Desarrollo de una herramienta de análisis de la señal de voz

El habla es la principal herramienta de comunicación de la que dispone el ser humano que, no sólo le permite expresar su pensamiento y sus sentimientos sino que le distingue como individuo. El análisis de la señal de voz es fundamental para múltiples aplicaciones como pueden ser: síntesis y reconocimiento de habla, codificación, detección de patologías, identificación y reconocimiento de locutor… En el mercado se pueden encontrar herramientas comerciales o de libre distribución para realizar esta tarea. El objetivo de este Proyecto Fin de Grado es reunir varios algoritmos de análisis de la señal de voz en una única herramienta que se manejará a través de un entorno gráfico. Los algoritmos están siendo utilizados en el Grupo de investigación en Aplicaciones MultiMedia y Acústica de la Universidad Politécnica de Madrid para llevar a cabo su tarea investigadora y para ofertar talleres formativos a los alumnos de grado de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Sistemas de Telecomunicación. Actualmente se ha encontrado alguna dificultad para poder aplicar los algoritmos ya que se han ido desarrollando a lo largo de varios años, por distintas personas y en distintos entornos de programación. Se han adaptado los programas existentes para generar una única herramienta en MATLAB que permite: . Detección de voz . Detección sordo/sonoro . Extracción y revisión manual de frecuencia fundamental de los sonidos sonoros . Extracción y revisión manual de formantes de los sonidos sonoros En todos los casos el usuario puede ajustar los parámetros de análisis y se ha mantenido y, en algunos casos, ampliado la funcionalidad de los algoritmos existentes. Los resultados del análisis se pueden manejar directamente en la aplicación o guardarse en un fichero. Por último se ha escrito el manual de usuario de la aplicación y se ha generado una aplicación independiente que puede instalarse y ejecutarse aunque no se disponga del software o de la versión adecuada de MATLAB. ABSTRACT. The speech is the main communication tool which has the human that as well as allowing to express his thoughts and feelings distinguishes him as an individual. The analysis of speech signal is essential for multiple applications such as: synthesis and recognition of speech, coding, detection of pathologies, identification and speaker recognition… In the market you can find commercial or open source tools to perform this task. The aim of this Final Degree Project is collect several algorithms of speech signal analysis in a single tool which will be managed through a graphical environment. These algorithms are being used in the research group Aplicaciones MultiMedia y Acústica at the Universidad Politécnica de Madrid to carry out its research work and to offer training workshops for students at the Escuela Técnica Superior de Ingeniería y Sistemas de Telecomunicación. Currently some difficulty has been found to be able to apply the algorithms as they have been developing over several years, by different people and in different programming environments. Existing programs have been adapted to generate a single tool in MATLAB that allows: . Voice Detection . Voice/Unvoice Detection . Extraction and manual review of fundamental frequency of voiced sounds . Extraction and manual review formant voiced sounds In all cases the user can adjust the scan settings, we have maintained and in some cases expanded the functionality of existing algorithms. The analysis results can be managed directly in the application or saved to a file. Finally we have written the application user’s manual and it has generated a standalone application that can be installed and run although the user does not have MATLAB software or the appropriate version.

Modeling and Simulation of Upper Brachial Plexus Injury

This article presents the first musculoskeletal model and simulation of upper plexus brachial injury. From this model is possible to analyse forces and movement ranges in order to develop a robotic exoskeleton to improve rehabilitation. The software that currently exists for musculoskeletal modeling is varied and most have advanced features for proper analysis and study of motion simulations. Whilst more powerful computer packages are usually expensive, there are other free and open source packages available which offer different tools to perform animations and simulations and which obtain forces and moments of inertia. Among them, Musculoskeletal Modeling Software was selected to construct a model of the upper limb, which has 7 degrees of freedom and 10 muscles. These muscles are important for two of the movements simulated in this article that are part of the post-surgery rehabilitation protocol. We performed different movement animations which are made using the inertial measurement unit to capture real data from movements made by a human being. We also performed the simulation of forces produced in elbow flexion-extension and arm abduction-adduction of a healthy subject and one with upper brachial plexus injury in a postoperative state to compare the force that is capable of being produced in both cases.

