En esta tesis se abordan dos problemas fundamentales relacionados con los estudios de estabilidad y seguridad de reactores nucleares, donde es necesario resolver eficientemente sistemas de ecuaciones lineales dispersos de gran dimensi'on. El primero de ellos est'a relacionado con el problema de los modos Lambda de la ecuaci'on de difusi'on neutr'onica aplicada a un caso de estudio (reactor Ringhals I, tipo agua en ebullici'on o BWR), que constituye un problema de valores propios generalizado. El segundo problema est'a relacionado con la resoluci'on de un sistema de ecuaciones lineales disperso de gran dimensi'on que surge de la discretizaci'on temporal de la ecuaci'on de difusi'on neutr'onica aplicada a otro caso de estudio (reactor Leibstadt, tipo BWR) y que debe resolverse en distintos pasos de tiempo. Para la resoluci'on de los sistemas de ecuaciones lineales dispersos de gran dimensi'on asociados al problema de los modos Lambda, en esta tesis se ha realizado un estudio num'erico del comportamiento secuencial y paralelo de algunos de los m'etodos que resuelven este tipo de problemas, tales como: m'etodos directos, m'etodos iterativos y m'etodos basados en subespacios de Krylov. Para realizar el estudio se han utilizando librer'yas de libre distribuci'on, tanto secuenciales como paralelas. Con los resultados obtenidos, se han identificado aquellos m'etodos y librer'yas que resuelven m'as eficientemente los sistemas lineales para el caso de estudio seleccionado. Para la resoluci'on de los sistemas de ecuaciones lineales dispersos del caso din'amico, en esta tesis se han propuesto m'etodos iterativos multipaso para la aceleraci'on de su resoluci'on, los cuales tambi'en se han implementado secuencial y paralelamente utilizando librer'yas de libre distribuci'on. En la experimentaci'on de estos m'etodos iterativos multipaso propuestos se ha podido comprobar que se ha alcanzado una aceleraci'on considerable y que pueden ser una opci'on apropiada para llevar a cabo simul / Flores Sánchez, O. (2009). Estudio de librerías paralelas de libre distribución y algoritmos paralelos iterativos multipaso para la resolución de sistemas de ecuaciones lineales dispersos. Aplicación a la ecuación de difusión neutrónica [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4334 / Palancia

El filtrado de imágenes es una tarea fundamental para la mayoría de los sistemas de visión por computador cuando las imágenes se usan para análisis automático o, incluso, para inspección humana. De hecho, la presencia de ruido en una imagen puede ser un grave impedimento para las sucesivas tareas de procesamiento de imágenes como, por ejemplo, la detección de bordes o el reconocimiento de patrones u objetos y, por lo tanto, el ruido debe ser reducido. Del mismo modo, el aumento de la resolución y el tamaño de las imágenes nos conduce a requerimientos computacionales más altos, los cuales hemos de intentar rebajar sobre todo para aplicaciones en tiempo real o similares. En los últimos años el interés por utilizar imágenes en color se ha visto incrementado de forma significativa en una gran variedad de aplicaciones. Es por esto que el filtrado de imágenes en color se ha convertido en un área de investigación interesante. Se ha observado ampliamente que las imágenes en color deben ser procesadas teniendo en cuenta la correlación existente entre los distintos canales de color de la imagen. En este sentido, la solución probablemente más conocida y estudiada es el enfoque vectorial. Las primeras soluciones que proponen técnicas de filtrado vectorial, son las conocidas técnicas del filtro de mediana vectorial (VMF) o el filtro direccional vectorial (VDF). Desafortunadamente, estas técnicas no se adaptan a las características locales de la imagen, lo que implica que habitualmente los bordes y detalles de las imágenes se emborronan y pierden calidad. A fin de solventar este problema, se han propuesto recientemente varios filtros vectoriales adaptativos, entre los que destacan las técnicas de peer group. En los últimos años ha aparecido la teoría de los denominados conjuntos fuzzy, borrosos o difusos (lógica, métricas y topologías), que se ha demostrado es una herramienta adecuada para el filtrado de imágenes. En la presente Tesis Doctoral las metas principales son: (i) el es / Camarena Estruch, JG. (2009). Aplicació de mètriques fuzzy en la millora computacional d'algorismes de filtratge d'imatges en color [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4339 / Palancia

Esta tesis se ha enfocado en el desarrollo y evaluación de un conjunto de técnicas eficientes para generar y procesar mallas triangulares adaptativas obtenidas a partir de imágenes digitales.Tres objetivos diferentes han sido considerados: (1) aproximación de imágenes digitales con mallas triangulares adaptativas, (2) ejecución de operaciones típicas de procesamiento de imagen sobre mallas triangulares adaptativas y (3) obtención de imágenes digitales a partir de mallas triangulares adaptativas.Aproximación de Imágenes Digitales con Mallas Triangulares AdaptativasDos nuevas técnicas para aproximar imágenes digitales con mallas triangulares adaptativas han sido estudiadas y desarrolladas en esta tesis.La primera técnica aproxima una imagen digital dada con una malla triangular adaptativa garantizando un máximo error (tolerancia) con respecto a la imagen original.La segunda técnica aproxima una imagen digital dada con una malla triangular adaptativa conservando las formas y discontinuidades presentes en la imagen, evitando criterios de optimización. Esta segunda técnica puede ser complementada