Viewpoint selection has been an emerging area in computer graphics for some years, and it is now getting maturity with applications in fields such as scene navigation, volume visualization, object recognition, mesh simplification, and camera placement. But why is viewpoint selection important? For instance, automated viewpoint selection could play an important role when selecting a representative model by exploring a large 3D model database in as little time as possible. Such an application could show the model view that allows for ready recognition or understanding of the underlying 3D model. An ideal view should strive to capture the maximum information of the 3D model, such as its main characteristics, parts, functionalities, etc. The quality of this view could affect the number of models that the artist can explore in a certain period of time. In this thesis, we present an information-theoretic framework for viewpoint selection and object recognition. From a visibility channel between a set of viewpoints and the polygons of a 3D model we obtain several viewpoint quality measures from the respective decompositions of mutual information. We also review and compare in a common framework the most relevant viewpoint quality measures for polygonal models presented in the literature. From the information associated to the polygons of a model, we obtain several shading approaches to improve the object recognition and the shape perception. We also use this polygonal information to select the best views of a 3D model and to explore it. We use these polygonal information measures to enhance the visualization of a 3D terrain model generated from textured geometry coming from real data. Finally, we analyze the application of the viewpoint quality measures presented in this thesis to compute the shape similarity between 3D polygonal models. The information of the set of viewpoints is seen as a shape descriptor of the model. Then, given two models, their similarity is obtained by performing a registration process between the corresponding set of viewpoints / La selecció de punts de vista ha estat una àrea emergent en la computació gràfica des de fa alguns anys i ara està aconseguint la maduresa amb aplicacions en camps com la navegació d’una escena, la visualització de volums, el reconeixement d’objectes, la simplificació d’una malla i la col·locació de la càmera. Però per què és important la selecció del punt de vista? Per exemple, la automatització de la selecció de punts de vista podria tenir un paper important a l’hora de seleccionar un model representatiu mitjançant l’exploració d’una gran base de dades de models 3D en el menor temps possible. Aquesta aplicació podria mostrar la vista del model que permet el millor reconeixement o comprensió del model 3D. Un punt de vista ideal ha de captar la màxima informació del model 3D, com per exemple les seves principals característiques, parts, funcionalitats, etc. La qualitat d’aquest punt de vista pot afectar el nombre de models que l’artista pot explorar en un determinat període de temps. En aquesta tesi, es presenta un marc de teoria de la informació per a la selecció de punts de vista i el reconeixement d’objectes. Obtenim diverses mesures de qualitat de punt de vista a través de la descomposició de la informació mútua d’un canal de visibilitat entre un conjunt de punts de vista i els polígons d’un model 3D. També revisem i comparem en un marc comú les mesures més rellevants que s’han presentat a la literatura sobre la qualitat d’un punt de vista d’un model poligonal. A partir de la informació associada als polígons d’un model, obtenim diversos tipus de renderitzat per millorar el reconeixement d’objectes i la percepció de la forma. Utilitzem aquesta informació poligonal per seleccionar les millors vistes d’un model 3D i per la seva exploració. També usem aquestes mesures d’informació poligonal per millorar la visualització d’un model de terreny 3D amb textures generat a partir de dades reals. Finalment, s’analitza l’aplicació de les mesures de qualitat de punt de vista presentades en aquesta tesi per calcular la similitud entre dos models poligonals. La informació del conjunt de punts de vista és vista com un descriptor del model. Llavors, donats dos models poligonals, la seva similitud s’obté mitjançant la realització d’un procés de registre entre els conjunts de punts de vista corresponents

No description available.

