Schemi di soluzione numerica dell'equazione delle onde per l'individuazione di punti salienti in immagini

L’obiettivo di questa tesi è stato quello di migliorare l’efficacia e l’efficienza di una proposta allo stato dell’arte per l’individuazione di punti salienti in immagini digitali [1]. Questo algoritmo sfrutta le proprietà dell’equazione alle derivate parziali che modella l’evoluzione di un’onda. Per migliorarlo sono stati implementati alcuni schemi numerici di risoluzione dell’equazione delle onde bidimensionale e sono stati valutati rispetto allo schema già utilizzato. Sono stati implementati sia schemi impliciti sia schemi espliciti, tutti in due versioni: con interlacciamento con l’equazione del calore (diffusivi) e senza. Lo studio dei migliori schemi è stato approfondito e questi ultimi sono stati confrontati con successo con la versione precedentemente proposta dello schema esplicito INT 1/4 con diffusione [1]. In seguito è stata realizzata una versione computazionalmente più efficiente dei migliori schemi di risoluzione attraverso l’uso di una struttura piramidale ottenuta per sotto-campionamento dell’immagine. Questa versione riduce i tempi di calcolo con limitati cali di performance. Il tuning dei parametri caratteristici del detector è stato effettuato utilizzando un set di immagini varianti per scala, sfocamento (blur), punto di vista, compressione jpeg e variazione di luminosità noto come Oxford dataset. Sullo stesso sono stati ricavati risultati sperimentali che identificano la proposta presentata come il nuovo stato dell’arte. Per confrontare le performance di detection con altri detector allo stato dell’arte sono stati utilizzati tre ulteriori dataset che prendono il nome di Untextured dataset, Symbench dataset e Robot dataset. Questi ultimi contengono variazioni di illuminazione, momento di cattura, scala e punto di vista. I detector sviluppati risultano i migliori sull’Untextured dataset, raggiungono performance simili al miglior detector disponibile sul Symbench dataset e rappresentano il nuovo stato dell’arte sul Robot dataset.

Individuazione di punti salienti in dati 3D mediante rappresentazioni strutturate

Questa tesi si inserisce nel filone di ricerca dell'elaborazione di dati 3D, e in particolare nella 3D Object Recognition, e delinea in primo luogo una panoramica sulle principali rappresentazioni strutturate di dati 3D, le quali rappresentano una prerogativa necessaria per implementare in modo efficiente algoritmi di processing di dati 3D, per poi presentare un nuovo algoritmo di 3D Keypoint Detection che è stato sviluppato e proposto dal Computer Vision Laboratory dell'Università di Bologna presso il quale ho effettuato la mia attività di tesi.

Analysis of Local Search Methods for 3D Data

In questa tesi sono stati analizzati alcuni metodi di ricerca per dati 3D. Viene illustrata una panoramica generale sul campo della Computer Vision, sullo stato dell’arte dei sensori per l’acquisizione e su alcuni dei formati utilizzati per la descrizione di dati 3D. In seguito è stato fatto un approfondimento sulla 3D Object Recognition dove, oltre ad essere descritto l’intero processo di matching tra Local Features, è stata fatta una focalizzazione sulla fase di detection dei punti salienti. In particolare è stato analizzato un Learned Keypoint detector, basato su tecniche di apprendimento di machine learning. Quest ultimo viene illustrato con l’implementazione di due algoritmi di ricerca di vicini: uno esauriente (K-d tree) e uno approssimato (Radial Search). Sono state riportate infine alcune valutazioni sperimentali in termini di efficienza e velocità del detector implementato con diversi metodi di ricerca, mostrando l’effettivo miglioramento di performance senza una considerabile perdita di accuratezza con la ricerca approssimata.