con la primera si un máximo error debe ser garantizado.Operaciones de Procesamiento de Imagen sobre Mallas Triangulares AdaptativasUn conjunto de técnicas para aplicar operaciones de análisis y realzado de imágenes sobre mallas triangulares adaptativas han sido desarrolladas en esta tesis. Estas técnicas permiten la ejecución de operaciones típicas de procesamiento de imagen a mallas triangulares que representan cualquier tipo de información, tales como imágenes de nivel de gris, mapas de profundidad (range images) o superficies de terreno. De este modo, cualquiera de las operaciones típicas de procesamiento de imagen ejecutadas sobre imágenes de nivel de gris pueden también ser aplicadas a mallas triangulares en general.Una ventaja adicional de las técnicas propuestas es que dado que las mallas triangulares procesadas pueden ser representaciones compactas de las imágenes digitales, algunas operaciones de procesamiento de imagen aplicadas en el dominio geométrico a mallas triangulares pueden ser ejecutas más eficientemente que si ellas son aplicadas en el dominio de imagen a las imágenes originales píxel por píxel.Generación de Imágenes Digitales a partir de Mallas Triangulares AdaptativasAdemás de ser capaces de generar mallas triangulares adaptativas desde imágenes digitales, es también necesario proceder por el camino inverso a modo de determinar la exactitud con la cual las mallas obtenidas aproximan las imágenes originales. De este modo, dos técnicas eficientes que permiten la generación de imágenes digitales a partir de mallas triangulares adaptativas han sido propuestas. La primera técnica muestrea cada triángulo de la malla dada uniformemente en tantas posiciones como píxeles aquel triángulo cubre. El resultado es una imagen digital aproximante. La segunda técnica genera una imagen digital a partir de una malla triangular adaptativa dada aplicando funciones de la libreria gráfica OpenGL, las cuales están implementadas tomando ventaja de la aceleración por hardware. En este forma, el estado de generación de imagen llega a ser significativamente más rápido que la anterior técnica de muestreo uniforme geométrico.Aunque los objetivos anteriores deben ser entendidos dentro del campo de procesamiento de imagen, muchas de las técnicas propuestas pueden ser aplicadas a otros campos tales como: visión por computador, robótica, modelado de superficies de terreno o imágenes médicas, por mencionar unos pocos. / This dissertation has focused on the development and evaluation of a set of efficient techniques to generate and to process adaptive triangular meshes obtained from digital images. Three different goals have been considered: (1) approximating digital images with adaptive triangular meshes, (2) performing typical image processing operations upon adaptive triangular meshes and (3) obtaining digital images from adaptive triangular meshes.Approximation of Digital Images with Adaptive Triangular MeshesTwo new techniques for approximating digital images with adaptive triangular meshes have been studied and developed in this dissertation. The first technique approximates a given digital image with an adaptive triangular mesh guaranteeing a maximum error (tolerance) with respect to the original image. The second technique approximates a given digital image with an adaptive triangular mesh by preserving the shapes and discontinuities present in the image, avoiding optimization criteria. This second technique can be complemented with the first one if a maximum error is to be guaranteed.Image Processing Operations upon Adaptive Triangular MeshesA set of techniques to perform image analysis and enhancement operations upon adaptive triangular meshes has been developed in this dissertation. These techniques allow the application of typical image processing operations to triangular meshes that represent any type of information, such as gray-level images, range images or terrain surfaces. Hence, many of the typical image processing operations performed upon gray-level images can also be performed to triangular meshes in general.An additional advantage of the proposed techniques is that since the processed triangular meshes can be compact representations of digital images, some image processing operations applied in the geometric domain to triangular meshes can run more efficiently that if they are applied in the image domain to the original images pixel by pixel.Generation of Digital Images from Adaptive Triangular MeshesBesides being able to generate adaptive triangular meshes from digital images, it is also necessary to proceed in the other way round in order to determine the accuracy with which the obtained meshes approximate the original images. Hence, two efficient techniques that allow the generation of digital images from adaptive triangular meshes have been proposed. The first technique samples every triangle of the given mesh uniformly at as many positions as pixels that triangle covers. The result is an approximating digital image. The second technique generates a digital image from a given adaptive triangular mesh by applying functions of the OpenGL graphics library, which are implemented by taking advantage of hardware acceleration. In this way, the image generation stage turns out to be significantly faster than with the previous geometric uniform sampling technique.Although the previous objectives must be understood within the field of image processing, many of the proposed techniques can be applied to other fields such as: computer vision, robotics, terrain surface modeling or medical imaging, to mention a few.