Encara que l'emmagatzematge online d'informació és un negoci creixent, no està exempt de problemàtiques, una d'elles és la persistència i accessibilitat de les dades. Cal replicar les dades de manera que si es perd una còpia no es perdi la informació de forma definitiva. Malauradament, la replicació de dades (coneguda com a ``backup'') no és una solució eficient, ja que introdueix molta redundància que provoca sobre costos. Els codis correctors d'errors són coneguts per augmentar la persistència i l'accessibilitat de les dades minimitzant la redundància necessària. Però el seu us introdueix altres problemes com l'anomenat ``repair problem'': com substituir un node d'emmagatzematge descarregant el mínim de dades dels altres nodes. En aquesta dissertació, estudiem l'estat de l'art pel que fa als codis aplicats a sistemes d'emmagatzematge distribuïts, com per exemple el ``cloud storage''. També ens introduïm al ``repair problem'' des de la vessant més aplicada, usant topologies de sistemes reals com els ``data centers''. Concretament, aportem una família de codis regeneratius que anomenem quasi-cyclic flexible regenerating codes i que es caracteritza per minimitzar l'ús de recursos computacionals en el procés de regeneració d'un node. Alhora, aquesta solució minimitza les dades emmagatzemades i l'ample de banda necessari per regenerar un node que falla. També estudiem el cas en que els costos de descàrrega de les dades no són homogenis. En concret, ens centrem en el cas dels racks, on els nodes d'emmagatzematge estan distribuïts en racks, i el cost de descàrrega de dades dels nodes en el mateix rack és molt menor que el cost de descàrrega de dades dels nodes en un altre rack. Aquest nou model generalitza els models teòrics anteriors i ens permet comprovar que els costos poden disminuir si adaptem el model teòric a la topologia concreta del sistema d'emmagatzematge distribuït. / Online data storage is often regarded as a growing business, yet many unresolved issues linger in this specific field and prevent researchers from driving it to full capacity. Data replication (most commonly known as backup) is simply not efficient when improving persistence and accessibility of such data. Error correcting codes are known for their efficiency when adding redundancy to avoid lose of information. Unfortunately, the use of error correcting codes entail additional problems such as the repair problem: how do we replace a storage node downloading as less data as possible from other nodes. In this dissertation, we deepen on state-of-the-art of codes applied to distributed storage systems. Additionally, a family of regenerative codes which we call quasi-cyclic flexible regenerating codes is provided. Quasi-cyclic flexible minimum storage regenerating (QCFMSR) codes are constructed and their existence is well-proven. Quasi-cyclic flexible regenerating codes with minimum bandwidth constructed from a base QCFMSR code are also provided. Quasi-cyclic flexible regenerating codes are very interesting because of their simplicity and low complexity. They allow exact repair-by-transfer in the minimum bandwidth case and an exact pseudo repair-by-transfer in the MSR case, where operations are needed only when a new node enters into the system replacing a lost one. Finally, we propose a new model whereby storage nodes are placed in two racks. This unprecedented two-rack model is generalized to any number of racks. In this specific set-up, storage nodes have different repair costs depending on the rack where they are placed. A threshold function, which minimizes the amount of stored data per node and bandwidth needed to regenerate a failed node, is also shown. This latter threshold function generalizes those given by previous distributed storage models. Tradeoff curves obtained from this threshold function are compared with those obtained from previous models, and it is shown that this new model outperforms previous ones in terms of repair cost.

