Implementación sobre FPGA de un algoritmo de compresión de imágenes hiperespectrales bajo el estándar CCSDS 123.0-B-1

A lo largo de la historia, nuestro planeta ha atravesado numerosas y diferentes etapas. Sin embargo, desde finales del cretácico no se vivía un cambio tan rápido como el actual. Y a la cabeza del cambio, nosotros, el ser humano. De igual manera que somos la causa, debemos ser también la solución, y el análisis a gran escala de la tierra está siendo un punto de interés para la comunidad científica en los últimos años. Prueba de ello es que, cada vez con más frecuencia, se lanzan gran cantidad de satélites cuya finalidad es el análisis, mediante fotografías, de la superficie terrestre. Una de las técnicas más versátiles para este análisis es la toma de imágenes hiperespectrales, donde no solo se captura el espectro visible, sino numerosas longitudes de onda. Suponen, eso sí un reto tecnológico, pues los sensores consumen más energía y las imágenes más memoria, ambos recursos escasos en el espacio. Dado que el análisis se hace en tierra firme, es importante una transmisión de datos eficaz y rápida. Por ello creemos que la compresión en tiempo real mediante FPGAs es la solución idónea, combinando un bajo consumo con una alta tasa de compresión, posibilitando el análisis ininterrumpido del astro en el que vivimos. En este trabajo de fin de grado se ha realizado una implementación sobre FPGA, utilizando VHDL, del estándar CCSDS 123. Este está diseñado para la compresión sin pérdida de imágenes hiperespectrales, y permite una amplia gama de configuraciones para adaptarse de manera óptima a cualquier tipo de imagen. Se ha comprobado exitosamente la validez de la implementación comparando los resultados obtenidos con otras implementaciones (software) existentes. Las principales ventajas que presentamos aquí es que se posibilita la compresión en tiempo real, obteniendo además un rendimiento energético muy prometedor. Estos resultados mejoran notablemente los de una implementación software del algoritmo, y permitirán la compresión de las imágenes a bordo de los satélites que las toman.

Codificação compatível de vídeo 3D com o algoritmo HEVC

Esta dissertação apresenta um trabalho sobre codificação de vídeo 3D compatível com vídeo 2D. Tem por base o desenvolvimento de um método para melhorar, no descodificador, a reconstrução de uma vista subamostrada resultante de uma transmissão simulcast usando a norma de codificação de vídeo H.265 (informalmente denominada de High Efficiency Video Coding (HEVC)). Apesar de manter a compatibilidade com vídeo 2D a transmissão simulcast normalmente requer uma taxa de transmissão elevada. Na ausência de ferramentas de codificação 3D adequadas é possível reduzir a taxa de transmissão utilizando compressão assimétrica do vídeo, onde a vista base é codificada com a resolução espacial original, enquanto que a vista auxiliar é codificada com uma resolução espacial menor, sendo sobreamostrada no descodificador. O método desenvolvido visa melhorar a vista auxiliar sobreamostrada no descodificador utilizando informação dos detalhes da vista base, ou seja, as componentes de alta frequência. Este processo depende de transformadas Afim para realizar um mapeamento geométrico entre a informação de alta frequência da vista base de resolução completa e a vista auxiliar de menor resolução. Adicionalmente, de modo a manter a continuidade do conteúdo da imagem entre regiões, evitando artefatos de blocos, o mapeamento utiliza uma malha de triangulação da vista auxiliar aplicado à imagem de detalhes obtida a partir da vista base. A técnica proposta é comparada com um método de estimação de disparidade por correspondência de blocos, sendo que os resultados mostram que para algumas sequências a técnica desenvolvida melhora não só a qualidade objetiva (PSNR) até 2.2 dB, mas também a qualidade subjetiva, para a mesma taxa de compressão global.