L'anàlisi i el control de sistemes amb incerteses són un dels problemes més interessants en l'àmbit de la teoria de control. En les últimes dues dècades hi ha hagut un augment important en la recerca dedicada a resoldre de forma analítica problemes de control on les incerteses poden aparèixer tant en la representació del sistema com en les mesures. No obstant, la profusió de la producció científica amb una marcada orientació teòrica no ha estat acompanyat d'una recerca similar dels aspectes d'un caire més aplicat. Aquesta tesi pretén contribuir en la comprensió d'alguns aspectes pràctics d'algoritmes de control específics. Més concretament, tractem el popular mètode anomenat backstepping i una recent tècnica computacional per resoldre el problema de la síntesi de sistemes no lineals.Respecte als sistemes no lineals, els anys 90 van començar amb un important avenç: el backstepping, mètode de control recursiu per a sistemes no lineals i no restringit a fites lineals. La verdadera força d'aquest mètode va ser descoberta quan es van desenvolupar els dissenys de control per a sistemes no lineals amb incerteses estructurades. La manera com el backstepping incorporava les incerteses i els paràmetres desconeguts va contribuir a la seva difusió i acceptació. Aquesta tesi es dedica, d'una banda, a aplicar aquest mètode de control en el camp de l'enginyeria civil i, d'altra banda, a fer un estudi de la sensibilitat numèrica de la implementació computacional del mètode.En l'aplicació d'enginyeria civil, es considera un sistema de control híbrid per estructures amb aïllament de base histerètic (control passiu) i un sistema de control actiu. L'objectiu de la component de control actiu, aplicat a la base de l'estructura, és mantenir els desplaçaments relatius de la base amb el terra, i de l'estructura amb la base dintre d'un rang raonable, d'acord amb el disseny de l'aïllament de base. L'aïllament de base exhibeix un comportament histerètic no lineal, descrit pel model de Bouc-Wen. El sistema es formula representant la dinàmica del sistema en dos sistemes de coordenades: absolutes (respecte un eix inercial) i relatives al terreny. Es presenta una comparació entre les dues alternatives a través de simulacions numèriques i s'observa com, efectivament, la llei de control backstepping garanteix l'estabilitat i un bon comportament transitori del llaç tancat.Una altra línia de recerca ha estat l'estudi de la sensibilitat numèrica del backstepping adaptatiu. En aquest sentit, la complexitat de la llei de control fa imprescindible l'ajut del càlcul numèric per a fer les computacions del senyal de control. El nostre treball estudia per primer cop els aspectes de sensibilitat numèrica del disseny de sistemes de control mitjançant backstepping. Es demostra que, tot i que l'augment dels paràmetres de disseny millora teòricament la resposta del sistema, aquest augment provoca l'aparició d'altes freqüències en el senyal de control.La tercera línia de recerca que tractem en aquest treball és la utilització de solucions numèriques a problemes de control quan solucions analítiques -com ara el backstepping- fallen o són molt difícils d'implementar. De fet, una limitació de la tècnica del backstepping és la necessitat de que el sistema controlat tingui una certa estructura triangular. D'altra banda, una altra limitació pràctica d'aquest mètode és la sensibilitat numèrica o la complexitat de la llei de control. Com una alternativa a les solucions analítiques del problemes de control, es presenta una nova tècnica numèrica. La tècnica està basada en un criteri de convergència recentment desenvolupat -dual del segon teorema de Lyapunov- i en un programari que verifica la positivitat de polinomis de vàries variables basant-se en una descomposició en sumes de quadrats. Les nostres contribucions en aquesta àrea consisteixen a estendre aquestes tècniques a sistemes racionals i la inclusió d'incerteses paramètriques en la formulació del problema de síntesi del control.

La comunicación entre redes ad hoc y redes basadas en infraestructura resulta esencial para poder extender Internet más allá de su alcance tradicional, a aquellas áreas hasta ahora inaccesibles, permitiendo la utilización de servicios Web y otras muchas aplicaciones en todo momento y lugar.En esta tesis doctoral se abordan dos difíciles retos: intentar proporcionar calidad de servicio extremo a extremo en la comunicación entre una red ad hoc y una red fija, y alargar la supervivencia de la red ad hoc para que dicha comunicación sea lo más estable y duradera posible.Para lograr alcanzar estos objetivos, se ha realizado primeramente un estudio exhaustivo tanto de los modelos de calidad de servicio como de los protocolos de encaminamiento existentes para redes ad hoc aisladas. Fruto de dicho estudio ha surgido una primera contribución que consiste en el diseño e implementación de un protocolo de encaminamiento para la mejora de la supervivencia en una red ad hoc aislada.A partir de esta base se ha podido abordar la diferenciación de servicios en redes ad hoc conectadas con redes fijas; como consecuencia de esta investigación se ha desarrollado una segunda contribución que consiste en el diseño y evaluación de un modelo de diferenciación de servicios que se basa en la cooperación para el mantenimiento de la calidad de servicio entre ambas redes.Finalmente, mediante una tercera contribución, se ha conseguido mejorar la supervivencia de una red ad hoc conectada a una red basada en infraestructura con el diseño e implementación de un protocolo de encaminamiento específicamente creado para tal efecto. Además, se ha demostrado que la incorporación de este protocolo de encaminamiento en una red ad hoc que utiliza un modelo de calidad de servicio basado en la interacción entre la red ad hoc y la red IP fija, no sólo alarga la supervivencia de la red ad hoc sino que además evita un aumento de la congestión y mejora la diferenciación de servicios entre ambas redes.Las simulaciones exhaustivas realizadas sirven para comparar todas estas contribuciones con otras propuestas anteriores, demostrando su efectividad y rendimiento.Las contribuciones presentadas en esta tesis doctoral tienen una singular importancia, pues hasta la fecha no se ha desarrollado ningún modelo de calidad de servicio que permita la interacción y favorezca la cooperación entre una red ad hoc y una red IP fija con el fin de proporcionar calidad de servicio extremo a extremo. Las contribuciones que se aportan demuestran que sí que es posible la diferenciación de servicios entre una red ad hoc y una red IP fija; además, prueban que resulta imprescindible la cooperación e integración de los modelos de calidad de servicio de ambas redes para lograrlo. Este trabajo resulta pionero en estos aspectos y sirve para abrir una nueva línea de investigación con el fin de promover la comunicación entre redes ad hoc y redes fijas. / The communication between wireless ad hoc networks and infrastructure-based networks is essential to extend Internet beyond its traditional scope, to remote inaccessible areas, making Web services available anytime, anywhere.In this PhD thesis two difficult challenges are tackled: to provide end-to-end quality of service in the communication between an ad-hoc and a wired network, and to extend the ad-hoc network survivability to achieve that this communication becomes as stable and lasting as possible.In