A multimedia indexing and retrieval framework for multimedia database systems

The main challenges of multimedia data retrieval lie in the effective mapping between low-level features and high-level concepts, and in the individual users' subjective perceptions of multimedia content. ^ The objectives of this dissertation are to develop an integrated multimedia indexing and retrieval framework with the aim to bridge the gap between semantic concepts and low-level features. To achieve this goal, a set of core techniques have been developed, including image segmentation, content-based image retrieval, object tracking, video indexing, and video event detection. These core techniques are integrated in a systematic way to enable the semantic search for images/videos, and can be tailored to solve the problems in other multimedia related domains. In image retrieval, two new methods of bridging the semantic gap are proposed: (1) for general content-based image retrieval, a stochastic mechanism is utilized to enable the long-term learning of high-level concepts from a set of training data, such as user access frequencies and access patterns of images. (2) In addition to whole-image retrieval, a novel multiple instance learning framework is proposed for object-based image retrieval, by which a user is allowed to more effectively search for images that contain multiple objects of interest. An enhanced image segmentation algorithm is developed to extract the object information from images. This segmentation algorithm is further used in video indexing and retrieval, by which a robust video shot/scene segmentation method is developed based on low-level visual feature comparison, object tracking, and audio analysis. Based on shot boundaries, a novel data mining framework is further proposed to detect events in soccer videos, while fully utilizing the multi-modality features and object information obtained through video shot/scene detection. ^ Another contribution of this dissertation is the potential of the above techniques to be tailored and applied to other multimedia applications. This is demonstrated by their utilization in traffic video surveillance applications. The enhanced image segmentation algorithm, coupled with an adaptive background learning algorithm, improves the performance of vehicle identification. A sophisticated object tracking algorithm is proposed to track individual vehicles, while the spatial and temporal relationships of vehicle objects are modeled by an abstract semantic model. ^

DIMUSE: An integrated framework for distributed multimedia system with database management and security support

With the recent explosion in the complexity and amount of digital multimedia data, there has been a huge impact on the operations of various organizations in distinct areas, such as government services, education, medical care, business, entertainment, etc. To satisfy the growing demand of multimedia data management systems, an integrated framework called DIMUSE is proposed and deployed for distributed multimedia applications to offer a full scope of multimedia related tools and provide appealing experiences for the users. This research mainly focuses on video database modeling and retrieval by addressing a set of core challenges. First, a comprehensive multimedia database modeling mechanism called Hierarchical Markov Model Mediator (HMMM) is proposed to model high dimensional media data including video objects, low-level visual/audio features, as well as historical access patterns and frequencies. The associated retrieval and ranking algorithms are designed to support not only the general queries, but also the complicated temporal event pattern queries. Second, system training and learning methodologies are incorporated such that user interests are mined efficiently to improve the retrieval performance. Third, video clustering techniques are proposed to continuously increase the searching speed and accuracy by architecting a more efficient multimedia database structure. A distributed video management and retrieval system is designed and implemented to demonstrate the overall performance. The proposed approach is further customized for a mobile-based video retrieval system to solve the perception subjectivity issue by considering individual user's profile. Moreover, to deal with security and privacy issues and concerns in distributed multimedia applications, DIMUSE also incorporates a practical framework called SMARXO, which supports multilevel multimedia security control. SMARXO efficiently combines role-based access control (RBAC), XML and object-relational database management system (ORDBMS) to achieve the target of proficient security control. A distributed multimedia management system named DMMManager (Distributed MultiMedia Manager) is developed with the proposed framework DEMUR; to support multimedia capturing, analysis, retrieval, authoring and presentation in one single framework.

Gamification e rilevazione di barriere architettoniche: un caso di studio con applicazioni mobili

Questo volume di tesi descrive lo sviluppo di un'applicazione cross-platform per la raccolta dati sull'accessibilità urbana. E' stato creato un Pervasive GWAP strutturato in modo tale da raccogliere, tramite un gioco in mixed-reality, dati sulla geolocalizzazione delle barriere/facility architettoniche in ambiente urbano, in modo da mappare il territorio. Il gioco è rivolto a bambini accompagnati da insegnanti/genitori e prevede l'utilizzo di dispositivi mobili quali tablet e smartphone con sistema operativo Andoid. E' stata utilizzata la funzione GPS dei dispositivi per la geolocalizzazione dei giocatori e delle barriere/facility segnalate e la CAMERA per lo scan dei Qr-Code utilizzati come incentivo per intrattenere gli utenti. L'applicazione è scritta utilizzando tecnologie web quali HTML, CSS, JavaScript, PHP, JSON e grazie all'utilizzo del framework Apache Cordova è stato possibile lo sviluppo multipiattaforma. Questo strumento permette di utilizzare tecnologie web per lo sviluppo di applicazioni mobile, generando codice nativo supportato da sistemi operativi quali Android, iOS, BlackBerry.

