Software defined FFT architecture for IEEE 802.11ac

The upcoming IEEE 802.11ac standard boosts the throughput of previous IEEE 802.11n by adding wider 80 MHz and 160 MHz channels with up to 8 antennas (versus 40 MHz channel and 4 antennas in 802.11n). This necessitates new 1-8 stream 256/512-point Fast Fourier Transform (FFT) / inverse FFT (IFFT) processing with 80/160 MSample/s throughput. Although there are abundant related work, they all fail to meet the requirements of IEEE 802.11ac FFT/IFFT on point size, throughput and multiple data streams at the same time. This paper proposes the first software defined FFT/IFFT architecture as a solution. By making use of a customised soft stream processor on FPGA, we show how a software defined FFT architecture can meet all the requirements of IEEE 802.11ac with low cost and high resource efficiency. When compared with dedicated Xilinx FFT core, our implementation exhibits only one third of the resources also up to three times of resource efficiency.

Multi-scale keypoints in V1 and face detection

End-stopped cells in cortical area V1, which combine out- puts of complex cells tuned to different orientations, serve to detect line and edge crossings (junctions) and points with a large curvature. In this paper we study the importance of the multi-scale keypoint representa- tion, i.e. retinotopic keypoint maps which are tuned to different spatial frequencies (scale or Level-of-Detail). We show that this representation provides important information for Focus-of-Attention (FoA) and object detection. In particular, we show that hierarchically-structured saliency maps for FoA can be obtained, and that combinations over scales in conjunction with spatial symmetries can lead to face detection through grouping operators that deal with keypoints at the eyes, nose and mouth, especially when non-classical receptive field inhibition is employed. Al- though a face detector can be based on feedforward and feedback loops within area V1, such an operator must be embedded into dorsal and ventral data streams to and from higher areas for obtaining translation-, rotation- and scale-invariant face (object) detection.

Face segregation and recognition by cortical multi-scale line and edge coding

Models of visual perception are based on image representations in cortical area V1 and higher areas which contain many cell layers for feature extraction. Basic simple, complex and end-stopped cells provide input for line, edge and keypoint detection. In this paper we present an improved method for multi-scale line/edge detection based on simple and complex cells. We illustrate the line/edge representation for object reconstruction, and we present models for multi-scale face (object) segregation and recognition that can be embedded into feedforward dorsal and ventral data streams (the “what” and “where” subsystems) with feedback streams from higher areas for obtaining translation, rotation and scale invariance.

Increase of the delivered energy probability in DES using a fuzzy probabilistic modeling

The paper proposes a methodology to increase the probability of delivering power to any load point by identifying new investments in distribution energy systems. The proposed methodology is based on statistical failure and repair data of distribution components and it uses a fuzzy-probabilistic modeling for the components outage parameters. The fuzzy membership functions of the outage parameters of each component are based on statistical records. A mixed integer nonlinear programming optimization model is developed in order to identify the adequate investments in distribution energy system components which allow increasing the probability of delivering power to any customer in the distribution system at the minimum possible cost for the system operator. To illustrate the application of the proposed methodology, the paper includes a case study that considers a 180 bus distribution network.