order to attain these goals, we have firstly done an exhaustive study of the existing quality of service models as well as the routing protocols for isolated ad hoc networks. A first contribution has arisen from this study that is based on the design and implementation of a routing protocol for improving the survivability in an isolated ad hoc network.Under this basis research has been carried out into service differentiation in ad hoc networks connected to fixed networks; as a consequence of this research we have developed the second contribution of this thesis, that consists of the design and evaluation of a service differentiation model based on the cooperation for the quality of service provision between both networks.Finally, by means of a third contribution, we have managed to improve the network survivability of an ad hoc network connected to an infrastructure-based network with the design and implementation of a routing protocol specifically created for this purpose. In addition, we have proved that the incorporation of this routing protocol to an ad hoc network that uses a quality of service model based on the interaction between the ad hoc and the fixed IP network, does not only extend the ad hoc network survivability, but it also avoids congestion increase and improves the service differentiation between both networks.Extensive simulations have been carried out to compare all these contributions with already existing ones, proving their effectiveness and performance.The present contributions in this PhD thesis have a singular importance, since no quality of service model has been developed that enables the interaction and favours the cooperation between an ad-hoc and a fixed IP network with the aim of providing end-to-end quality of service. The contributions demonstrate that it is really possible to differentiate services between an ad hoc and a fixed IP network; moreover, they show that the cooperation and integration of the quality of service models in both networks is unvaluable in order to achieve it. This is a pioneering work in these aspects and it will be very useful to open a new research line with the aim of promoting the communication between ad hoc networks and fixed networks.

La presente tesis doctoral gira en torno a la discusión sobre la interrelación entre la usabilidad del software educativo y su influencia en el diseño de materiales de contenido multimedia en formato CD-ROM y WEB. Actualmente, dentro de la ingeniería multimedia, la investigación sobre esta interrelación se vuelve importante debido al fenómeno de desarrollo creciente de las aplicaciones multimedia como herramientas educativas facilitando, de esta manera, el proceso de enseñanza y aprendizaje. El objetivo de la tesis es presentar un conjunto de criterios de evaluación de usabilidad basado en análisis experimentales e identificar el grado de influencia que dichos criterios ejercen en el aprendizaje de las personas mediante el uso de aplicaciones multimedia usadas en educación y formación a distancia.Para ello, ha sido necesario recurrir a los fundamentos teóricos de la educación (en particular de la educación y formación distancia), las nuevas tecnologías de la información y comunicación, la ingeniería de software y la ingeniería de usabilidad.El desarrollo de la presente tesis se ha basado en la investigación cualitativa, debido a la necesidad de producir conocimiento que permita entender y explicar el mundo y los fenómenos sociales. Usando el interpretativismo como punto de partida, se utilizan los métodos la teoría fundamentada en datos (grounded theory) y el estudio de caso (case study) para llevar a cabo la colecta, la clasificación y el análisis de los datos.La presente tesis presenta aportaciones de índole teórica y práctica.De un punto de vista teórico, la tesis contribuye con la ergonomía de software al elaborar una fundación teórica para el desarrollo de aplicaciones multimedia a partir de tres principios de diseño de sistemas interactivos multimedia. Los principios son la atención dirigida al usuario y sus tareas, las mediciones empíricas y el diseño iterativo. Estos principios representan una referencia importante para la ingeniería de usabilidad.En este sentido, se presenta un modelo de test, denominado modelo de test semántico y sintáctico, compuesto por una estructura conceptual, un método de aplicación que considera los test de verificación, validación y usabilidad y herramientas de apoyo que permiten automatizar las actividades de test.Considerada una extensión de los fundamentos teóricos, la perspectiva práctica del presente estudio se caracteriza por un proceso de test de aplicaciones multimedia, el cual detecta tanto los problemas y errores como los defectos y fallos que pueden afectar la aceptación y satisfacción del usuario y, por consiguiente, su aprendizaje. / The present doctoral thesis doctoral is concerning the discussion of the relationship among the usability of the instructional software and its influence on the design of multimedia materials in CD-ROM and WEB formats. Nowadays, research performed regarding this relationship within the field of Multimedia Engineering, is rapidly becoming more important due to the growing development of the use of multimedia applications as educational tools, making the process of teaching and learning much easier.The goal of the thesis is to submit a collection of approaches regarding usability evaluation based on experimental analysis and to identify the degree of influence that these approaches exert on learning abilities of people using multimedia for purposes such as education and training at distance.In order to attain this objective, it has been necessary to appeal to the theoretical foundations of education (in particular of the distance education and training), new information and communication technologies, software engineering and usability engineering.The development of this thesis has been based on Qualitative Research in order to produce knowledge, which allows to understand and explain the world and the social phenomena. Using the Interpretative approach as a starting point, the Grounded Theory and Case Study research methods have been used in the data gathering, classifying and analyzing.The current thesis presents contributions of theoretical and practical nature.From the theoretical point of view, this thesis contributes with the Software Ergonomics when elaborating a theoretical foundation for the development of multimedia applications starting from three principles of multimedia interactive systems design. The principles are the early focus on users and tasks, the empirical measurement and the iterative design. Furthermore, these principles represent an important reference to the Usability Engineering.In this way, a test model, called semantic and syntactical testing model, has been presented. This model is composed of a conceptual structure, an application method that takes into account the verification, validation and usability test, and support tools that allow to automate the test activities.Regarded as an extension of the theoretical foundation, the practical perspective of this study is characterized by a multimedia application testing process which not only detects problems and errors but also defects and failures that can affect the user's acceptance and satisfaction and, consequently, his or her learning.