Progettazione e sviluppo di un framework in ambiente Android per la realizzazione di interfacce utente see-through e hands-free

La tesi tratta l'esplorazione dell'idea per una nuova tipologia di interfacce utente, progettate specificatamente per dispositivi wearable hands free (più nel dettaglio per un'accoppiata smart glass Android based e gesture recognizer). Per facilitare lo sviluppo di applicazioni basate su questi dispositivi è stato realizzato un framework che permetta di costruire, in maniera relativamente semplice, interfacce utente innovative, che consentano all'utente di interagire con i contenuti digitali senza interrompere il suo contatto con la realtà e senza costringerlo a utilizzare le mani.

Studio e sviluppo di un framework per il riconoscimento vocale nell'ambito di sistemi Hands-Free

Negli ultimi anni, l'avanzamento incredibilmente rapido della tecnologia ha portato allo sviluppo e alla diffusione di dispositivi elettronici portatili aventi dimensioni estremamente ridotte e, allo stesso tempo, capacità computazionali molto notevoli. Più nello specifico, una particolare categoria di dispositivi, attualmente in forte sviluppo, che ha già fatto la propria comparsa sul mercato mondiale è sicuramente la categoria dei dispositivi Wearable. Come suggerisce il nome, questi sono progettati per essere letteralmente indossati, pensati per fornire continuo supporto, in diversi ambiti, a chi li utilizza. Se per interagire con essi l’utente non deve ricorrere obbligatoriamente all'utilizzo delle mani, allora si parla di dispositivi Wearable Hands Free. Questi sono generalmente in grado di percepire e catture l’input dell'utente seguendo tecniche e metodologie diverse, non basate sul tatto. Una di queste è sicuramente quella che prevede di modellare l’input dell’utente stesso attraverso la sua voce, appoggiandosi alla disciplina dell’ASR (Automatic Speech Recognition), che si occupa della traduzione del linguaggio parlato in testo, mediante l’utilizzo di dispositivi computerizzati. Si giunge quindi all’obiettivo della tesi, che è quello di sviluppare un framework, utilizzabile nell’ambito dei dispositivi Wearable, che fornisca un servizio di riconoscimento vocale appoggiandosi ad uno già esistente, in modo che presenti un certo livello di efficienza e facilità di utilizzo. Più in generale, in questo documento si punta a fornire una descrizione approfondita di quelli che sono i dispositivi Wearable e Wearable Hands-Free, definendone caratteristiche, criticità e ambiti di utilizzo. Inoltre, l’intento è quello di illustrare i principi di funzionamento dell’Automatic Speech Recognition per passare poi ad analisi, progettazione e sviluppo del framework appena citato.

Progetto e sviluppo di una libreria tuProlog per l’interfacciamento di sensori in contesti di pervasive computing

Il termine pervasive computing incarna l’idea di andare oltre il paradigma dei personal computers: è l’idea che qualsiasi device possa essere tecnologizzato ed interconnesso con un network distribuito, costituendo un nuovo modello di interazione uomo-macchina. All’interno di questo paradigma gioca un ruolo fondamentale il concetto di context-awareness, che fa riferimento all’idea che i computer possano raccogliere dati dall’ambiente circostante e reagire in maniera intelligente e proattiva basandosi su di essi. Un sistema siffatto necessita da un lato di una infrastruttura per la raccolta dei dati dall’ambiente, dall'altro di un supporto per la componente intelligente e reattiva. In tale scenario, questa tesi ha l'obiettivo di progettare e realizzare una libreria per l'interfacciamento di un sistema distribuito di sensori Java-based con l’interprete tuProlog, un sistema Prolog leggero e configurabile, scritto anch'esso in Java ma disponibile per una pluralità di piattaforme, in modo da porre le basi per la costruzione di sistemi context-aware in questo ambiente.

Progetto e realizzazione di un sistema UWB per comunicazioni audio e dati a breve raggio

In questo elaborato si vuole studiare l’implementazione di un sistema di comunicazione dati e audio basato su segnali Ultra Wide Band (UWB). L’obiettivo del progetto è quindi quello di implementare un sistema di comunicazione punto-multi punto basato su UWB.

Analisi del ruolo del porto di Ravenna nell’import/export di prodotti ortofrutticoli

L'elaborato tratta il ruolo del porto di Ravenna nell'import/export di prodotti ortofrutticoli. Dopo una accurata analisi dei dati, lo studio delle rotte marittime e l'uso di Dbms per gestire un database complesso, si propone un modello di programmazione lineare intera su un problema di ship routing, ship scheduling e full ship-load balancing. L'obiettivo è di massimizzare il profitto derivante da un prezzo di vendita e soggetto ai vari costi della logistica. Il modello sceglie la rotta ottimale da effettuare, in termini di ordine di visita dei vari porti che hanno un import e un export dei prodotti studiati. Inoltre, è in grado di gestire lo scorrere del tempo, fornendo come soluzione il giorno ottimale di visita dei vari porti considerati. Infine, trova la ripartizione ottima del numero di container a bordo della nave per ogni tipologia di prodotto.