Els documents gráfics són documents que expressen continguts semántics utilitzant majoritáriament un llenguatge visual. Aquest llenguatge está format per un vocabulari (símbols) i una sintaxi (relacions estructurals entre els símbols) que conjuntament manifesten certs conceptes en un context determinat. Per tant, la interpretació dun document gráfic per part dun ordinador implica tres fases. (1) Ha de ser capadçe detectar automáticament els símbols del document. (2) Ha de ser capadç extreure les relacions estructurals entre aquests símbols. I (3), ha de tenir un model del domini per tal poder extreure la semántica. Exemples de documents gráfics de diferents dominis són els planells darquitectural i d’enginyeria, mapes, diagrames de flux, etc. El Reconeixement de Gráfics, dintre de lárea de recerca de Análisi de Documents, neix de la necessitat de la indústria dinterpretar la gran quantitat de documents gráfics digitalitzats a partir de laparició de lescáner. Tot i que molts anys han passat daquests inicis, el problema de la interpretació automática de documents sembla encara estar lluny de ser solucionat. Básicament, aquest procés sha alentit per una raó principal: la majoria dels sistemes dinterpretació que han estat presentats per la comunitat són molt centrats en una problemática específica, en el que el domini del document marca clarament la implementació del mètode. Per tant, aquests mètodes són difícils de ser reutilitzats en daltres dades i marcs daplicació, estancant així la seva adopció i evolució en favor del progrés. En aquesta tesi afrontem el problema de la interpretació automática de documents gráfics a partir dun seguit de models relacionals que treballen a tots els nivells del problema, i que han estat dissenyats des dun punt de vista genèric per tal de que puguin ser adaptats a diferents dominis. Per una part, presentem 3 mètodes diferents per a lextracció dels símbols en un document. El primer tracta el problema des dun punt de vista estructural, en el que el coneixement general de lestructura dels símbols permet trobar-los independentment de la seva aparença. El segon és un mètode estad ístic que aprèn laparença dels símbols automáticament i que, per tant, sadapta a la gran variabilitat del problema. Finalment, el tercer mètode és una combinació dambdós, heretant els beneficis de cadascun dels mètodes. Aquesta tercera implementaci ó no necessita de un aprenentatge previ i a més sadapta fácilment a múltiples notacions gráfiques. D’altra banda, presentem dos mètodes per a la extracció del context visuals. El primer mètode segueix una estratègia bottom-up que cerca les relacions estructurals en una representació de graf mitjançant algorismes dintel_ligència artificial. La segona en canvi, és un mètode basat en una gramática que mitjançant un model probabilístic aprèn automáticament lestructura dels planells. Aquest model guia la interpretació del document amb certa independència de la implementació algorísmica. Finalment, hem definit una base del coneixement fent confluir una definició ontol`ogica del domini amb dades reals. Aquest model ens permet raonar les dades des dun punt de vista contextual i trobar inconsistències semántiques entre les dades. Leficiència daquetes contribucions han estat provades en la interpretació de planells darquitectura. Aquest documents no tenen un estándard establert i la seva notació gráfica i inclusió dinformació varia de planell a planell. Per tant, és un marc rellevant del problema de reconeixement gráfic. A més, per tal de promoure la recerca en termes de interpretació de documents gráfics, fem públics tant les dades, leina per generar les dades i els evaluadors del rendiment. / Graphical documents express complex concepts using a visual language. This language consists of a vocabulary (symbols) and a syntax (structural relations among symbols) that articulate a semantic meaning in a certain context. Therefore, the automatic interpretation of these sort of documents by computers entails three main steps: the detection of the symbols, the extraction of the structural relations among these symbols, and the modeling of the knowledge that permits the extraction of the semantics. Different domains in graphical documents include: architectural and engineering drawings, maps, flowcharts, etc. Graphics Recognition in particular and Document Image Analysis in general are born from the industrial need of interpreting a massive amount of digitalized documents after the emergence of the scanner. Although many years have passed, the graphical document understanding problem still seems to be far from being solved. The main reason is that the vast majority of the systems in the literature focus on a very specific problems, where the domain of the document dictates the implementation of the interpretation. As a result, it is difficult to reuse these strategies on different data and on different contexts, hindering thus the natural progress in the field. In this thesis, we face the graphical document understanding problem by proposing several relational models at different levels that are designed from a generic perspective. Firstly, we introduce three different strategies for the detection of symbols. The first method tackles the problem structurally, wherein general knowledge of the domain guides the detection. The second is a statistical method that learns the graphical appearance of the symbols and easily adapts to the big variability of the problem. The third method is a combination of the previous two inheriting their respective strengths, i.e. copes the big variability and does not need of annotated data. Secondly, we present two relational strategies that tackle the problem of the visual context extraction. The first one is a full bottom up method that heuristically searches in a graph representation the contextual relations among symbols. Contrarily, the second is syntactic method that models probabilistically the structure of the documents. It automatically learns the model, which guides the inference algorithm to counter the best structural representation for a given input. Finally, we construct a knowledge-based model consisting of an ontological definition of the domain and real data. This model permits to perform contextual reasoning and to detect semantic inconsistencies within the data. We evaluate the suitability of the proposed contributions in the framework of floor plan interpretation. Since there is no standard in the modeling of these documents, there exists an enormous notation variability and the sort of information included in the documents also varies from plan to plan. Therefore, floor plan understanding is a relevant task in the graphical document understanding problem. It is also worth to mention that, we make freely available all the resources used in this thesis (the data, the tool used to generate the data, and the evaluation scripts) aiming at fostering the research in graphical document understanding task.

