An study on ear detection and its applications to face detection

[EN]OpenCV includes di erent object detectors based on the Viola-Jones framework. Most of them are specialized to deal with the frontal face pattern and its inner elements: eyes, nose, and mouth. In this paper, we focus on the ear pattern detection, particularly when a head pro le or almost pro le view is present in the image. We aim at creating real-time ear detectors based on the general object detection framework provided with OpenCV. After training classi ers to detect left ears, right ears, and ears in general, the performance achieved is valid to be used to feed not only a head pose estimation system but also other applications such as those based on ear biometrics.

Face and eye detection on hard datasets

[EN] This paper analyzes the detection and localization performance of the participating face and eye algorithms compared with the Viola Jones detector and four leading commercial face detectors. Performance is characterized under the different conditions and parameterized by per-image brightness and contrast. In localization accuracy for eyes, the groups/companies focusing on long-range face detection outperform leading commercial applications.

Probabilistic approaches in civil engineering: generation of random fields and structural identification with genetic algorithms

The inherent stochastic character of most of the physical quantities involved in engineering models has led to an always increasing interest for probabilistic analysis. Many approaches to stochastic analysis have been proposed. However, it is widely acknowledged that the only universal method available to solve accurately any kind of stochastic mechanics problem is Monte Carlo Simulation. One of the key parts in the implementation of this technique is the accurate and efficient generation of samples of the random processes and fields involved in the problem at hand. In the present thesis an original method for the simulation of homogeneous, multi-dimensional, multi-variate, non-Gaussian random fields is proposed. The algorithm has proved to be very accurate in matching both the target spectrum and the marginal probability. The computational efficiency and robustness are very good too, even when dealing with strongly non-Gaussian distributions. What is more, the resulting samples posses all the relevant, welldefined and desired properties of “translation fields”, including crossing rates and distributions of extremes. The topic of the second part of the thesis lies in the field of non-destructive parametric structural identification. Its objective is to evaluate the mechanical characteristics of constituent bars in existing truss structures, using static loads and strain measurements. In the cases of missing data and of damages that interest only a small portion of the bar, Genetic Algorithm have proved to be an effective tool to solve the problem.

Active fibre-reinforced composites with embedded shape memory alloys

This dissertation concerns active fibre-reinforced composites with embedded shape memory alloy wires. The structural application of active materials allows to develop adaptive structures which actively respond to changes in the environment, such as morphing structures, self-healing structures and power harvesting devices. In particular, shape memory alloy actuators integrated within a composite actively control the structural shape or stiffness, thus influencing the composite static and dynamic properties. Envisaged applications include, among others, the prevention of thermal buckling of the outer skin of air vehicles, shape changes in panels for improved aerodynamic characteristics and the deployment of large space structures. The study and design of active composites is a complex and multidisciplinary topic, requiring in-depth understanding of both the coupled behaviour of active materials and the interaction between the different composite constituents. Both fibre-reinforced composites and shape memory alloys are extremely active research topics, whose modelling and experimental characterisation still present a number of open problems. Thus, while this dissertation focuses on active composites, some of the research results presented here can be usefully applied to traditional fibre-reinforced composites or other shape memory alloy applications. The dissertation is composed of four chapters. In the first chapter, active fibre-reinforced composites are introduced by giving an overview of the most common choices available for the reinforcement, matrix and production process, together with a brief introduction and classification of active materials. The second chapter presents a number of original contributions regarding the modelling of fibre-reinforced composites. Different two-dimensional laminate theories are derived from a parent three-dimensional theory, introducing a procedure for the a posteriori reconstruction of transverse stresses along the laminate thickness. Accurate through the thickness stresses are crucial for the composite modelling as they are responsible for some common failure mechanisms. A new finite element based on the First-order Shear Deformation Theory and a hybrid stress approach is proposed for the numerical solution of the two-dimensional laminate problem. The element is simple and computationally efficient. The transverse stresses through the laminate thickness are reconstructed starting from a general finite element solution. A two stages procedure is devised, based on Recovery by Compatibility in Patches and three-dimensional equilibrium. Finally, the determination of the elastic parameters of laminated structures via numerical-experimental Bayesian techniques is investigated. Two different estimators are analysed and compared, leading to the definition of an alternative procedure to improve convergence of the estimation process. The third chapter focuses on shape memory alloys, describing their properties and applications. A number of constitutive models proposed in the literature, both one-dimensional and three-dimensional, are critically discussed and compared, underlining their potential and limitations, which are mainly related to the definition of the phase diagram and the choice of internal variables. Some new experimental results on shape memory alloy material characterisation are also presented. These experimental observations display some features of the shape memory alloy behaviour which are generally not included in the current models, thus some ideas are proposed for the development of a new constitutive model. The fourth chapter, finally, focuses on active composite plates with embedded shape memory alloy wires. A number of di®erent approaches can be used to predict the behaviour of such structures, each model presenting different advantages and drawbacks related to complexity and versatility. A simple model able to describe both shape and stiffness control configurations within the same context is proposed and implemented. The model is then validated considering the shape control configuration, which is the most sensitive to model parameters. The experimental work is divided in two parts. In the first part, an active composite is built by gluing prestrained shape memory alloy wires on a carbon fibre laminate strip. This structure is relatively simple to build, however it is useful in order to experimentally demonstrate the feasibility of the concept proposed in the first part of the chapter. In the second part, the making of a fibre-reinforced composite with embedded shape memory alloy wires is investigated, considering different possible choices of materials and manufacturing processes. Although a number of technological issues still need to be faced, the experimental results allow to demonstrate the mechanism of shape control via embedded shape memory alloy wires, while showing a good agreement with the proposed model predictions.