Gli specchi e il labirinto tra distanza e alterità: Emilio Tadini traduttore di Shakespeare

Questa breve tesi, incentrata sulla persona e sulle opere di Emilio Tadini, ha come scopo quello di mettere in evidenza e rivelare al pubblico contemporaneo un uomo dalle mille sfaccettature, spesso relegato al solo ambito della pittura, che può essere, invece, a pieno titolo definito come un artista poliedrico. Dopo un breve excursus volto a fornire qualche riferimento biografico, il contesto storico nel quale agisce, e la stretta relazione da lui instaurata tra la scrittura e la pittura, si esaminerà la sua traduzione di Re Lear di William Shakespeare, pubblicata da Einaudi. Il dramma verrà analizzato dapprima in una chiave di lettura alternativa che nasce dal considerarlo come una tragedia della parola, per poi scandagliarlo nei minimi particolari attraverso l’approfondimento delle varie tematiche – l’amore, la morte, la pazzia e la cecità. Un importante supporto è dato dalla traduzione di Agostino Lombardo per Garzanti, mezzo per uno studio comparato e contrastivo tra le due proposte di resa in italiano. In seguito, si illustreranno le scelte traduttive di Emilio Tadini, partendo dall’assunto di una parola volta a ridurre la Distanza, l’Alterità e di un traduttore-funambolo, costantemente sull’orlo di una doppia vertigine – il rimanere troppo fedeli e il discostarsi eccessivamente dal testo fonte. Prima di procedere a una rassegna dei punti salienti di alcuni suoi scritti, in particolare, de La tempesta, e de La deposizione, si confronteranno il Re Lear e La Tempesta shakespeariana, cercando di dimostrare come quest’ultimo prenda le mosse dagli avvenimenti del primo. Infine, si cercherà di concepire il Prospero di Tadini come una summa moderna tra i due personaggi principali delle opere in questione – Lear da un lato e Prospero dall’altro –, evidenziando l’importanza della voce e della figura del mediatore-guida, in grado di spaziare all’interno della distanza, servendosi di parole scelte sulla base delle proprie esperienze personali.

Riflessioni analitiche e traduzione di "Femmes d'Afrique: Bâtisseuses d'avenir". Ritratti di donne d'Africa.

L'oggetto del presente lavoro è la traduzione dal francese in italiano di “Femmes d'Afrique: bâtisseuses d'avenir”, una raccolta di “racconti di vita” di donne dell'Africa subsahariana. Sono proprio le donne le protagoniste del nostro studio: raccontano i soprusi, le violenze o le ingiustizie che hanno subito. Sono donne di successo che lottano affinché anche altre donne africane possano diventarlo. Prima di arrivare alla traduzione, si è compiuto un percorso riflessivo sul testo di partenza che porterà alla luce le condizioni di vita delle donne africane e permetterà la costruzione del Thesaurus delle donne d'Africa. Nel primo capitolo, verrà approfondito il tema principale del nostro lavoro: la condizione di vita delle donne dell’Africa subsahariana. In primo luogo, delineeremo il quadro generale della situazione attuale; in secondo luogo, ci occuperemo dei diritti fondamentali dell’uomo che vengono negati alle donne tramite la pratica di antiche usanze discriminatorie e lesive, quali le mutilazioni genitali femminili o la concessione in sposa delle bambine a uomini molto più grandi di loro. Nel secondo capitolo vengono presentate la storia e le missioni di alcune delle associazioni che lottano affinché le donne d’Africa vedano riconosciuti i propri diritti. Nel terzo capitolo, ci si focalizzerà sull’analisi dei racconti di vita. Partendo dalla definizione del genere testuale, analizzeremo la sezione “droits des femmes” scelta dal libro in esame e, infine, creeremo il Thesaurus delle donne d'Africa. Nel quarto capitolo, si delineerà un quadro generale della storia della traduzione e introdurremo gli studi di teoria della traduzione spiegando tre tipi di approcci alla materia. Infine, proporremo la traduzione e il commento di due lettere di presentazione e della sezione “droits des femmes”. Nelle conclusioni si ripercorrerà lo studio svolto cercando di metterne in evidenza i punti salienti. Infine, in appendice troveremo il testo di partenza della traduzione.