This thesis deals with the automatic detection of features in signals, either extracted from photographs or captured by means of electronic sensors, and its possible application in the detection of morphological structures in fish otoliths so as to identify species and estimate their age at death. From a more biological perspective, otoliths, which are calcified structures located in the auditory system of all teleostean fish, constitute one of the main elements employed in the study and management of marine ecology. In this sense, the application of Fourier descriptors to otolith images, combined with component analysis, is habitually a first and a key step towards characterizing their morphology and identifying fish species. However, some of the main limitations arise from the poor interpretation that can be obtained with this representation and the use that is made of the coefficients, as generally they are selected manually for classification purposes, both in quantity and representativity. The automatic detection of irregularities in signals, and their interpretation, was first addressed in the so-called Best-Basis paradigm. In this sense, Saito's Local discriminant Bases algorithm (LDB) uses the Discrete Wavelet Packet Transform (DWPT) as the main descriptive tool for positioning the irregularities in the time-frequency space, and an energy-based discriminant measure to guide the automatic search of relevant features in this domain. Current density-based proposals have tried to overcome the limitations of the energy-based functions with relatively little success. However, other measure strategies more consistent with the true classification capability, and which can provide generalization while reducing the dimensionality of features, are yet to be developed. The proposal of this work focuses on a new framework for one-dimensional signals. An important conclusion extracted therein is that such generalization involves a mesure system of bounded values representing the density where no class overlaps. This determines severely the selection of features and the vector size that is needed for proper class identification, which must be implemented not only based on global discriminant values but also on the complementary information regarding the provision of samples in the domain. The new tools have been used in the biological study of different hake species, yielding good classification results. However, a major contribution lies on the further interpretation of features the tool performs, including the structure of irregularities, time-frequency position, extension support and degree of importance, which is highlighted automatically on the same images or signals. As for aging applications, a new demodulation strategy for compensating the nonlinear growth effect on the intensity profile has been developed. Although the method is, in principle, able to adapt automatically to the specific growth of individual specimens, preliminary results with LDB-based techniques suggest to study the effect of lighting conditions on the otoliths in order to design more reliable techniques for reducing image contrast variation. In the meantime, a new theoretic framework for otolith-based fish age estimation has been presented. This theory suggests that if the true fish growth curve is known, the regular periodicity of age structures in the demodulated profile is related to the radial length the original intensity profile is extracted from. Therefore, if this periodicity can be measured, it is possible to infer the exact fish age omitting feature extractors and classifiers. This could have important implications in the use of computational resources anc current aging approaches. / El eje principal de esta tesis trata sobre la detección automática de singularidades en señales, tanto si se extraen de imágenes fotográ cas como si se capturan de sensores electrónicos, así como su posible aplicación en la detección de estructuras morfológicas en otolitos de peces para identi car especies, y realizar una estimación de la edad en el momento de su muerte. Desde una vertiente más biológica, los otolitos, que son estructuras calcáreas alojadas en el sistema auditivo de todos los peces teleósteos, constituyen uno de los elementos principales en el estudio y la gestión de la ecología marina. En este sentido, el uso combinado de descriptores de Fourier y el análisis de componentes es el primer paso y la clave para caracterizar su morfología e identi car especies marinas. Sin embargo, una de las limitaciones principales de este sistema de representación subyace en la interpretación limitada que se puede obtener de las irregularidades, así como el uso que se hace de los coe cientes en tareas de clasi cación que, por lo