AS INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS E OS INTERMEDIÁRIOS DA PRODUÇÃO E DO ACESSO À INFORMAÇÃO JORNALÍSTICA

O jornalismo é um dos principais meios de oferta de temas para a discussão e formação da opinião pública, porém depende de um sistema técnico para ser transmitido. Durante mais de cem anos as informações produzidas pela imprensa foram emitidas, armazenadas, transmitidas e recebidas pelos chamados veículos de comunicação de massa que utilizam a rede centralizada cujas características estão na escassez material, produção em série e massificação. Esse sistema separa no tempo e no espaço emissores e receptores criando uma relação desigual de força em que as grandes empresas controlaram o fluxo informativo, definindo quais fatos seriam veiculados como notícia. Em 1995, a internet cuja informação circula sob a tecnologia da rede distribuída, foi apropriada pela sociedade, alterando a forma de produção, armazenamento e transmissão de informação. A tecnologia despertou a esperança de que esta ferramenta poderia proporcionar uma comunicação mais dialógica e democrática. Mas aos poucos pode-se perceber novas empresas se apropriando da tecnologia da rede distribuída sob a qual circula a internet, gerando um novo controle do fluxo informativo. Realizou-se nessa pesquisa um levantamento bibliográfico para estabelecer uma reflexão crítica dos diferentes intermediários entre fato e a notícia tanto da rede centralizada como na rede distribuída, objetivando despertar uma discussão que possa oferecer novas ideias para políticas, bem como alternativas para uma comunicação mais democrática e mais libertária.

Análise de acetona em ar exalado: desenvolvimento de método eletroanalítico e algoritmo para processamento de sinais

Propõe-se método novo e completo para análise de acetona em ar exalado envolvendo coleta com pré-concentração em água, derivatização química e determinação eletroquímica assistida por novo algoritmo de processamento de sinais. Na literatura recente a acetona expirada vem sendo avaliada como biomarcador para monitoramento não invasivo de quadros clínicos como diabetes e insuficiência cardíaca, daí a importância da proposta. Entre as aminas que reagem com acetona para formar iminas eletroativas, estudadas por polarografia em meados do século passado, a glicina apresentou melhor conjunto de características para a definição do método de determinação por voltametria de onda quadrada sem a necessidade de remoção de oxigênio (25 Hz, amplitude de 20 mV, incremento de 5 mV, eletrodo de gota de mercúrio). O meio reacional, composto de glicina (2 mol·L-1) em meio NaOH (1 mol·L-1), serviu também de eletrólito e o pico de redução da imina em -1,57 V vs. Ag|AgCl constituiu o sinal analítico. Para tratamento dos sinais, foi desenvolvido e avaliado um algoritmo inovador baseado em interpolação de linha base por ajuste de curvas de Bézier e ajuste de gaussiana ao pico. Essa combinação permitiu reconhecimento e quantificação de picos relativamente baixos e largos sobre linha com curvatura acentuada e ruído, situação em que métodos convencionais falham e curvas do tipo spline se mostraram menos apropriadas. A implementação do algoritmo (disponível em http://github.com/batistagl/chemapps) foi realizada utilizando programa open source de álgebra matricial integrado diretamente com software de controle do potenciostato. Para demonstrar a generalidade da extensão dos recursos nativos do equipamento mediante integração com programação externa em linguagem Octave (open source), implementou-se a técnica da cronocoulometria tridimensional, com visualização de resultados já tratados em projeções de malha de perspectiva 3D sob qualquer ângulo. A determinação eletroquímica de acetona em fase aquosa, assistida pelo algoritmo baseado em curvas de Bézier, é rápida e automática, tem limite de detecção de 3,5·10-6 mol·L-1 (0,2 mg·L-1) e faixa linear que atende aos requisitos da análise em ar exalado. O acetaldeído, comumente presente em ar exalado, em especial, após consumo de bebidas alcoólicas, dá origem a pico voltamétrico em -1,40 V, contornando interferência que prejudica vários outros métodos publicados na literatura e abrindo possibilidade de determinação simultânea. Resultados obtidos com amostras reais são concordantes com os obtidos por método espectrofotométrico, em uso rotineiro desde o seu aperfeiçoamento na dissertação de mestrado do autor desta tese. Em relação à dissertação, também se otimizou a geometria do dispositivo de coleta, de modo a concentrar a acetona num volume menor de água gelada e prover maior conforto ao paciente. O método completo apresentado, englobando o dispositivo de amostragem aperfeiçoado e o novo e efetivo algoritmo para tratamento automático de sinais voltamétricos, está pronto para ser aplicado. Evolução para um analisador portátil depende de melhorias no limite de detecção e facilidade de obtenção eletrodos sólidos (impressos) com filme de mercúrio, vez que eletrodos de bismuto ou diamante dopado com boro, entre outros, não apresentaram resposta.