Analisi delle problematiche nella pianificazione di una rotta di un volo di linea a corto-medio raggio

Dietro ad ogni volo di linea è presente una serie di attività collaterali fondamentali, quali ad esempio un'analisi dettagliata della tratta da percorrere al fine di pianificare la rotta ottimale. In questa tesi verranno pertanto evidenziate le varie problematiche e le difficoltà che si possono riscontrare nel processo di pianificazione di una rotta. Prima verranno introdotti gli organi che regolamentano l’aviazione civile mondiale ed in seguito l’organizzazione di una tipica compagnia aerea charter, focalizzando l’attenzione sul dipartimento delle operazioni di volo che è responsabile delle attività di pianificazione. Verranno poi analizzate le limitazioni che si presentano con un velivolo di corto-medio raggio, effettuando un’analisi della pianificazione vera e propria con utilizzo dei software di pianificazione del volo e di performance di decollo, insieme ad approfondimenti sui punti salienti di cui bisogna tener conto. Infine verranno esposte le attività tipiche di analisi dell’aeroporto e il processo di categorizzazione di esso. Le informazioni così ottenute saranno finalmente utilizzate per effettuare uno studio di una rotta caratteristica nelle operazioni charter a medio raggio.

Semantic localization in the PCL library

The semantic localization problem in robotics consists in determining the place where a robot is located by means of semantic categories. The problem is usually addressed as a supervised classification process, where input data correspond to robot perceptions while classes to semantic categories, like kitchen or corridor. In this paper we propose a framework, implemented in the PCL library, which provides a set of valuable tools to easily develop and evaluate semantic localization systems. The implementation includes the generation of 3D global descriptors following a Bag-of-Words approach. This allows the generation of fixed-dimensionality descriptors from any type of keypoint detector and feature extractor combinations. The framework has been designed, structured and implemented to be easily extended with different keypoint detectors, feature extractors as well as classification models. The proposed framework has also been used to evaluate the performance of a set of already implemented descriptors, when used as input for a specific semantic localization system. The obtained results are discussed paying special attention to the internal parameters of the BoW descriptor generation process. Moreover, we also review the combination of some keypoint detectors with different 3D descriptor generation techniques.

BIMP: A real-time biological model of multi-scale keypoint detection in V1

We present an improved, biologically inspired and multiscale keypoint operator. Models of single- and double-stopped hypercomplex cells in area V1 of the mammalian visual cortex are used to detect stable points of high complexity at multiple scales. Keypoints represent line and edge crossings, junctions and terminations at fine scales, and blobs at coarse scales. They are detected by applying first and second derivatives to responses of complex cells in combination with two inhibition schemes to suppress responses along lines and edges. A number of optimisations make our new algorithm much faster than previous biologically inspired models, achieving real-time performance on modern GPUs and competitive speeds on CPUs. In this paper we show that the keypoints exhibit state-of-the-art repeatability in standardised benchmarks, often yielding best-in-class performance. This makes them interesting both in biological models and as a useful detector in practice. We also show that keypoints can be used as a data selection step, significantly reducing the complexity in state-of-the-art object categorisation. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.

Estudo, proposta e previsão de desempenho de um filtro de energia para experimentos com alta resolução de comprimento de onda em fontes pulsantes de nêutrons

Em fontes de nêutrons por spallation para pesquisa de materiais, o comprimento de onda dos nêutrons é geralmente determinado pelos tempos de percurso (TOF) dos nêutrons desde a fonte até o detector. A precisão atingível é limitada pelo fato de o tempo de emissão do pulso característico do sistema alvo/moderador ser diferente de zero (a situação ideal fictícia seria a emissão se ocorresse na forma de um impulso). “Moderadores acoplados” (elementos usados para produzir feixes de alta intensidade com nêutrons de baixa energia) apresentam um decaimento de intensidade em função do tempo muito longo, ao longo de todo o espectro usado nos experimentos. Por este motivo, “moderadores desacoplados”, os quais produzem feixes com intensidade mais reduzida, são freqüentemente usados para instrumentos que requerem alta resolução. Neste trabalho, propusemos e analisamos uma nova técnica de filtragem dinâmica de feixes de nêutrons polarizados de baixa energia para experimentos que utilizam TOF na determinação do comprimento de onda. O dispositivo consiste de um sistema ótico polarizador/analisador e um inversor de spin seletivo em energia, o qual funciona por ressonância espacial do spin. Variando a condição de ressonância em sincronia com a estrutura temporal do pulso de nêutrons (através do controle de campos magnéticos), o filtro pode ajustar a resolução de energia (ou de comprimento de onda) de pulsos de banda larga em tais experimentos, separando os nêutrons com a correta relação “TOF/comprimento de onda” dos demais Um método para o cálculo de desempenho do sistema foi apresentado em um Trabalho Individual (TI) (PARIZZI et al., 2002 - i), do qual se fará aqui uma breve revisão além de amplo uso na otimização dos parâmetros a serem ajustados para o projeto do filtro. Os resultados finais mostram que ganhos consideráveis em resolução podem ser obtidos com a aplicação desta técnica em experimentos de reflectometria por tempo de percurso, sem que para tal seja necessário comprometer a intensidade do feixe usado pelo mesmo instrumento quando operado em um modo de baixa resolução, dando ao usuário do instrumento a opção de escolher a relação ótima entre intensidade e resolução para seu experimento. Como parte da conclusão desta dissertação, é apresentada uma proposta de parâmetros para a construção deste tipo de filtro e previsão de desempenho da configuração proposta, baseada no software de modelamento desenvolvido.