Ottimizzazione della forma di un dirigibile non convenzionale mediante algoritmo euristico

La tesi presenta un'attività di ottimizzazione per forme di dirigibili non convenzionali al fine di esaltarne alcune prestazioni. Il loop di ottimizzazione implementato comporta il disegno automatico in ambiente CAD del dirigibile, il salvataggio in formato STL, la elaborazione del modello al fine di ridurre il numero di triangoli della mesh, la valutazione delle masse aggiunte della configurazione, la stima approssimata dell'aerodinamica del dirigibile, ed infine il calcolo della prestazione di interesse. Questa tesi presenta inoltre la descrizione di un codice di ottimizzazione euristica (Particle Swarm Optimization) che viene messo in loop con il precedente ciclo di calcolo, e un caso di studio per dimostrare la funzionalità della metodologia.

La localizzazione videoludica: Undertale, una proposta di traduzione

La prima sezione dell'elaborato fornisce una breve introduzione sul mercato videoludico odierno e descrive il processo di localizzazione di videogames focalizzandosi sulle fasi che lo compongono e sulle problematiche principali che sorgono durante questo processo. La seconda sezione invece si occupa del caso di studio specifico, fornendo una proposta di traduzione accompagnata da un commento riguardante i principali punti problematici affrontati durante il lavoro di traduzione.

Il metodo delle potenze per il problema agli autovalori generalizzato

Gli autovalori giocano un ruolo fondamentale in moltissimi fenomeni fisici. La localizzazione degli autovalori di una certa matrice nel piano complesso, ad esempio, è fondamentale nello studio della stabilità degli aerei. Le frequenze delle vibrazioni dei fasci sono sostanzialmente gli autovalori di una matrice di dimensione infinita. Questo rende il calcolo degli autovalori un problema notevolmente importante. Tra i metodi iterativi noti per l'approssimazione degli autovalori vi è il metodo delle potenze, utilizzato per il calcolo dell'autovalore dominante (autovalore di modulo massimo) di una matrice data e del relativo autovettore associato. Affinchè l'algoritmo converga è necessario che ci sia un autovalore dominante e, in particolare, più l'autovalore dominante è staccato dal resto dello spettro, maggiore sarà la sua velocità di convergenza. Il metodo delle potenze e le sue varianti (metodo delle potenze inverse e metodo delle potenze inverse shiftate) sono molto usati nelle applicazioni, in cui spesso non si è interessati ad approssimare tutti gli autovalori dello spettro, ma solo alcuni. Le equazioni del moto in dinamica strutturale, problemi di ingegneria strutturale e problemi relativi all'informatica (come l'algoritmo di PageRank di Google) sono solo alcuni esempi di applicazioni possibili di tale metodo.

Un algoritmo híbrido para el problema NRP con interdependencias

En este artículo presentamos un algoritmo híbrido para una variante del problema de la siguiente versión (NRP). En esta variante existe un conjunto de requisitos para los que se dispone de una estimación del esfuerzo necesario para su implementación y de la satisfacción percibida por los potenciales clientes con la inclusión de dichos requisitos. Entre estos requisitos existen relaciones de interdependencia, que establecen a ciertos requisitos como prerequisitos de otros, o que obligan a implementar determinados requisitos simultáneamente en caso de incluirse alguno de ellos en la siguiente versión del producto a desarrollar. Dado un límite superior de esfuerzo prefijado, el objetivo es seleccionar un subconjunto de requisitos que cumpla todas las restricciones y maximice la satisfacción global de los clientes. La propuesta combina heurísticas con técnicas exactas para una versión simplificada del problema. El rendimiento del algoritmo resultante en distintos escenarios realistas se compara con el de otras técnicas metaheurísticas previamente empleadas

O problema de alocação de berços: um estudo das heurísticas simulated annealing e algoritmo genético

Este trabalho apresenta um estudo de caso das heurísticas Simulated Annealing e Algoritmo Genético para um problema de grande relevância encontrado no sistema portuário, o Problema de Alocação em Berços. Esse problema aborda a programação e a alocação de navios às áreas de atracação ao longo de um cais. A modelagem utilizada nesta pesquisa é apresentada por Mauri (2008) [28] que trata do problema como uma Problema de Roteamento de Veículos com Múltiplas Garagens e sem Janelas de Tempo. Foi desenvolvido um ambiente apropriado para testes de simulação, onde o cenário de análise foi constituido a partir de situações reais encontradas na programação de navios de um terminal de contêineres. Os testes computacionais realizados mostram a performance das heurísticas em relação a função objetivo e o tempo computacional, a m de avaliar qual das técnicas apresenta melhores resultados.