En primer lloc, s'evidencia que el disseny que involucra grafisme es pot analitzar com articulat en dos nivells o etapes, un de concepció, intel·lectual, i un altre d'execució, manual o físic, ambdós sempre en interrelació dialèctica. En segon lloc, es fan aportacions (matemàtiques) a ambdós nivells. Les matemàtiques han estat sempre presents com a vehicle per aquest diàleg, però, a partir del naixement del software gràfic, aquesta col·laboració s'ha actualitzat de manera descompensada (val a dir, descompassada): mentre ha aparegut una nova teoria, el Disseny Geomètric Assistit per Ordinador (CAGD) per donar cobertura matemàtica a la vessant executiva del disseny informatitzat, no s'ha actualitzat el referent matemàtic teòric per guiar la ment en la tasca de concepció per tal de poder explotar totes les noves possibilitats que ofereix la nova eina; aquest referent segueix sent eminentment euclidià.En síntesi, la tesi que es proposa és la de que falta un corpus de teoria matemàtica que permeti al dissenyador codificar la seva creativitat en un format que sigui capaç d'explotar tota la potencialitat de la eina informàtica gràfica, de la mateixa manera que la geometria euclidiana permetia codificar satisfactòriament el disseny que era possible amb el regle i el compàs. Es tracta de concebre explotant la relació que, gràcies als ponts que estableixen els sistemes de coordenades, existeix entre funcions i formes, que es just el que permet a un ordinador "dibuixar" a partir de zeros i uns.D'acord amb això, la introducció s'ocupa de desenvolupar i argumentar aquest punt de vista. Un cop establertes les dues etapes del disseny i argumentada la carència teòrica en el nivell de concepció, s'aporta maquinària matemàtica per ambdues etapes. Així, el cos de la memòria té dues parts. La Part I recull aportacions pel CAGD, és a dir, per la fase d'execució, la més comú en la recerca actual, consistents principalment en nous mètodes de generació de corbes i superfícies a partir de dades de disseny proporcionades per l'usuari. La Part II ofereix una proposta, entre les possibles, de corpus teòric per cobrir el buit que es senyala en la fase de concepció, consistent en una mena de codi o gramàtica matemàtica organitzada en:- Lletres: Les funcions en brut. La seva gràfica és germen de formes.- Paraules: Les funcions modificades amb paràmetres ajustables i formalment significatius.- Verbs: Operadors funcionals que actuen sobre les paraules amb una acció interpretable en termes formals. S'organitzen en sis tipus, segons la manera d'actuar.- Oracions: Les formulacions resultants de la interacció dels elements anteriors, que representen els dissenys finals.Val a dir que es proposa un disseny descompassat, o sigui, sense el compàs, en el sentit de superar la mentalitat ancorada en el regle i el compàs (no eliminant-la sinó incloent-la).S'adjunten exemples en tots els casos. En la Part II els exemples s'enfoquen cap el disseny gràfic (sanefes, textures) i cap l'arquitectònic (estadi de futbol, naus i galeries i una catedral gòtica, tots completament formulats amb funcions matemàtiques paramètriques).Pel seu contingut, es tracta d'una memòria interdisciplinar, ja que afecta com a mínim a la psicologia del disseny, al propi disseny, a la història de l'art, a la informàtica i, evidentment, a les matemàtiques. De totes maneres, les matemàtiques que hi apareixen són tractades amb una mentalitat més de dissenyador o d'enginyer que de matemàtic pur. En altres paraules, no és una tesi de teoremes sinó de "fabricació" de mètodes (matemàtics) per ajudar a desenvolupar una manera més creativa de dur a terme el disseny que involucra grafisme. / En primer lugar, se evidencia que el diseño que involucra grafismo se puede analizar como articulado en dos niveles o etapas, uno de concepción, intelectual, y otro de ejecución, manual o físico, ambos siempre en interrelación dialéctica. En segundo lugar, se hacen aportaciones (matemáticas) a ambos niveles. Las matemáticas han estado siempre presentes como vehículo para este diálogo, pero, a partir del nacimiento del software gráfico, esta colaboración se ha actualizado de manera descompensada (cabe decir desacompasada): mientras ha aparecido una nueva teoría, el Diseño Geométrico Asistido por Ordenador (CAGD) para dar cobertura matemática a la vertiente ejecutiva del diseño informatizado, no se ha actualizado el referente matemático teórico para guiar la mente en la tarea de concepción a fin de poder explotar todas las nuevas posibilidades que ofrece la nueva herramienta; este referente sigue siendo eminentemente euclidiano.En síntesis, la tesis que se propone es la de que falta un corpus de teoría matemática que permita al diseñador codificar su creatividad en un formato que sea capaz de explotar toda la potencialidad de la herramienta informática gráfica, de la misma manera que la geometría euclidiana permitía codificar satisfactoriamente el diseño que era posible con regla y compás. Se trata de concebir explotando la relación que, gracias a los puentes que establecen los sistemas de coordenadas, existe entre funciones y formas, que es precisamente lo que permite a un ordenador "dibujar" a partir de ceros y unos. De acuerdo con esto, la introducción se ocupa de desarrollar y argumentar este punto de vista. Una vez establecidas las dos etapas del diseño y argumentada la carencia teórica en el nivel de concepción, se aporta maquinaria matemática para ambas etapas. Así, el cuerpo de la memoria tiene dos partes. La Parte I recoge aportaciones para el CAGD, es decir, para la fase de ejecución, la más común en la investigación actual, consistentes principalmente en nuevos métodos de generación de curvas y superficies a partir de datos de diseño proporcionados por el usuario. La Parte II ofrece una propuesta, entre las posibles, de corpus teórico para cubrir el vacío que se señala en la fase de concepción, consistente en una especie de código o gramática matemática organizada en:- Letras: Las funciones en bruto. Su gráfica es germen de formas- Palabras: Las funciones modificadas con parámetros ajustables y formalmente significativos.