general, acostumbra a seleccionarse manualmente tanto por lo que respecta a la cantidad y a su importancia. La detección automática de irregularidades en señales, y su interpretación, se abordó por primera bajo el marco del Best-Basis paradigm. En este sentido, el algoritmo Local Discriminant Bases (LDB) de N. Saito utiliza la Transformada Wavelet Discreta (DWT) para describir el posicionamiento de características en el espacio tiempo-frecuencia, y una medida discriminante basada en la energía para guiar la búsqueda automática de características en dicho dominio. Propuestas recientes basadas en funciones de densidad han tratado de superar las limitaciones que presentaban las medidas de energía con un éxito relativo. No obstante, todavía están por desarrollar nuevas estrategias más consistentes con la capacidad real de clasi cación y que ofrezcan mayor generalización al reducir la dimensión de los datos de entrada. La propuesta de este trabajo se centra en un nuevo marco para señales unidimensionales. Una conclusión principal que se extrae es que dicha generalización pasa por un marco de medidas de valores acotados que re ejen la densidad donde las clases no se solapan. Esto condiciona severamente el proceso de selección de características y el tamaño del vector necesario para identi car las clases correctamente, que se ha de establecer no sólo en base a valores discriminantes globales sino también en la información complementaria sobre la disposición de las muestras en el dominio. Las nuevas herramientas han sido utilizadas en el estudio biológico de diferentes especies de merluza, donde se han conseguido buenos resultados de identi cación. No obstante, la contribución principal subyace en la interpretación que dicha herramienta hace de las características seleccionadas, y que incluye la estructura de las irregularidades, su posición temporal-frecuencial, extensión en el eje y grado de relevancia, el cual, se resalta automáticamente sobre la misma imagen o señal. Por lo que respecta a la determinación de la edad, se ha planteado una nueva estrategia de demodulación para compensar el efecto del crecimiento no lineal en los per les de intensidad. Inicialmente, aunque el método implementa un proceso de optimización capaz de adaptarse al crecimiento individual de cada pez automáticamente, resultados preliminares obtenidos con técnicas basadas en el LDB sugieren estudiar el efecto de las condiciones lumínicas sobre los otolitos con el n de diseñar algoritmos que reduzcan la variación del contraste de la imagen más ablemente. Mientras tanto, se ha planteado una nueva teoría para estimar la edad de los peces en base a otolitos. Esta teoría sugiere que si la curva de crecimiento real del pez se conoce, el período regular de los anillos en el per l demodulado está relacionado con la longitud total del radio donde se extrae el per l original. Por tanto, si dicha periodicidad es medible, es posible determinar la edad exacta sin necesidad de utilizar extractores de características o clasi cadores, lo cual tendría implicaciones importantes en el uso de recursos computacionales y en las técnicas actuales de estimación de la edad. / L'eix principal d'aquesta tesi tracta sobre la detecció automàtica d'irregularitats en senyals, tant si s'extreuen de les imatges fotogrà ques com si es capturen de sensors electrònics, així com la seva possible aplicació en la detecció d'estructures morfològiques en otòlits de peixos per identi car espècies, i realitzar una estimació de l'edat en el moment de la seva mort. Des de la vesant més biològica, els otòlits, que son estructures calcàries que es troben en el sistema auditiu de tots els peixos teleostis, constitueixen un dels elements principals en l'estudi i la gestió de l'ecologia marina. En aquest sentit, l'ús combinat de descriptors de Fourier i l'anàlisi de components es el primer pas i la clau per caracteritzar la seva morfologia i identi car espècies marines. No obstant, una de les limitacions principals d'aquest sistema de representació consisteix en la interpretació limitada de les irregularitats que pot desenvolupar, així com l'ús que es realitza dels coe cients en tasques de classi cació, els quals, acostumen a ser seleccionats manualment tant pel que respecta a la quantitat com la seva importància. La detecció automàtica d'irregularitats en senyals, així com la seva interpretació, es va tractar per primera vegada sota el marc del Best-Basis paradigm. En aquest sentit, l'algorisme Local Discriminant Bases (LDB) de N. Saito es basa en la Transformada Wavelet Discreta (DWT) per descriure el posicionament de característiques dintre de l'espai temporal-freqüencial, i en una mesura discriminant basada en l'energia per guiar la cerca automàtica de característiques