Analisi di un Sistema di Stoccaggio. L’attività di Customer Service. Il caso Due Torri S.p.A.

Si è analizzato un sistema di stoccaggio rivolgendo l'attenzione all'attività del Customer Service. Dopo il primo periodo di raccolta dati è stato popolato un database che rappresentasse al meglio la realtà osservata. Il database ci ha permesso, attraverso la manipolazione dei dati, di calcolare delle statistiche circa gli eventi più significativi in termini di tempo.

Metodologia di editing immagini per analisi dati morfometrici dei primi stadi di sviluppo di Engraulis encrasicolus (Linnaeus, 1758)

Tra le più importanti risorse alieutiche di molte regioni del Mar Mediterraneo vi sonole acciughe (Engraulisencrasicolus, Linnaeus, 1758), piccoli pesci pelagici appartenenti alle famiglie degli Engraulidae. Dati IREPA del 2009, hanno di fatto reso noto che in Italia, la pesca di E. encrasicolusha rappresentano in media il 26% circa del pescato totale. Questa specie viene continuamente monitorata e grazie a tali programmi è stato evidenziato che vi sono delle fluttuazioni inter-annuali molto pronunciate (Cergoleet al., 2002; Cingolani, 2004), le cui cause possono essere molteplici, da fattori antropicicome l’elevato sforzo di pesca a fattori naturali (Borjia et al., 1996). Va però posta molta attenzione sulle dinamiche biologiche ed ambientali che influiscono sulla sopravvivenza dei primi stadi di vita di questa specie, che ricadendo sul successivo reclutamento, possono essere una delle cause fondamentali delle contrazioni e degli incrementi annuali dello stock adulto (Thikonova et al., 2000; James et al., 2003; Cuttitta et al., 2003, 2006).Lo studio delle fasi ittioplanctoniche e delle sue relazioni con l’ambiente e gli altri organismi, risulta quindi di primaria importanza nell’ambito delle conoscenze necessarie per il corretto sfruttamento delle risorse alieutiche.

Serial killer: il database mondiale

Lo studio dei serial killer, quanto mai complesso e poliedrico, è reso difficoltoso, in parte, anche dall’attuale progresso, che ha portato questi soggetti devianti ad evolversi notevolmente sia in termini di astuzia (staging) che di mobilità. Tutto ciò dimostra che negli omicidi seriali, nonostante l'importante lavoro da parte di alcuni studiosi che sono riusciti a proporre contributi teorici di notevole importanza, è particolarmente frequente la c.d. “cecità di collegamento” fra omicidi perpetrati dalla medesima persona, ma in parti diverse nel mondo. È, quindi, indispensabile la costruzione di una banca dati mondiale che consenta a tutte le forze di polizia di avere sempre a disposizione informazioni raccolte sulla scena del crimine relativamente ad omicidi particolarmente aberranti e privi di un particolare movente. Sarà quindi compito del profiler, con strumenti di supporto creati ad hoc e tecnologicamente avanzati, reperire sulla scena del crimine queste informazioni attraverso una metodologia chiara e condivisa, che saranno, grazie alla banca dati, messe a disposizione di tutte le forze di polizia. The complex and multisided study of serial killers is partly made difficult by the current level of progress that has led these deviant people to evolve in relation to the aspects of shrewdness (concerning the staging) and mobility. Despite the important work of some scholars who proposed important theories, all this shows that, concerning serial murders, it is still particularly frequent not to pay attention to links among homicides committed by the same person but in different parts of the world. It is therefore crucial to develop a worldwide database that allows all police forces to access information collected on crime scenes of murders which are particularly absurd and committed without any apparent reason. It will then be up to the profiler, through ad hoc and technologically advanced tools, to collect this information on the crime scene that would be made available to all police forces thanks to the worldwide database.

Censimento dei punti di prelievo e dati generali sulle utenze elettriche del CNR

Censimento completo, aggiornato a settembre 2015, dei punti di prelievo dell'energia elettrica e dei dati generali su tutte le utenze elettriche del CNR, realizzato per lo svolgimento delle attività di energy management del CNR.

Stime di Sostenibilità Aziendale attraverso Strumenti Web basati su Dati Secondari

Questa tesi tratta lo sviluppo di strumenti web in grado di effettuare stime di sostenibilità aziendale basate su dati secondari. Alcuni studenti di Ingegneria Gestionale hanno svolto un’analisi della sostenibilità aziendale, cercando manualmente nei siti web delle aziende alcuni indicatori chiave da loro definiti, creando un Osservatorio per alcune aziende dell’Emilia-Romagna. L'obiettivo è quello di sviluppare un software capace di eseguire automaticamente questa attività: partendo da un elenco di aziende e dagli indicatori che si vogliono cercare, il software è in grado di scaricare i siti web delle aziende e di leggerli per effettuare la ricerca degli indicatori tramite un algoritmo sviluppato ad hoc.