Épidémiologie spatiale de la campylobactériose au Québec

La campylobactériose représente la principale cause de gastro-entérite bactérienne dans les pays industrialisés. L’épidémiologie de la maladie est complexe, impliquant plusieurs sources et voies de transmission. L’objectif principal de ce projet était d’étudier les facteurs environnementaux impliqués dans le risque de campylobactériose et les aspects méthodologiques pertinents à cette problématique à partir des cas humains déclarés au Québec (Canada) entre 1996 et 2006. Un schéma conceptuel des sources et voies de transmission de Campylobacter a d’abord été proposé suivant une synthèse des connaissances épidémiologiques tirées d’une revue de littérature extensive. Le risque d’une récurrence de campylobactériose a ensuite été décrit selon les caractéristiques des patients à partir de tables de survie et de modèles de régression logistique. Comparativement au risque de campylobactériose dans la population générale, le risque d’un épisode récurrent était plus élevé pour les quatre années suivant un épisode. Ce risque était similaire entre les genres, mais plus élevé pour les personnes de régions rurales et plus faible pour les enfants de moins de quatre ans. Ces résultats suggèrent une absence d’immunité durable ou de résilience clinique suivant un épisode déclaré et/ou une ré-exposition périodique. L’objectif suivant portait sur le choix de l’unité géographique dans les études écologiques. Neuf critères mesurables ont été proposés, couvrant la pertinence biologique, la communicabilité, l’accès aux données, la distribution des variables d’exposition, des cas et de la population, ainsi que la forme de l’unité. Ces critères ont été appliqués à des unités géographiques dérivées de cadre administratif, sanitaire ou naturel. La municipalité affichait la meilleure performance, étant donné les objectifs spécifiques considérés. Les associations entre l’incidence de campylobactériose et diverses variables (densité de volailles, densité de ruminants, abattoirs, température, précipitations, densité de population, pourcentage de diplomation) ont ensuite été comparées pour sept unités géographiques différentes en utilisant des modèles conditionnels autorégressifs. Le nombre de variables statistiquement significatives variait selon le degré d’agrégation, mais la direction des associations était constante. Les unités plus agrégées tendaient à démontrer des forces d’association plus élevées, mais plus variables, à l’exception de l’abattoir. Cette étude a souligné l’importance du choix de l’unité géographique d’analyse lors d’une utilisation d’un devis d’étude écologique. Finalement, les associations entre l’incidence de campylobactériose et des caractéristiques environnementales ont été décrites selon quatre groupes d’âge et deux périodes saisonnières d’après une étude écologique. Un modèle de Poisson multi-niveau a été utilisé pour la modélisation, avec la municipalité comme unité. Une densité de ruminant élevée était positivement associée avec l’incidence de campylobactériose, avec une force d’association diminuant selon l’âge. Une densité de volailles élevée et la présence d’un abattoir de volailles à fort volume d’abattage étaient également associées à une incidence plus élevée, mais seulement pour les personnes de 16 à 34 ans. Des associations ont également été détectées avec la densité de population et les précipitations. À l’exception de la densité de population, les associations étaient constantes entre les périodes saisonnières. Un contact étroit avec les animaux de ferme explique le plus vraisemblablement les associations trouvées. La spécificité d’âge et de saison devrait être considérée dans les études futures sur la campylobactériose et dans l’élaboration de mesures préventives.

Groupage et protection du trafic dynamique dans les réseaux WDM

Avec les nouvelles technologies des réseaux optiques, une quantité de données de plus en plus grande peut être transportée par une seule longueur d'onde. Cette quantité peut atteindre jusqu’à 40 gigabits par seconde (Gbps). Les flots de données individuels quant à eux demandent beaucoup moins de bande passante. Le groupage de trafic est une technique qui permet l'utilisation efficace de la bande passante offerte par une longueur d'onde. Elle consiste à assembler plusieurs flots de données de bas débit en une seule entité de données qui peut être transporté sur une longueur d'onde. La technique demultiplexage en longueurs d'onde (Wavelength Division Multiplexing WDM) permet de transporter plusieurs longueurs d'onde sur une même fibre. L'utilisation des deux techniques : WDM et groupage de trafic, permet de transporter une quantité de données de l'ordre de terabits par seconde (Tbps) sur une même fibre optique. La protection du trafic dans les réseaux optiques devient alors une opération très vitale pour ces réseaux, puisqu'une seule panne peut perturber des milliers d'utilisateurs et engendre des pertes importantes jusqu'à plusieurs millions de dollars à l'opérateur et aux utilisateurs du réseau. La technique de protection consiste à réserver une capacité supplémentaire pour acheminer le trafic en cas de panne dans le réseau. Cette thèse porte sur l'étude des techniques de groupage et de protection du trafic en utilisant les p-cycles dans les réseaux optiques dans un contexte de trafic dynamique. La majorité des travaux existants considère un trafic statique où l'état du réseau ainsi que le trafic sont donnés au début et ne changent pas. En plus, la majorité de ces travaux utilise des heuristiques ou des méthodes ayant de la difficulté à résoudre des instances de grande taille. Dans le contexte de trafic dynamique, deux difficultés majeures s'ajoutent aux problèmes étudiés, à cause du changement continuel du trafic dans le réseau. La première est due au fait que la solution proposée à la période précédente, même si elle est optimisée, n'est plus nécessairement optimisée ou optimale pour la période courante, une nouvelle optimisation de la solution au problème est alors nécessaire. La deuxième difficulté est due au fait que la résolution du problème pour une période donnée est différente de sa résolution pour la période initiale à cause des connexions en cours dans le réseau qui ne doivent pas être trop dérangées à chaque période de temps. L'étude faite sur la technique de groupage de trafic dans un contexte de trafic dynamique consiste à proposer différents scénarios pour composer avec ce type de trafic, avec comme objectif la maximisation de la bande passante des connexions acceptées à chaque période de temps. Des formulations mathématiques des différents scénarios considérés pour le problème de groupage sont proposées. Les travaux que nous avons réalisés sur le problème de la protection considèrent deux types de p-cycles, ceux protégeant les liens (p-cycles de base) et les FIPP p-cycles (p-cycles protégeant les chemins). Ces travaux ont consisté d’abord en la proposition de différents scénarios pour gérer les p-cycles de protection dans un contexte de trafic dynamique. Ensuite, une étude sur la stabilité des p-cycles dans un contexte de trafic dynamique a été faite. Des formulations de différents scénarios ont été proposées et les méthodes de résolution utilisées permettent d’aborder des problèmes de plus grande taille que ceux présentés dans la littérature. Nous nous appuyons sur la méthode de génération de colonnes pour énumérer implicitement les cycles les plus prometteurs. Dans l'étude des p-cycles protégeant les chemins ou FIPP p-cycles, nous avons proposé des formulations pour le problème maître et le problème auxiliaire. Nous avons utilisé une méthode de décomposition hiérarchique du problème qui nous permet d'obtenir de meilleurs résultats dans un temps raisonnable. Comme pour les p-cycles de base, nous avons étudié la stabilité des FIPP p-cycles dans un contexte de trafic dynamique. Les travaux montrent que dépendamment du critère d'optimisation, les p-cycles de base (protégeant les liens) et les FIPP p-cycles (protégeant les chemins) peuvent être très stables.