dintre d'aquest domini. Propostes més recents basades en funcions de densitat han tractat de superar les limitacions de les mesures d'energia amb un èxit relatiu. No obstant, encara s'han de desenvolupar noves estratègies que siguin més consistents amb la capacitat real de classi cació i ofereixin més generalització al reduir la dimensió de les dades d'entrada. La proposta d'aquest treball es centra en un nou marc per senyals unidimensionals. Una de las conclusions principals que s'extreu es que aquesta generalització passa per establir un marc de mesures acotades on els valors re ecteixin la densitat on cap classe es solapa. Això condiciona bastant el procés de selecció de característiques i la mida del vector necessari per identi car les classes correctament, que s'han d'establir no només en base a valors discriminants globals si no també en informació complementària sobre la disposició de les mostres en el domini. Les noves eines s'han utilitzat en diferents estudis d'espècies de lluç, on s'han obtingut bons resultats d'identi cació. No obstant, l'aportació principal consisteix en la interpretació que l'eina extreu de les característiques seleccionades, i que inclou l'estructura de les irregularitats, la seva posició temporal-freqüencial, extensió en l'eix i grau de rellevància, el qual, es ressalta automàticament sobre les mateixa imatge o senyal. En quan a l'àmbit de determinació de l'edat, s'ha plantejat una nova estratègia de demodulació de senyals per compensar l'efecte del creixement no lineal en els per ls d'intensitat. Tot i que inicialment aquesta tècnica desenvolupa un procés d'optimització capaç d'adaptar-se automàticament al creixement individual de cada peix, els resultats amb el LDB suggereixen estudiar l'efecte de les condicions lumíniques sobre els otòlits amb la nalitat de dissenyar algorismes que redueixin la variació del contrast de les imatges més ablement. Mentrestant s'ha plantejat una nova teoria per realitzar estimacions d'edat en peixos en base als otòlits. Aquesta teoria suggereix que si la corba de creixement és coneguda, el període regular dels anells en el per l d'intensitat demodulat està relacionat amb la longitud total de radi d'on s'agafa el per l original. Per tant, si la periodicitat es pot mesurar, es possible conèixer l'edat exacta del peix sense usar extractors de característiques o classi cadors, la qual cosa tindria implicacions importants en l'ús de recursos computacionals i en les tècniques actuals d'estimació de l'edat.

This thesis proposes a fine-motion planner for assembly tasks in the plane considering two degrees of freedom of translation and one of rotation, taking into account modelling and sensing uncertainties and the effect of friction. The proposed planner is based on a two-phase approach. First, uncertainty is not considered and a nominal solution path is searched in a graph representing the free configuration space, which has been obtained with an exact cell decomposition method. Then, uncertainty is considered and the arcs of the solution path are evaluated in order that the possible contacts occurring during the traversing of the arc do not provoke a failure of the task execution. When this is not possible, the planner finds a patch plan in contact-space in an analogous way as the nominal solution path in free-space.This work:- introduces the parametrized translational configuration space, which is an embedding of the rotational degree of freedom into the translational configuration space, for the analysis of the geometric constraints of planar assembly tasks.- makes a thorough analysis of the sources of uncertainty that affect an assembly task. Modelling and sensing uncertainties have been considered. Although modelling uncertainty is an important source of uncertainty that affects assembly tasks, it has usually been overlooked by most of the researchers. In this work, this source of uncertainty has been meticulously studied, by analyzing the effects of both positioning uncertainty and manufacturing tolerances. The dependence between sources of uncertainty is also taken into account.- includes a force analysis using the dual representation of forces, which allows to consider in an easy way both the geometric uncertainties that affect the possible raction forces arising at the contact situations, as well as the sensor uncertainties. Friction has been considered and modelled with the generalized friction cone. The suitability of this model for this kind of tasks has been validated from the experiments. - synthesizes the robot motions using a force-compliant control based on the generalized damping model. Task execution includes uncertainty reduction routines in order to adapt the robot commands to the actual geometry of the task.