- Verbos: Operadores funcionales que actúan sobre les palabras con una acción interpretable en términos formales. Se organizan en seis tipos, según la manera de actuar.- Oraciones: Las formulaciones resultantes de la interacción de los elementos anteriores, que representan los diseños finalesCabe decir que se propone un diseño desacompasado, o sea, sin el compás, en el sentido de superar la mentalidad anclada en la regla y el compás (no eliminándola sino incluyéndola).Se adjuntan ejemplos en todos los casos. En la Parte II los ejemplos se enfocan hacia el diseño gráfico (cenefas, texturas) y hacia el arquitectónico (estadio de fútbol, naves y galerías y una catedral gótica, todos completamente formulados con funciones matemáticas paramétricas).Por su contenido, se trata de una memoria interdisciplinar, ya que afecta como mínimo a la psicología del diseño, al propio diseño, a la historia del arte, a la informática y, evidentemente, a las matemáticas. De todos modos, las matemáticas que aparecen son tratadas con una mentalidad más de diseñador o de ingeniero que de matemático puro. En otras palabras, no es una tesis de teoremas sino de "fabricación" de métodos (matemáticos) para ayudar a desarrollar una manera más creativa de llevar a cabo el diseño que involucra grafismo. / As a preliminar step, it is shown that the design involving graphics is twofold. It has a level of conception that is intellectual and a level of execution that is manual or physical. Both levels are always in dialectical interrelation. This work contains some (mathematical) contributions made to both levels. Mathematics have always been a vehicle for this dialogue, but, from the birth of the graphical software, this collaboration has been updated in an unbalanced way: while a new theory has appeared, the Computer Aided Geometrical Design, to give mathematical support to the executive side of the design with computers, the theoretical mathematical referent that has to guide the mind in the conception task has not been updated in order to exploit all the possibilities that the new tool offers. Therefore, this referent still remains mainly Euclidean.To sum up, this thesis states that the Euclidean geometry allows a satisfactory codification of the design made with ruler and compasses and uncovers the existing lack of a mathematical theory in order to allow the designer to codify its creativity in a format suitable for exploiting the actual potentiality of the graphical cybernetic tool. The main point is to conceive the designs by exploiting the existing relation between functions and shapes. This relation, based on co-ordinate systems, is precisely the relation that allows a computer to "draw" by means of zeros and ones. According with this idea, the introduction is devoted to develop and to support this point of view. Once the two stages of the design have been established and the lack of theory at the level of conception has been justified, some mathematical machinery for the two stages is given. Thus, the body of the memory has two parts. Part One collects the contributions to the CAGD, that is, to the execution stage (the most common in the present research), mainly consisting in new methods for the generation of curves and surfaces starting from data given by the user. Part Two offers a proposal of a theoretical corpus in order to cover the gap detected in the conception stage, consisting of a mathematical code or grammar organised in: - Letters: The raw functions. Its graph is a germ of shapes.- Words: The functions modified with adjustable and formally significant parameters.- Verbs: Functional operators that act on the words and they represent an action that can be interpreted in formal terms. They are organised in six types, according to the kind of action.- Sentences: The formulations obtained from the interaction of the previous elements representing the final design.A design without compasses is proposed in the sense that it is necessary to go beyond the mentality that is anchored in the ruler and the compasses not by eliminating it, but by including it.Some examples for all these cases are included. In Part Two, the examples are focussed towards the graphical design (edgings, textures) and towards the architectural design (football stadium, naves, galleries and a gothic-like cathedral). All the examples are completely formulated with mathematical parametrical functions.Due to its contents, it is an interdisciplinary memory since it has connections with, at least, the psychology of the design, the design itself, the history of the art, the computer science and, evidently, the mathematics. However, the mathematics are managed here more with the mentality of a designer or an engineer than with the mentality of a pure mathematician . In other words, it is not a thesis of theorems but a thesis about the "construction" of (mathematical) methods for helping the development of a more creative computer graphical design.