Análise do teor de cocaína em amostras apreendidas pela polícia utilizando-se a técnica de cromatografia liquida de alta eficiência com detector UV-Vis

The HPLC technique with UV-Vis detection was employed in the analysis of cocaine content in apprehended samples of cocaine and crack. A peak signal for cocaine was obtained in 3.5 minutes run by using acetonitrile/water (95:5v/v) as a mobile phase. Optimized spectrophotometric signal was obtained at a wavelength of 224 nm. The analytical curve from 1.0 to 40.0 ppm of cocaine was obtained, showing a linear correlation coefficient of 0.9989, with detection and quantification limits of 0.75 ppm and 3.78 ppm, respectively. This methodology was employed at the dosage of confiscated samples of cocaine and crack in the Scientific Police Laboratory of Ribeirão Preto-SP city.

A numerical study of turbulent Rayleigh-Bénard convection

Il flusso di Rayleigh-Bénard, costituito da un fluido racchiuso fra due pareti a diversa temperatura, rappresenta il paradigma della convezione termica. In natura e nelle applicazioni industriali, il moto convettivo avviene principalmente in regime turbolento, rivelando un fenomeno estremamente complesso. L'obiettivo principale di questo elaborato di tesi consiste nell'isolare e descrivere gli aspetti salienti di un flusso turbolento di Rayleigh-Bénard. L'analisi è applicata a dati ottenuti da tre simulazioni numeriche dirette effettuate allo stesso numero di Rayleigh (Ra=10^5) e a numeri di Prandtl differenti (Pr=0.7,2,7). Sulla base di alcune statistiche a singolo punto, vengono definite nel flusso tre regioni caratteritiche: il bulk al centro della cella, lo strato limite termico e quello viscoso in prossimità delle pareti. Grazie all'analisi dei campi istantanei e delle correlazioni spaziali a due punti, sono state poi individuate due strutture fondamentali della convezione turbolenta: le piume termiche e la circolazione a grande scala. L'equazione generalizzata di Kolmogorov, introdotta nell'ultima parte della trattazione, permette di approcciare il problema nella sua complessità, visualizzando come l'energia cinetica viene immessa, si distribuisce e viene dissipata sia nello spazio fisico, sia in quello delle scale turbolente. L'immagine che emerge dall'analisi complessiva è quella di un flusso del tutto simile a una macchina termica. L'energia cinetica viene prodotta nel bulk, considerato il motore del flusso, e da qui fluisce verso le pareti, dove viene infine dissipata.

Morphological instability analysis of a misfit strained core-shell nanowire for the growth of quantum dots

