Automatic mass segmentation in mammographic images

Aquesta tesi està emmarcada dins la detecció precoç de masses, un dels símptomes més clars del càncer de mama, en imatges mamogràfiques. Primerament, s'ha fet un anàlisi extensiu dels diferents mètodes de la literatura, concloent que aquests mètodes són dependents de diferent paràmetres: el tamany i la forma de la massa i la densitat de la mama. Així, l'objectiu de la tesi és analitzar, dissenyar i implementar un mètode de detecció robust i independent d'aquests tres paràmetres. Per a tal fi, s'ha construït un patró deformable de la massa a partir de l'anàlisi de masses reals i, a continuació, aquest model és buscat en les imatges seguint un esquema probabilístic, obtenint una sèrie de regions sospitoses. Fent servir l'anàlisi 2DPCA, s'ha construït un algorisme capaç de discernir aquestes regions són realment una massa o no. La densitat de la mama és un paràmetre que s'introdueix de forma natural dins l'algorisme.

Robust Control of Systems Subjected to Uncertain Disturbances and Actuator Dynamics

Esta tesis está enfocada al diseño y validación de controladores robustos que pueden reducir de una manera efectiva las vibraciones structurales producidas por perturbaciones externas tales como terremotos, fuertes vientos o cargas pesadas. Los controladores están diseñados basados en teorías de control tradicionalamente usadas en esta area: Teoría de estabilidad de Lyapunov, control en modo deslizante y control clipped-optimal, una técnica reciente mente introducida : Control Backstepping y una que no había sido usada antes: Quantitative Feedback Theory. La principal contribución al usar las anteriores técnicas, es la solución de problemas de control estructural abiertos tales como dinámicas de actuador, perturbaciones desconocidas, parametros inciertos y acoplamientos dinámicos. Se utilizan estructuras típicas para validar numéricamente los controladores propuestos. Especificamente las estructuras son un edificio de base aislada, una plataforma estructural puente-camión y un puente de 2 tramos, cuya configuración de control es tal que uno o mas problemas abiertos están presentes. Se utilizan tres prototipos experimentales para implementar los controladores robustos propuestos, con el fin de validar experimentalmente su efectividad y viabilidad. El principal resultado obtenido con la presente tesis es el diseño e implementación de controladores estructurales robustos que resultan efectivos para resolver problemas abiertos en control estructural tales como dinámicas de actuador, parámetros inciertos, acoplamientos dinámicos, limitación de medidas y perturbaciones desconocidas.

VLSI architecture for motion estimation in underwater imaging

El treball desenvolupat en aquesta tesi aprofundeix i aporta solucions innovadores en el camp orientat a tractar el problema de la correspondència en imatges subaquàtiques. En aquests entorns, el que realment complica les tasques de processat és la falta de contorns ben definits per culpa d'imatges esborronades; un fet aquest que es deu fonamentalment a il·luminació deficient o a la manca d'uniformitat dels sistemes d'il·luminació artificials. Els objectius aconseguits en aquesta tesi es poden remarcar en dues grans direccions. Per millorar l'algorisme d'estimació de moviment es va proposar un nou mètode que introdueix paràmetres de textura per rebutjar falses correspondències entre parells d'imatges. Un seguit d'assaigs efectuats en imatges submarines reals han estat portats a terme per seleccionar les estratègies més adients. Amb la finalitat d'aconseguir resultats en temps real, es proposa una innovadora arquitectura VLSI per la implementació d'algunes parts de l'algorisme d'estimació de moviment amb alt cost computacional.

Psychophysical estimation of the effective level of internal noise in the auditory system

This paper reviews a study to examine signal detection in the auditory system.

An ensemble approach to uncertainty estimation for satellite-based rainfall estimates

How robust are observed and simulated precipitation responses to tropical ocean warming?

Robust responses and links between the tropical energy and water cycles are investigated using multiple datasets and climate models over the period 1979-2006. Atmospheric moisture and net radiative cooling provide powerful constraints upon future changes in precipitation. While moisture amount is robustly linked with surface temperature, the response of atmospheric net radiative cooling, derived from satellite data, is less coherent. Precipitation trends and relationships with surface temperature are highly sensitive to the data product and the time-period considered. Data from the Special Sensor Microwave Imager (SSM/I) produces the strongest trends in precipitation and response to warming of all the datasets considered. The tendency for moist regions to become wetter while dry regions become drier in response to warming is captured by both observations and models. Citation: John, V. O., R. P. Allan, and B. J. Soden (2009), How robust are observed and simulated precipitation responses to tropical ocean warming?

Variational data assimilation for parameter estimation: application to a simple morphodynamic model

Data assimilation is a sophisticated mathematical technique for combining observational data with model predictions to produce state and parameter estimates that most accurately approximate the current and future states of the true system. The technique is commonly used in atmospheric and oceanic modelling, combining empirical observations with model predictions to produce more accurate and well-calibrated forecasts. Here, we consider a novel application within a coastal environment and describe how the method can also be used to deliver improved estimates of uncertain morphodynamic model parameters. This is achieved using a technique known as state augmentation. Earlier applications of state augmentation have typically employed the 4D-Var, Kalman filter or ensemble Kalman filter assimilation schemes. Our new method is based on a computationally inexpensive 3D-Var scheme, where the specification of the error covariance matrices is crucial for success. A simple 1D model of bed-form propagation is used to demonstrate the method. The scheme is capable of recovering near-perfect parameter values and, therefore, improves the capability of our model to predict future bathymetry. Such positive results suggest the potential for application to more complex morphodynamic models.

Uncertainty in the estimation of potential evapotranspiration under climate change.

21st century climate change is projected to result in an intensification of the global hydrological cycle, but there is substantial uncertainty in how this will impact freshwater availability. A relatively overlooked aspect of this uncertainty pertains to how different methods of estimating potential evapotranspiration (PET) respond to changing climate. Here we investigate the global response of six different PET methods to a 2 °C rise in global mean temperature. All methods suggest an increase in PET associated with a warming climate. However, differences in PET climate change signal of over 100% are found between methods. Analysis of a precipitation/PET aridity index and regional water surplus indicates that for certain regions and GCMs, choice of PET method can actually determine the direction of projections of future water resources. As such, method dependence of the PET climate change signal is an important source of uncertainty in projections of future freshwater availability.