Avaliação do erro estático da ferramenta de uma máquina fresadora com arquitetura paralela.

Os mecanismos amplamente utilizados em aplicações industriais são de tipo serial, porém há algum tempo vem sendo desenvolvidos estudos sobre as vantagens que os mecanismos de arquitetura paralela oferecem em contraposição com os seriais. Rigidez, precisão, altas frequências naturais e velocidade são algumas características que os mecanismos paralelos atribuem a máquinas já consolidadas na indústria, destinadas principalmente nas operações de manipulação (pick and place). Nesse sentido, é relevante o estudo sobre a funcionalidade em outros tipos de operação como a usinagem e, particularmente o fresamento. Para isto, devem-se ainda explorar e desenvolver as capacidades dos mecanismos paralelos em relação à rigidez e à precisão nas operações mencionadas. Foi desenvolvido previamente o projeto e montagem do protótipo de uma máquina fresadora de arquitetura paralela. Também aracterizado pela redundância na atuação para o posicionamento da ferramenta. Com este intuito, pretende-se no trabalho atual, avaliar o erro estático de posicionamento da ferramenta por métodos experimentais, quantificar os deslocamentos, realizar um mapeamento experimental em diversas configurações dos membros. Por outro lado, pretende-se adaptar um modelo numérico simplificado que possa prever as deformações elásticas em diversas configurações, que contemple o efeito de juntas lineares flexíveis e que de alguma forma ajude a identificar as principais fontes de erro. Para tal, foram elaboradas rotinas de programação que através da cinemática inversa e o uso do método dos elementos finitos tentem prever o que de fato acontece nos experimentos. Foi proposta também uma implementação alternativa para o controle do mecanismo através de um software CNC e a conversão de coordenadas cartesianas em coordenadas dos atuadores, isto ajudaria na geração do código G. Finalmente, foram elaboradas algumas trajetórias que tentam avaliar a exatidão e repetitividade do mecanismo além de descrever outras trajetórias livres.

Método para análise da interação fluido-estrutura em travessas do pré-distribuidor de turbinas hidráulicas.

Um dos grandes desafios enfrentados pelos fabricantes de turbinas hidráulicas é prevenir o aparecimento de vibrações induzidas pelo escoamento nas travessas do pré-distribuidor e pás do rotor. Considerando apenas as travessas, e atribuídos a tais vibrações, foram relatados 28 casos de trincas ou ruídos anormais nas últimas décadas, que acarretaram enormes prejuízos associados a reparos, atrasos e perda de geração. O estado da arte na prevenção destes problemas baseia-se na utilização de sofisticados, e caros, programas comerciais de dinâmica dos fluidos computacional para o cálculo transiente do fenômeno. Este trabalho faz uma ampla revisão bibliográfica e levantamento de eventos de trincas ou ruídos ocorridos em travessas nos últimos 50 anos. Propõe, então, um enfoque alternativo, baseado exclusivamente em ferramentas de código aberto. A partir de hipóteses simplificadoras devidamente justificadas, o problema é formulado matematicamente de forma bidimensional, no plano da seção transversal da travessa, levando em conta a interação fluido-estrutura. Nesta estratégia, as equações de Navier-Stokes são resolvidas pelo método dos elementos finitos por meio da biblioteca gratuita oomph-lib. Um código especial em C++ é desenvolvido para o problema de interação fluido-estrutura, no qual o fenômeno de turbulência é levado em consideração por meio de um algoritmo baseado no modelo de Baldwin-Lomax. O método proposto é validado por meio da comparação dos resultados obtidos com referências e medições disponíveis na literatura, que tratam de problemas de barras retangulares suportadas elasticamente. O trabalho finaliza com a aplicação do método a um estudo de caso envolvendo uma travessa particular.