Aquesta tesi ha estat destacada amb la menció de PREMI EXTRAORDINARI DE DOCTORAT en l'àmbit de MATEMÀTIQUESCurs 1997 - 98 / A la present tesi ens hem ocupat fonamentalment de l'estudi matemàtic dels esquemes per a compartir secrets en les seves vessants de l'estudi de la taxa d'informació i de l'estudi dels esquemes segurs enfront l'acció de mentiders. Com a tema complementari hem estudiat la qüestió de l'arrel cúbica a l'anell dels enters mòdul m. Tots dos temes s'enquadren dins de la Criptologia.Pel que fa l'estudi dels esquemes per a compartir secrets, els nostres objectius han estat la caracterització de les estructures ideals i la fitació de la taxa d'informació òptima per a certes famílies d'estructures d'accés. La primera família estudiada ha estat la de les estructures definides per pesos i llindar. Hem trobat que totes es poden expressar mitjançant pesos i llindar naturals. Hem obtingut una caracterització completa de les de rang 2, és a dir, les que estan determinades per un graf que hem anomenat k-graf. Hem dissenyat un algorisme que les identifica a partir dels graus de cadascun dels vèrtexs i determina els pesos i llindar mínims. A partir de l'estructura d'aquests grafs hem determinat una fita inferior de la taxa d'informació òptima que és de l'ordre de 1/log n (amb n el número de participants), millorant la fita 1/2^{n/2} trobada amb l'únic esquema proposat fins ara per a aquestes estructures, degut a Shamir. A partir d'aquests resultats i mitjançant l'ús del dual d'una estructura hem extés els resultats anteriors a una nova família d'estructures. L'estudi general de les estructures definides per pesos i llindar de rang superior s'ha concentrat en trobar fites superiors i inferiors, especialment per les estructures definides per dos pesos. La segona família que hem estudiat és la de les estructures bipartites. Per les estructures bipartites, hem aconseguit caracteritzar totalment les que són ideals. Aquestes són la família d'estructures de quasi-llindar. Aquesta caracterització de les estructures ideals fa que les estructures de quasi-llindar juguin un paper dins de les estructures bipartites anàleg al paper que juguen els grafs multipartits complets dins de les estructures definides per grafs. Així és equivalent dir que una estructura bipartita és ideal a dir que és de quasi-llindar o a dir que és pot definir amb un esquema d'espai vectorial o a dir que la seva taxa d'informació òptima és més gran que 2/3. Per les estructures bipartites descrivim tècniques típiques de recobriment per tal de trobar fites inferiors de la taxa d'informació. Determinem un algorisme que permet trobar una fita superior de la taxa d'informació. Justifiquem que aquestes fites són ajustades.La següent família d'estructures que hem estudiat ha estat la de les estructures homogènies, obtenint resultats en la fitació inferior de la taxa d'informació. Hem proposat dues construccions d'esquemes per a compartir secrets per estructures homogènies basats en les tècniques de recobriments. Per avaluar les taxes d'informació hem definit el concepte de k-grau d'un participant en una estructura homogènia. Aquest paràmetre és la clau de tot l'estudi de les fites, de les comparacions entre elles i amb les conegudes fins ara. El resultat de la comparació indica que la segona d'elles ens dóna un esquema amb una taxa d'informació millor que la primera, però a canvi la primera utilitza un conjunt de secrets de mesura més realista. La comparació amb les proposades anteriorment mostra que les nostres són millors en la majoria dels casos. L'estudi de les fites superiors per les estructures homogènies l'hem encetat amb les de rang 3, trobant una primera fita superior per una subfamília d'estructures que és del mateix ordre que la fita inferior obtinguda per les nostres construccions. Pels esquemes segurs enfront l'acció de mentiders hem generalitzat els conceptes de seguretat per estructures de llindar al cas d'una estructura qualsevol, tant pel cas en el qual els mentiders no coneixen el secret, com pel cas que sí el coneixen. Hem trobat una fita superior de la taxa d'informació òptima per un esquema en el que una coalició de mentiders és detectada amb una certa probabilitat. Després d'aquest estudi general, hem proposat un esquema per a compartir secrets per a una estructura d'accés de tipus vectorial que detecta l'acció de coalicions de mentiders, que no coneixen el secret, amb una certa probabilitat. La taxa d'informació d'aquest esquema és 1/2, la qual és asímptòticament òptima. Per una estructura de llindar hem proposat un esquema que detecta l'acció de coalicions de mentiders (que sí que coneixen el secret) amb una certa probabilitat. Finalment hem trobat el primer esquema per a una estructura qualsevol que detecta l'acció de coalicions de mentiders (que no coneixen el secret) amb una certa probabilitat.Pel que fa a l'arrel cúbica en el conjunt dels enters mòdul m, hem estudiat l'existència i número d'arrels. Hem generalitzat dos mètodes, dels més potents, pel càlcul de l'arrel quadrada per arrel cúbiques. Aquests són el mètode de Peralta basat en l'ús d'un anell auxiliar i el mètode de Tonelli-Shanks basat en l'ús de subgrups de Sylow. S'ha adjuntat algun comentari per les aplicacions criptogràfiques de les arrels cúbiques. / This thesis is mainly devoted to the study of information rate of secret sharing schemes as well as secret sharing schemes secures against the action of cheaters. As a complement we have studied the problem of cube roots in Z_m.In the first part of our work we study some access structures in a combinatorial way and the boundness of the optimal information rate. We begin with weighted threshold access structures. We state that any of them can be defined with positive integer weights and threshold. We characterize all the rank 2 weighted threshold access structures as a k-graphs, finding minimum integer weights and threshold. We bound the optimal information rate using the complete multipartite covering technique. We extend the above results on characterization and computation of minimum weights and threshold to dual structures after proving the fact that the dual of a weighted threshold structure is a weighted threshold structure. The second family of structures that we studied is the bipartite access structures. We characterize completely the bipartite access structures that can be realized