Nell'ambito delle nanostrutture, un ruolo primario è svolto dai punti quantici. In questo lavoro siamo interessati all'analisi teorica del processo di creazione dei punti quantici: esso può avvenire per eteroepitassia, in particolare secondo il metodo studiato da Stranski-Krastanov. Un film di Germanio viene depositato su un substrato di Silicio in modo coerente, cioè senza dislocazioni, e, a causa del misfit tra le maglie dei due materiali, c'è un accumulo di energia elastica nel film. A una certa altezza critica questa energia del film può essere ridotta se il film si organizza in isole (punti quantici), dove la tensione può essere rilassata lateralmente. L'altezza critica dipende dai moduli di Young (E, υ), dal misfit tra le maglie (m) e dalla tensione superficiali (γ). Il trasporto di materiale nel film è portato avanti per diffusione superficiale. Il punto focale nell'analisi delle instabilità indotte dal misfit tra le maglie dei materiali è la ricerca delle caratteristiche che individuano il modo di crescita più rapido dei punti quantici. In questo lavoro siamo interessati ad un caso particolare: la crescita di punti quantici non su una superficie piana ma sulla superficie di un nanofilo quantico a geometria cilindrica. L'analisi delle instabilità viene condotta risolvendo le equazioni all'equilibrio: a tal fine sono state calcolate le distribuzioni del tensore delle deformazioni e degli sforzo di un nanofilo core-shell con una superficie perturbata al primo ordine rispetto all'ampiezza della perturbazione. L'analisi è stata condotta con particolari condizioni al contorno ed ipotesi geometriche, e diverse scelte dello stato di riferimento del campo degli spostamenti. Risolto il problema elastico, è stata studiata l'equazione dinamica di evoluzione descrivente la diffusione di superficie. Il risultato dell'analisi di instabilità è il tasso di crescita in funzione del numero d'onda q, con diversi valori del raggio del core, spessore dello shell e modo normale n, al fine di trovare il più veloce modo di crescita della perturbazione.

Punti razionali di ordine finito su una curva ellittica

Questa tesi nasce dal voler approfondire lo studio delle curve piane di grado 3 iniziato nel corso di Geometria Proiettiva. In particolare si andrà a studiare la legge di gruppo che si può definire su tali curve e i punti razionali di ordine finito appartenenti alle curve ellittiche. Nel primo capitolo si parla di equazioni diofantee, dell’Ultimo Teorema di Fermat, dell'equazione e della formula di duplicazione di Bachet. Si parla inoltre dello stretto rapporto tra la geometria, l'algebra e la teoria dei numeri nella teoria delle curve ellittiche e come le curve ellittiche siano importanti nella crittografia. Nel secondo capitolo vengono enunciate alcune definizioni, proposizioni e teoremi, riguardanti polinomi e curve ellittiche. Nel terzo capitolo viene introdotta la forma normale di una cubica. Nel quarto capitolo viene descritta la legge di gruppo su una cubica piana non singolare e la costruzione geometrica che porta ad essa; si vede il caso particolare della legge di gruppo per una cubica razionale in forma normale ed inoltre si ricavano le formule esplicite per la somma di due punti appartenenti ad una cubica. Nel capitolo cinque si iniziano a studiare i punti di ordine finito per una curva ellittica con la legge di gruppo dove l'origine è un flesso: vengono descritti e studiati i punti di ordine 2 e quelli di ordine 3. Infine, nel sesto capitolo si studiano i punti razionali di ordine finito qualsiasi: viene introdotto il concetto di discriminante di una cubica e successivamente viene enunciato e dimostrato il teorema di Nagell-Lutz.

Il gruppo dei punti razionali di una curva ellittica

In questo lavoro si studia l'insieme dei punti di una curva ellittica, visto come gruppo abeliano, con particolare attenzione al caso dei punti a coordinate razionali quando la curva è data da un'equazione a coefficienti razionali. Dopo aver visto le proprietà della legge di gruppo su una cubica liscia piana razionale in forma normale, vengono presentati alcuni risultati sul sottogruppo dei punti razionali, fra i quali i teoremi di Nagell-Lutz e di Mordell, che permettono di dare una descrizione di tale sottogruppo.

Risoluzione dell'equazione di Hamilton-Jacobi pluridimensionale.

Nello studio di sistemi dinamici si cerca una trasformazione nello spazio delle fasi, detta trasformazione canonica, che lasci invariato il sistema di Hamilton e che porti a una funzione hamiltoniana che non dipenda più dai parametri lagrangiani, ma solo dai momenti. Si arriva quindi all'equazione di Hamilton-Jacobi che è una particolare equazione differenziale alle derivate parziali con incognita una funzione phi a valori scalari. Nei casi in cui ci siano n parametri lagrangiani si definisce il concetto di varietà lagrangiana come una varietà su cui si annulla la forma simplettica canonica e sotto l'ipotesi che esista una proiezione su R^n i punti di questa varietà si scrivono come (x,grad(phi(x)) e soddisfano l'equazione di Hamilton-Jacobi. Infine si illustra come una funzione phi trovata in questo modo permetta di approssimare l'equazione di Schroedinger.