CONCURRENT LOCALIZATION AND MAPPING WITH SONAR SENSORS AND CONSIDERATION OF VEHICLE MOTION

Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) is a procedure used to determine the location of a mobile vehicle in an unknown environment, while constructing a map of the unknown environment at the same time. Mobile platforms, which make use of SLAM algorithms, have industrial applications in autonomous maintenance, such as the inspection of flaws and defects in oil pipelines and storage tanks. A typical SLAM consists of four main components, namely, experimental setup (data gathering), vehicle pose estimation, feature extraction, and filtering. Feature extraction is the process of realizing significant features from the unknown environment such as corners, edges, walls, and interior features. In this work, an original feature extraction algorithm specific to distance measurements obtained through SONAR sensor data is presented. This algorithm has been constructed by combining the SONAR Salient Feature Extraction Algorithm and the Triangulation Hough Based Fusion with point-in-polygon detection. The reconstructed maps obtained through simulations and experimental data with the fusion algorithm are compared to the maps obtained with existing feature extraction algorithms. Based on the results obtained, it is suggested that the proposed algorithm can be employed as an option for data obtained from SONAR sensors in environment, where other forms of sensing are not viable. The algorithm fusion for feature extraction requires the vehicle pose estimation as an input, which is obtained from a vehicle pose estimation model. For the vehicle pose estimation, the author uses sensor integration to estimate the pose of the mobile vehicle. Different combinations of these sensors are studied (e.g., encoder, gyroscope, or encoder and gyroscope). The different sensor fusion techniques for the pose estimation are experimentally studied and compared. The vehicle pose estimation model, which produces the least amount of error, is used to generate inputs for the feature extraction algorithm fusion. In the experimental studies, two different environmental configurations are used, one without interior features and another one with two interior features. Numerical and experimental findings are discussed. Finally, the SLAM algorithm is implemented along with the algorithms for feature extraction and vehicle pose estimation. Three different cases are experimentally studied, with the floor of the environment intentionally altered to induce slipping. Results obtained for implementations with and without SLAM are compared and discussed. The present work represents a step towards the realization of autonomous inspection platforms for performing concurrent localization and mapping in harsh environments.

Analysis of the "Sonar Hopf" Cochlea

The "Sonar Hopf" cochlea is a recently much advertised engineering design of an auditory sensor. We analyze this approach based on a recent description by its inventors Hamilton, Tapson, Rapson, Jin, and van Schaik, in which they exhibit the "Sonar Hopf" model, its analysis and the corresponding hardware in detail. We identify problems in the theoretical formulation of the model and critically examine the claimed coherence between the described model, the measurements from the implemented hardware, and biological data.

Sistema de recomendación de contenidos audiovisuales: Algoritmo de inferencia semántica

Este artículo presenta el análisis de un Algoritmo de Inferencia Semántica utilizado en un Sistema de Recomendación de Contenidos Audiovisuales en el contexto de la Televisión Digital. Los resultados obtenidos muestran que la inclusión de diferentes propiedades semánticas y sus combinaciones, influye directamente en la reducción del error absoluto promedio obtenido en la predicción de la calificación otorgada por un usuario a un ítem determinado. Además se ha determinado que la propiedad Actor tiene un impacto mayor con respecto a otras propiedades analizadas.

Algoritmo de abordagem das lesões anexiais indeterminadas na ecografia

O esclarecimento do órgão de origem, ou principalmente da natureza benigna ou maligna de um tumor anexial ecograficamente indeterminado surge com frequência na prática clínica e obriga a uma investigação complementar da sua natureza de modo a evitar cirurgias inúteis, sem deixar de diagnosticar precocemente a patologia maligna. Neste trabalho apresentamos um algoritmo de diagnóstico por Ressonância Magnética (RM), que recentemente foi proposto pela European Society of Urogenital Radiology (ESUR), o qual permite um diagnóstico preciso dos casos indeterminados à ecografia e uma intervenção responsável na abordagem clínica destas doentes.

Towards intelligent aquaculture. Development of an early Biological Warning System to monitor exposure to contaminants and fish welfare: from artificial vision to systems modelling

161 p.