dos causados quer pela actividade muscular (EMG) quer por ru dos causados pela rede de energia el ectrica. Para as experiencias foram utilizados ru dos reais, principalmente para aferir a diferen ca de performance do algoritmo entre os sinais reais e os simulados. Foram conseguidos bons resultados, essencialmente devido as excelentes caracter sticas que esta t ecnica tem para remover ru dos.

Robôs quadrúpedes: geração de trajectórias em tempo real usando sistemas dinâmicos não-lineares

A geração de trajectórias de robôs em tempo real é uma tarefa muito complexa, não existindo ainda um algoritmo que a permita resolver de forma eficaz. De facto, há controladores eficientes para trajectórias previamente definidas, todavia, a adaptação a variações imprevisíveis, como sendo terrenos irregulares ou obstáculos, constitui ainda um problema em aberto na geração de trajectórias em tempo real de robôs. Neste trabalho apresentam-se modelos de geradores centrais de padrões de locomoção (CPGs), inspirados na biologia, que geram os ritmos locomotores num robô quadrúpede. Os CPGs são modelados matematicamente por sistemas acoplados de células (ou neurónios), sendo a dinâmica de cada célula dada por um sistema de equações diferenciais ordinárias não lineares. Assume-se que as trajectórias dos robôs são constituídas por esta parte rítmica e por uma parte discreta. A parte discreta pode ser embebida na parte rítmica, (a.1) como um offset ou (a.2) adicionada às expressões rítmicas, ou (b) pode ser calculada independentemente e adicionada exactamente antes do envio dos sinais para as articulações do robô. A parte discreta permite inserir no passo locomotor uma perturbação, que poderá estar associada à locomoção em terrenos irregulares ou à existência de obstáculos na trajectória do robô. Para se proceder á análise do sistema com parte discreta, será variado o parâmetro g. O parâmetro g, presente nas equações da parte discreta, representa o offset do sinal após a inclusão da parte discreta. Revê-se a teoria de bifurcação e simetria que permite a classificação das soluções periódicas produzidas pelos modelos de CPGs com passos locomotores quadrúpedes. Nas simulações numéricas, usam-se as equações de Morris-Lecar e o oscilador de Hopf como modelos da dinâmica interna de cada célula para a parte rítmica. A parte discreta é modelada por um sistema inspirado no modelo VITE. Medem-se a amplitude e a frequência de dois passos locomotores para variação do parâmetro g, no intervalo [-5;5]. Consideram-se duas formas distintas de incluir a parte discreta na parte rítmica: (a) como um (a.1) offset ou (a.2) somada nas expressões que modelam a parte rítmica, e (b) somada ao sinal da parte rítmica antes de ser enviado às articulações do robô. No caso (a.1), considerando o oscilador de Hopf como dinâmica interna das células, verifica-se que a amplitude e frequência se mantêm constantes para -50.2. A extensão do movimento varia de forma directamente proporcional à amplitude. No caso das equações de Morris-Lecar, quando a componente discreta é embebida (a.2), a amplitude e a frequência aumentam e depois diminuem para - 0.170.5 Pode concluir-se que: (1) a melhor forma de inserção da parte discreta que menos perturbação insere no robô é a inserção como offset; (2) a inserção da parte discreta parece ser independente do sistema de equações diferenciais ordinárias que modelam a dinâmica interna de cada célula. Como trabalho futuro, é importante prosseguir o estudo das diferentes formas de inserção da parte discreta na parte rítmica do movimento, para que se possa gerar uma locomoção quadrúpede, robusta, flexível, com objectivos, em terrenos irregulares, modelada por correcções discretas aos padrões rítmicos.

Signal Subspace Identification in Hyperspectral Linear Mixtures

Chpater in Book Proceedings with Peer Review Second Iberian Conference, IbPRIA 2005, Estoril, Portugal, June 7-9, 2005, Proceedings, Part II