Construction of Structures I in Moodle: a new teaching methodology in the Degree of Building Engineer

The subject of Construction of Structures I studies, from a constructive point of view and taking into account current legislation, reinforced concrete structures used in buildings, through the acquisition of knowledge and construction criteria required in the profession of a Technical Architect. The contents acquired in this course are essential for further professional development of technicians and are closely related to many of the subjects taught in the same or other courses of the Degree in Technical Architecture at the University of Alicante. The aim of this paper is to present, analyze and discuss the development of a new methodology proposed in the mentioned subject, as it supposed an important change in the traditional way of teaching Construction and Structures I. In order to incorporate new teaching tools in 2013-2014, the course has been implemented by using a Moodle software tool to promote blended learning with online exercises. Our Moodle community allows collaborative work within an open-source platform where teachers and students share a new and personalized learning environment. Students are easily used to the interface and the platform, value the constant connection with teachers or other fellows and completely agree with the possibility of making questions or share documents 24 hours a day. The proposed methodology consists of lectures and practical classes. In the lectures, the basics of each topic are discussed; class attendance, daily study and conducting scheduled exercises are indispensable. Practical classes allow to consolidate the knowledge gained in theory classes by solving professional exercises and actual construction problems related to structures, that shall be compulsorily delivered online. So, after the correction of the teacher and the subsequent feedback of students, practical exercises ensure lifelong learning of the student, who can download any kind of material at any time (constructive details, practical exercises and even corrected exams). Regarding the general evaluation system, goals achievement is assessed on an ongoing basis (65% of the final mark) along the course through written and graphic evidences in person and online, as well as a individual development of a workbook. In all cases, the acquisition of skills, the ability to synthesize, the capacity of logical and critical thinking are assessed. The other 35 % of the mark is evaluated by a complementary graphic exam. Participation in the computing platform is essential and the student is required to do and present, at least 90% of the practices proposed. Those who do not comply with the practices in each specific date could not be assessed continuously and may only choose the final exam. In conclusion, the subject of Construction of Structures I is essential in the development of the regulated profession of Technical Architect as they are considered, among other professional profiles, as specialists in construction of building structures. The use of a new communication platform and online teaching allows the acquisition of knowledge and constructive approaches in a continuous way, with a more direct and personal monitoring by the teacher that has been highly appreciated by almost 100% of the students. Ultimately, it is important to say that the use of Moodle in this subject is a very interesting tool, which was really well welcome by students in one of the densest and important subjects of the Degree of Technical Architecture.

Gestão de processos de negócio em organizações desportivas: um estudo de caso no Comitée Européen de Rink-Hockey

A Gestão de Processos de Negócio (BPM – Business Process Management) é uma abordagem que tem como objetivo melhorar a eficiência nas organizações, através da gestão dos processos, em que se realiza a sua modelação, organização e otimização de uma forma iterativa e contínua. O BPM permite suportar os processos de negócio, através da utilização de métodos, técnicas e software para projetar, representar e analisar processos organizacionais que envolvem, pessoas, organizações, aplicações, documentos e outras fontes de informação (Aalst, Hofstede, & Weske, 2003). Neste estudo é utilizado um Business Process Management System (BPMS) para realizar a modelação dos processos do Comité Européen de Rink-Hockey (CERH), para a inscrição de equipas e atletas, nos eventos realizados sob a responsabilidade deste comité. A modelação é realizada através da utilização do Business Process Model and Notation (BPMN). A utilização do BPMS foi realizada considerando as seguintes etapas: (1) desenho do processo; (2) definição do processo; (3) desenvolvimento do processo e (4) administração e utilização de processos. Pretendeu-se, demonstrar a viabilidade e operacionalidade na utilização de uma ferramenta BPMS open-source, numa abordagem BPM, na modelação e implementação de processos, em detrimento de soluções proprietárias de custo elevado. O critério adotado para a seleção da ferramenta baseia-se na análise de relatórios sobre BPMS, que nos permitiu identificar e sustentar a solução adotada (Hill, Cantara, & Kerremans, 2009; Ovum, 2010; Richardson, Moore, Clair, & Vitti, 2010; Sinur & Hill, 2010). O resultado foi o desenvolvimento dos processos na organização, com a sua modelação em BPMN e implementação num BPMS, onde podemos comprovar a abordagem BPM numa organização desportiva.