Gonzalo Hidalgo Bayal nel panorama narrativo estremegno attuale

A lo largo de los últimos años, la narrativa extremeña ha producido un buen número de autores y obras cuya calidad destaca en el mundo de la literatura española. Entre otros, Luis Landero, Dulce Chacón, J.A. Gabriel y Galán y Eugenio Fuentes han aportado una importante contribución a las letras españolas de las últimas décadas. Gonzalo Hidalgo Bayal, autor que comparte con los antes citados el origen extremeño, se sitúa por ende en una generación literaria importante. La obra de este narrador, nacido en Higuera de Albalat y actualmente residente en Plasencia, no es muy conocida por el gran público. Sin embargo, no cabe duda de que los escritos de Bayal poseen unas calidades de primario valor. Su obra narrativa se puede dividir en dos agrupaciones principales. La primera es un grupo de narraciones breves, constituido por unas memorias (Campo de amapolas blancas), un conjunto de relatos fantásticos (La princesa y la muerte) y dos relatos brevísimos reunidos en un único volumen (El artista del billar). La segunda està formada por cuatro novelas: una es la interpretación moderna del cuento cervantino El celoso extremeño (Amad a la dama) y las demás (Misera fue, señora, la osadía, El cerco oblicuo y Paradoja del interventor) se desarrollan en época contemporánea, aunque en períodos distintos, y están protagonizadas por diferentes personajes. Al parecer es difícil encontrar un hilo conductor que valga para la entera obra del autor de Plasencia. Los diferentes desenlaces, un estilo que muda y protagonistas distintos proporcionan a los relatos hidalguianos cierta aptitud a la metamórfosis. Para comprender eficazmente la obra de Hidalgo hay que analizar, en primer lugar, su pensamiento estético: “En la literatura, a partir del primer fruto maduro, no hay evolución ni progresión, sino un deambular circular [...] las obras de un escritor son como satélites en torno a su materia” (El desierto de Takla Makán). Con referencia a uno de sus grandes maestros, Rafael Sánchez Ferlosio, el autor habla de la producción literaria como de un movimiento circular alrededor de una sustancia central. Esta sustancia central es constante: las diferentes obras del escritor pueden alejarse o acercarse a ella, describriéndola y descubriéndola con mayor o menor eficacia. Un análisis de la obra del propio Gonzalo Hidalgo debe entonces tener en cuenta de la necesidad de considerar esta materia central: relatos y novelas se mueven, formando un círculo que encierra una sustancia constante. Para investigar la materia alrededor de que la obra de Gonzalo Hidalgo se mueve, se han elegido dos téminos fundamentales del cuento. Lugar (o, mejor dicho, espacio) y personaje son ejes necesarios, cuya evolución puede proporcionar indicios sobre las lineas fundamentales que orientan el rumbo de la narrativa del autor. Se analiza entonces la manera en que Hidalgo describe y hace vivir espacios y personajes, y como estos se penetran recíprocamente. En algunos de los cuentos el autor utiliza un lugar (Murania) cuyas características físicas proceden de la realidad. La agrupación periférica de medio tamaño es el ambiente de la mayoría de los relatos de Gonzalo Hidalgo Bayal y la inspiración que la produce se encuentra en Plasencia, lugar de residencia del escritor. La función narrativa del espacio, de todas formas, varía y se hace cada vez más clara y precisa. Murania y los demás lugares realizan, con una evolución que atraviesa los distintos relatos, un rechazo firme e inapelable que excluye el personaje principal de la comunidad formada por los ciudadanos y, finalmente, por la entera humanidad. De forma cada vez más intensa, desde Misera fue, señora, la osadía hasta Paradoja del interventor (que constituye, por ahora, el punto de llegada del recorrido narrativo hidalguiano), el espacio actúa para excluir (y destruir) el protagonista, moral y físicamente. Manuel Simón Viola, en los estudios y en las reseñas dedicadas a Gonzalo Hidalgo Bayal, evidencia como el autor de Plasencia construye un trayecto que reúne sobre todo tres novelas (Misera fue, señora, la osadía, El Cerco oblicuo e Paradoja del interventor). Estas obras, además de tener algunas características comunes (conexiones temporales, temas, voz narradora), se centran en odiseas personales, protagonizadas por personajes distintos pero con un común denominador. El protagonista evoluciona hacia un pesimismo que se hace concreto en la relación con un mundo exterior, mundo que no permite ilusión nuguna. El fracaso inevitable con que el personaje se enfrenta es la única salida posible para los desenlaces del cuento hidalguiano. Al final de una evolución que incluye todos los personajes de la obra de Gonzalo Hidalgo, la resignación, principal característica del protagonista de Paradoja del interventor, se convierte en un rasgo distintivo. La derrota y el fracaso, por otro lado, funcionan de hilo conductor también en las obras de otros autores extremeños: Luis Landero y Dulce Chacón concentran, como Gonzalo Hidalgo, el esfuerzo literario en la descripción de afanes sin realizar. Con estilos y enfoques propios, comparten entonces una materia literaria que se descubre en la evolución del personaje y en la cada vez más clara definición de la función del espacio. La palabra, medio necesario para la trasmisión del mensaje literario, tiene entonces un valor fundamental. Como enseña Rafael Sánchez Ferlosio, a través del lenguaje el ser humano realiza su encuentro con la naturaleza: las relaciones humanas, el derecho, la ética y la literatura revolotean en torno al don de la palabra. El lenguaje literario es, como sugiere Gonzalo Hidalgo en algunos escritos críticos dedicados a la literatura extremeña, un vértice del tríangulo formado con sujeto y realidad. A través de las formas del lenguaje, elemento imprescindible, se expresa la relación entre persona y relidad exterior, entre yo y otro, entre personaje y espacio. En suma, el triángulo formado por lenguaje, sujeto y realidad es la clave para descubrir los mecanismos del “deambular circular” del escritor en torno a su materia.