Nonparametric Estimation of the Average Availability

The average availability of a repairable system is the expected proportion of time that the system is operating in the interval [0, t]. The present article discusses the nonparametric estimation of the average availability when (i) the data on 'n' complete cycles of system operation are available, (ii) the data are subject to right censorship, and (iii) the process is observed upto a specified time 'T'. In each case, a nonparametric confidence interval for the average availability is also constructed. Simulations are conducted to assess the performance of the estimators.

QSAR studies of multidentate nitrogen ligands used in lanthanide and actinide extraction processes

Quantitative structure activity relationships (QSARs) have been developed to optimise the choice of nitrogen heterocyclic molecules that can be used to separate the minor actinides such as americium(III) from europium(III) in the aqueous PUREX raffinate of nuclear waste. Experimental data on distribution coefficients and separation factors (SFs) for 47 such ligands have been obtained and show SF values ranging from 0.61 to 100. The ligands were divided into a training set of 36 molecules to develop the QSAR and a test set of 11 molecules to validate the QSAR. Over 1500 molecular descriptors were calculated for each heterocycle and the Genetic Algorithm was used to select the most appropriate for use in multiple regression equations. Equations were developed fitting the separation factors to 6-8 molecular descriptors which gave r(2) values of >0.8 for the training set and values of >0.7 for the test set, thus showing good predictive quality. The descriptors used in the equations were primarily electronic and steric. These equations can be used to predict the separation factors of nitrogen heterocycles not yet synthesised and/or tested and hence obtain the most efficient ligands for lanthanide and actinide separation. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

Communication mechanisms and middleware for distributed video surveillance

A new generation of advanced surveillance systems is being conceived as a collection of multi-sensor components such as video, audio and mobile robots interacting in a cooperating manner to enhance situation awareness capabilities to assist surveillance personnel. The prominent issues that these systems face are: the improvement of existing intelligent video surveillance systems, the inclusion of wireless networks, the use of low power sensors, the design architecture, the communication between different components, the fusion of data emerging from different type of sensors, the location of personnel (providers and consumers) and the scalability of the system. This paper focuses on the aspects pertaining to real-time distributed architecture and scalability. For example, to meet real-time requirements, these systems need to process data streams in concurrent environments, designed by taking into account scheduling and synchronisation. The paper proposes a framework for the design of visual surveillance systems based on components derived from the principles of Real Time Networks/Data Oriented Requirements Implementation Scheme (RTN/DORIS). It also proposes the implementation of these components using the well-known middleware technology Common Object Request Broker Architecture (CORBA). Results using this architecture for video surveillance are presented through an implemented prototype.

The GODAE high resolution sea surface temperature pilot project

Sea surface temperature (SST) measurements are required by operational ocean and atmospheric forecasting systems to constrain modeled upper ocean circulation and thermal structure. The Global Ocean Data Assimilation Experiment (GODAE) High Resolution SST Pilot Project (GHRSST-PP) was initiated to address these needs by coordinating the provision of accurate, high-resolution, SST products for the global domain. The pilot project is now complete, but activities continue within the Group for High Resolution SST (GHRSST). The pilot project focused on harmonizing diverse satellite and in situ data streams that were indexed, processed, quality controlled, analyzed, and documented within a Regional/Global Task Sharing (R/GTS) framework implemented in an internationally distributed manner. Data with meaningful error estimates developed within GHRSST are provided by services within R/GTS. Currently, several terabytes of data are processed at international centers daily, creating more than 25 gigabytes of product. Ensemble SST analyses together with anomaly SST outputs are generated each day, providing confidence in SST analyses via diagnostic outputs. Diagnostic data sets are generated and Web interfaces are provided to monitor the quality of observation and analysis products. GHRSST research and development projects continue to tackle problems of instrument calibration, algorithm development, diurnal variability, skin temperature deviation, and validation/verification of GHRSST products. GHRSST also works closely with applications and users, providing a forum for discussion and feedback between SST users and producers on a regular basis. All data within the GHRSST R/GTS framework are freely available. This paper reviews the progress of GHRSST-PP, highlighting achievements that have been fundamental to the success of the pilot project.