Analisi strutturale della testa di un supporto al bagno di saldatura elicoidale per tubi di acciaio

Nella presente tesi viene condotta l'analisi strutturale della testa di un supporto al bagno di saldatura elicoidale per tubi di acciaio. Dopo una breve introduzione sui tubi di acciaio e sul Metodo agli Elementi Finiti, si analizza la testa utilizzando un software open source. I risultati ottenuti consentono di ottimizzare la geometria della testa.

Null Check Analysis

Null dereferencing is one of the most frequent bugs in Java systems causing programs to crash due to the uncaught NullPointerException. Developers often fix this bug by introducing a guard (i.e., null check) on the potentially-null objects before using them. In this paper we investigate the null checks in 717 open-source Java systems to understand when and why developers introduce null checks. We find that 35 of the if-statements are null checks. A deeper investigation shows that 71 of the checked-for-null objects are returned from method calls. This indicates that null checks have a serious impact on performance and that developers introduce null checks when they use methods that return null.

The Emergence of Open Hardware Phenomena in Different Technological Environments

Dannie Jost gave an introductory presentation on the emergence on open hardware phenomena, including synthetic biology and other technological environments at the HEPTech Workshop on Open Hardware on June 13 held at the GSI, Darmstadt (Germany). The workshop was organized by CERN and GSI. This event addressed the OSHW phenomenon and its implications for academia and industry with special attention to knowledge and technology transfer issues. Consideration was given to the various aspects of open source hardware development, and how these are dealt with in academia and industry. Presentations from legal experts, academics, practitioners and business provided input for the discussions and exchange of ideas.

Challenges to the Patent System in face of Open Hardware

Dannie Jost gave a presentation outlining some of the challenges to the patent system presented by open source hardware at the "Open Knowledge Festival", under the topic stream treating open design, hardware, manufacturing and making; September 19, 2012; Helsinki, Finland. This topic stream generated considerable discussion, and it serves to educate an audience that is usually very adverse to patents and copyright, and helps the researcher understand the issuing conflicts surrounding emerging technologies, in particular digital technologies, and the maker movement (digitally enabled).

Approaches and Strategy for Cancer Research and Surveillance Data: Integration, Information Pipeline, Data Models, and Informatics Opportunities

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-04

Fifty shades of innovation – from open toward user, and open collaborative forms of innovation – an overview

Starting from the Schumpeterian producer-driven understanding of innovation, followed by user-generated solutions and understanding of collaborative forms of co-creation, scholars investigated the drivers and the nature of interactions underpinning success in various ways. Innovation literature has gone a long way, where open innovation has attracted researchers to investigate problems like compatibilities of external resources, networks of innovation, or open source collaboration. Openness itself has gained various shades in the different strands of literature. In this paper the author provides with an overview and a draft evaluation of the different models of open innovation, illustrated with some empirical findings from various fields drawn from the literature. She points to the relevance of transaction costs affecting viable forms of (open) innovation strategies of firms, and the importance to define the locus of innovation for further analyses of different firm and interaction level formations.

VLSI testing and characterization system for micro electro-mechanical (MEM) sensors

The purpose of this investigation was to develop and implement a general purpose VLSI (Very Large Scale Integration) Test Module based on a FPGA (Field Programmable Gate Array) system to verify the mechanical behavior and performance of MEM sensors, with associated corrective capabilities; and to make use of the evolving System-C, a new open-source HDL (Hardware Description Language), for the design of the FPGA functional units. System-C is becoming widely accepted as a platform for modeling, simulating and implementing systems consisting of both hardware and software components. In this investigation, a Dual-Axis Accelerometer (ADXL202E) and a Temperature Sensor (TMP03) were used for the test module verification. Results of the test module measurement were analyzed for repeatability and reliability, and then compared to the sensor datasheet. Further study ideas were identified based on the study and results analysis. ASIC (Application Specific Integrated Circuit) design concepts were also being pursued.