Messa a punto di sistemi per il controllo e la terapia delle malattie virali

A livello globale una delle problematiche più urgenti della sanità pubblica umana e veterinaria è rappresentata dal controllo delle infezioni virali. L’emergenza di nuove malattie, la veloce diffusione di patologie finora confinate ad alcune aree geografiche, lo sviluppo di resistenza dei patogeni alle terapie utilizzate e la mancanza di nuove molecole attive, sono gli aspetti che influiscono più negativamente livello socio-economico in tutto il mondo. Misure per limitare la diffusione delle infezioni virali prevedono strategie per prevenire e controllare le infezioni in soggetti a rischio . Lo scopo di questa tesi è stato quello di indagare il possibile utilizzo di prototipi virali utilizzati come modello di virus umani per valutare l’efficacia di due diversi metodi di controllo delle malattie virali: la rimozione mediante filtrazione di substrati liquidi e gli antivirali di sintesi e di origine naturale. Per quanto riguarda la rimozione di agenti virali da substrati liquidi, questa è considerata come requisito essenziale per garantire la sicurezza microbiologica non solo di acqua ad uso alimentare , ma anche dei prodotti utilizzati a scopo farmaceutico e medico. Le Autorità competenti quali WHO ed EMEA hanno redatto delle linee guida molto restrittive su qualità e sicurezza microbiologica dei prodotti biologici per garantire la rimozione di agenti virali che possono essere trasmessi con prodotti utilizzati a scopo terapeutico. Nell'industria biomedicale e farmaceutica c'è l'esigenza di una tecnologia che permetta la rimozione dei virus velocemente, in grande quantità, a costi contenuti, senza alterare le caratteristiche del prodotto finale . La collaborazione con l’azienda GVS (Zola Predosa, Italia) ha avuto come obiettivo lo studio di una tecnologia di filtrazione che permette la rimozione dei virus tramite membrane innovative e/o tessuti-non-tessuti funzionalizzati che sfruttano l’attrazione elettrostatica per ritenere ed asportare i virus contenuti in matrici liquide. Anche gli antivirali possono essere considerati validi mezzi per il controllo delle malattie infettive degli animali e nell’uomo quando la vaccinazione non è realizzabile come ad esempio in caso di scoppio improvviso di un focolaio o di un attacco bioterroristico. La scoperta degli antivirali è relativamente recente ed il loro utilizzo è attualmente limitato alla patologia umana, ma è in costante aumento l’interesse per questo gruppo di farmaci. Negli ultimi decenni si è evidenziata una crescente necessità di mettere a punto farmaci ad azione antivirale in grado di curare malattie ad alta letalità con elevato impatto socio-economico, per le quali non esiste ancora un’efficace profilassi vaccinale. Un interesse sempre maggiore viene rivolto agli animali e alle loro patologie spontanee, come modello di studio di analoghe malattie dell’uomo. L’utilizzo di farmaci ad azione antivirale in medicina veterinaria potrebbe contribuire a ridurre l’impatto economico delle malattie limitando, nel contempo, la disseminazione dei patogeni nell’ambiente e, di conseguenza, il rischio sanitario per altri animali e per l’uomo in caso di zoonosi. Le piante sono sempre state utilizzate dall’industria farmaceutica per l’isolamento dei composti attivi e circa il 40% dei farmaci moderni contengono principi d’origine naturale. Alla luce delle recenti emergenze sanitarie, i fitofarmaci sono stati considerati come una valida per migliorare la salute degli animali e la qualità dei prodotti da essi derivati. L’obiettivo del nostro studio è stato indagare l’attività antivirale in vitro di estratti naturali e di molecole di sintesi nei confronti di virus a RNA usando come prototipo il Canine Distemper Virus, modello di studio per virus a RNA a polarità negativa, filogeneticamente correlato al virus del morbillo umano. La scelta di questo virus è dipesa dal fatto che rispetto ai virus a DNA e ai retrovirus attualmente l’offerta di farmaci capaci di contrastare le infezioni da virus a RNA è molto limitata e legata a molecole datate con alti livelli di tossicità. Tra le infezioni emergenti causate da virus a RNA sono sicuramente da menzionare quelle provocate da arbovirus. Le encefaliti virali da arbovirus rappresentano una emergenza a livello globale ed attualmente non esiste una terapia specifica. Una delle molecole più promettenti in vitro per la terapia delle infezioni da arbovirus è la ribavirina (RBV) che, con il suo meccanismo d’azione pleiotropico, si presta ad essere ulteriormente studiata in vivo per la sua attività antivirale nei confronti delle infezioni da arbovirus. Uno dei fattori limitanti l’utilizzo in vivo di questa molecola è l’incapacità della molecola di oltrepassare la barriera emato-encefalica. Nel nostro studio abbiamo messo a punto una formulazione per la somministrazione endonasale di RBV e ne abbiamo indagato la diffusione dalla cavità nasale all’encefalo attraverso l’identificazione e quantificazione della molecola antivirale nei diversi comparti cerebrali . Infine è stato condotto un esperimento in vivo per valutare l’efficacia di un composto a base di semi di Neem, di cui sono già note le proprietà antimicrobiche, nei confronti dell’infezione da orf virus, una zoonosi a diffusione mondiale, che ha un elevato impatto economico in aree ad alta densità ovi-caprina e può provocare lesioni invalidanti anche nell’uomo.