BodyCloud: a SaaS approach for community body sensor networks

Body Sensor Networks (BSNs) have been recently introduced for the remote monitoring of human activities in a broad range of application domains, such as health care, emergency management, fitness and behaviour surveillance. BSNs can be deployed in a community of people and can generate large amounts of contextual data that require a scalable approach for storage, processing and analysis. Cloud computing can provide a flexible storage and processing infrastructure to perform both online and offline analysis of data streams generated in BSNs. This paper proposes BodyCloud, a SaaS approach for community BSNs that supports the development and deployment of Cloud-assisted BSN applications. BodyCloud is a multi-tier application-level architecture that integrates a Cloud computing platform and BSN data streams middleware. BodyCloud provides programming abstractions that allow the rapid development of community BSN applications. This work describes the general architecture of the proposed approach and presents a case study for the real-time monitoring and analysis of cardiac data streams of many individuals.

Cloud-assisted body area networks: state-of-the-art and future challenges

Body area networks (BANs) are emerging as enabling technology for many human-centered application domains such as health-care, sport, fitness, wellness, ergonomics, emergency, safety, security, and sociality. A BAN, which basically consists of wireless wearable sensor nodes usually coordinated by a static or mobile device, is mainly exploited to monitor single assisted livings. Data generated by a BAN can be processed in real-time by the BAN coordinator and/or transmitted to a server-side for online/offline processing and long-term storing. A network of BANs worn by a community of people produces large amount of contextual data that require a scalable and efficient approach for elaboration and storage. Cloud computing can provide a flexible storage and processing infrastructure to perform both online and offline analysis of body sensor data streams. In this paper, we motivate the introduction of Cloud-assisted BANs along with the main challenges that need to be addressed for their development and management. The current state-of-the-art is overviewed and framed according to the main requirements for effective Cloud-assisted BAN architectures. Finally, relevant open research issues in terms of efficiency, scalability, security, interoperability, prototyping, dynamic deployment and management, are discussed.

Towards cost-sensitive adaptation: when is it worth updating your predictive model?

Our digital universe is rapidly expanding,more and more daily activities are digitally recorded, data arrives in streams, it needs to be analyzed in real time and may evolve over time. In the last decade many adaptive learning algorithms and prediction systems, which can automatically update themselves with the new incoming data, have been developed. The majority of those algorithms focus on improving the predictive performance and assume that model update is always desired as soon as possible and as frequently as possible. In this study we consider potential model update as an investment decision, which, as in the financial markets, should be taken only if a certain return on investment is expected. We introduce and motivate a new research problem for data streams ? cost-sensitive adaptation. We propose a reference framework for analyzing adaptation strategies in terms of costs and benefits. Our framework allows to characterize and decompose the costs of model updates, and to asses and interpret the gains in performance due to model adaptation for a given learning algorithm on a given prediction task. Our proof-of-concept experiment demonstrates how the framework can aid in analyzing and managing adaptation decisions in the chemical industry.

Robust linear mixed models with skew-normal independent distributions from a Bayesian perspective

Linear mixed models were developed to handle clustered data and have been a topic of increasing interest in statistics for the past 50 years. Generally. the normality (or symmetry) of the random effects is a common assumption in linear mixed models but it may, sometimes, be unrealistic, obscuring important features of among-subjects variation. In this article, we utilize skew-normal/independent distributions as a tool for robust modeling of linear mixed models under a Bayesian paradigm. The skew-normal/independent distributions is an attractive class of asymmetric heavy-tailed distributions that includes the skew-normal distribution, skew-t, skew-slash and the skew-contaminated normal distributions as special cases, providing an appealing robust alternative to the routine use of symmetric distributions in this type of models. The methods developed are illustrated using a real data set from Framingham cholesterol study. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Tracoma: ainda uma importante causa de cegueira

Trachoma is a disease known thousand years ago and still as a potential blindness disease all over the world. The authors call attention to the factors related with the transmission, present historical data and distribution of the disease in Brazil and in the world, comment on the agent, the signs and symptoms of this chronic conjunctivitis. Still, reinforce the need to enable professionals for the diagnosis, detection and treatment. The reflection of these attitudes will be the contribution to the elimination of this important disease as a blindness cause among us.