by an ideal secret sharing scheme. We prove that in a bipartite access structure it is equivalent ideal structure, vector space structure and optimal information rate of the structure less than 2/3. Both upper and lower bounds on the optimal information rate of bipartite access structures are given. We also start the general study of multipartite access structure.Using results on bipartite structures we study the information rate of secret sharing schemes whose access structure is defined by two weights and a threshold of arbitrary rank. Some upper and lower bounds are found. Case on more than two weights is considered too.The last family of access structure that we have studied is the homogeneous access structure. We describe two constructions of secret sharing schemes for a such a general class of structures. The first one has a worst information rate than the second one, but on the other hand the size of the secret set is more moderate than the first one. We describe the comparison between our lower bounds on the optimal information rate and on the optimal average information rate as well as comparison with known upper bounds. The results are that our second one are better than the first one and that our bounds are better than the known bound almost for every structure.We have started a study of the upper bounds on the optimal information rate for rank 3 homogenous access structures. We describe a structure that its upper bound is not so far than the lower bound obtained with our second construction.Concerning to the extended capabilities we have studied the schemes secures against the action of cheaters. We have generalized the concepts of secure scheme and robust scheme to any access structure, that several authors have already defined only for threshold structures. We found that for a secure scheme the optimal information rate is upper bounded and we find the bound. We construct a 1/q-secure scheme (for q secrets) asymptotically optimal for a vector space access structure. We compare this scheme with the scheme of Ogata and Kurosawa. Our second scheme is robust realizing a (r,n) threshold structure with probability <= (2r-3)/(q-r). The information rate is 1/3. Finally we propose the first 1/q-secure scheme for any access structure.We have generalized two of the fastest algorithms to take square roots to cube roots in Z_p. The first one is Peralta's algorithm, a probabilistic algorithm based on some properties of a ring. The non probabilistic part of the algorithm runs in log^3 p. The second one is Tonelli-Shanks' algorithm, a probabilistic method based on group theory which runs in log^4 p.

Digital signatures are one of the most important consequences of the appearance of public key cryptography, in 1976. These schemes provide authentication, integrity and non-repudiation to digital communications. Some extensions or variations of the concept of digital signature have been introduced, and many specific realizations of these new types of nature schemes have been proposed.In this thesis, we deal with the basic definitions and required security properties of traditional signature schemes and two of its extensions: distributed signature schemes and ring signature schemes. We review the state of the art in these two topics; then we propose and analyze new specific schemes for different scenarios.Namely, we first study distributed signature schemes for general access structures, based on RSA; then we show that such schemes can be used to construct other cryptographic protocols: distributed key distribution schemes and metering schemes. With respect to ring signatures, we opose schemes for both a scenario where the keys are of the Discrete Logarithm type and a scenario where the public keys of users are inferred from their personal identities. Finally, we also propose some distributed ring signature schemes, a kind of schemes which combine the concepts of distributed signatures and ring signatures. We formally prove the security of all these proposals, assuming that some mathematical problems are hard to solve. Specifically, we base the security of our schemes in the hardness of either the RSA problem, or the Discrete Logarithm problem, or the Computational Diffie-Hellman problem.

El filtrado de imagen es una tarea fundamental para la mayoría de los sistemas de visión por computador cuando las imágenes se usan para análisis automático o, incluso, para inspección humana. De hecho, la presencia de ruido en una imagen puede ser un grave impedimento para las sucesivas tareas de procesamiento de imagen como, por ejemplo, la detección de bordes o el reconocimiento de patrones u objetos y, por lo tanto, el ruido debe ser reducido. En los últimos años el interés por utilizar imágenes en color se ha visto incrementado de forma significativa en una gran variedad de aplicaciones. Es por esto que el filtrado de imagen en color se ha convertido en un área de investigación interesante. Se ha observado ampliamente que las imágenes en color deben ser procesadas teniendo en cuenta la correlación existente entre los distintos canales de color de la imagen. En este sentido, la solución probablemente más conocida y estudiada es el enfoque vectorial. Las primeras soluciones de filtrado vectorial, como por ejemplo el filtro de mediana vectorial (VMF) o el filtro direccional vectorial (VDF), se basan en la teoría de la estadística robusta y, en consecuencia, son capaces de realizar un filtrado robusto. Desafortunadamente, estas técnicas no se adaptan a las características locales de la imagen, lo que implica que usualmente los bordes y detalles de las imágenes se emborronan y pierden calidad. A fin de solventar este problema, varios filtros vectoriales adaptativos se han propuesto recientemente. En la presente Tesis doctoral se han llevado a cabo dos tareas principales: (i) el estudio de la aplicabilidad de métricas difusas en tareas de procesamiento de imagen y (ii) el diseño de nuevos filtros para imagen en color que sacan provecho de las propiedades de las métricas difusas y la lógica difusa. Los resultados experimentales presentados en esta Tesis muestran que las métricas difusas y la lógica difusa son herramientas útiles para diseñar técnicas de filtrado, / Morillas Gómez, S. (2007). Fuzzy metrics and fuzzy logic for colour image filtering [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1879 / Palancia