La evolución y transformación de los sistemas públicos de salud han hecho necesaria una descentralización y una mayor autonomía en la gestión hospitalaria para poder mantener los compromisos de eficacia, eficiencia y calidad en las prestaciones sanitarias.· La autonomía en la gestión ha de llegar al nivel de cada Servicio o Unidad funcional, implicando de mayor manera al profesional sanitario en el análisis de su actividad diaria y los diferentes parámetros que la componen, para una mejora continua en la calidad de la actividad asistencial, facilitando así mismo un desarrollo satisfactorio de su papel como profesional.La presente Tesis expone el desarrollo de una aplicación informática original en su concepto, para ser aplicada por una Dirección clínica, en este caso a un Servicio de Urología (pero aplicable por cualquier Servicio), que permita un completo análisis desde el punto de vista clínico, económico y científico del conjunto del Servicio o de manera especifica del personal que lo compone. La filosofía de la aplicación es que utilizando el sistema informático como herramienta diaria de trabajo para todo el personal implicado en la labor diaria de un Servicio de Urología y sin suponer ningún tipo de trabajo adicional o duplicación de tareas, se recoja de manera fácil, automatizada e instantánea toda la información que podamos necesitar para el análisis tanto clínico como económico del Servicio. La información está disponible en la red y puede ser consultada "on-line" por los Servicios que colaboran con el Servicio de Urología o por los estamentos directivos del Hospital, pudiendo volcar en sus bases de datos todos aquellos parámetros necesarios para la gestión del Hospital en su conjunto.Se quiere destacar que tomando al paciente como eje único y final de todos los actos que se llevan a cabo en un Servicio, se obtienen por contabilidad analítica los datos microeconómicos a partir de los cuales se pueden ofrecer los resultados para que los estamentos gestores dispongan de los datos suficientes para elaborar la macroeconomía sanitaria de un área, provincia o Estado La aplicación informática que se desarrolla en esta Tesis, se organiza en torno a una estación clínica central, que tiene como eje principal al paciente, ya sea en el área de Ingresos, de Consulta Externas o de Urgencias. Desde la pantalla de cada enfermo se accede a la Historia Clínica, los Servicios Centrales y las pruebas complementarias de manera directa, sin claves ni pasos intermedios. Consideramos fundamental este tipo de estructuración modular en la que desde un único punto de origen se pueden obtener todos los datos que necesitemos para el correcto proceso asistencial del enfermo, sin necesidad de cambiar aplicativos ni menús.Se ha desarrollado un entorno cliente-servidor, en Visual Basic 6.0, sobre tecnología ADO, por lo que el programa es escalable y conectable a cualquier tipo de origen de datos, dentro de la Intranet hospitalaria. El Servicio de informática ha colaborado con un modulo que realiza una consulta al servidor central Oracle (SIAH) y con solo introducir el numero de historia o de episodio clínico, devuelve un recordset de solo lectura con los datos de filiación del paciente. Es la forma de evitar errores de trascripción sintáctica que dificultarían la búsqueda de la filiación correcta del cliente. En un segundo paso se esta migrando a Oracle y a la plataforma de programación .NETEsta Tesis intenta ser una aproximación desde el punto de vista de un Clínico, a como debería de informatizarse un Servicio de Urología para poder llevar a cabo una gestión clínica y contable lo más automatizada y precisa posible, en base a los modelos y parámetros vigentes. / The evolution and transformation of the public health systems have made necessary the decentralization and a major autonomy in the hospital management to be able to support the commitments of efficacy, efficiency and quality in the sanitary benefits. The autonomy in the management has to come at the level of every Service or functional Unit involving in a major way to all the sanitary professionals in the analysis of their daily activities and the different parameters that compose it, for a constant improvement in the quality of the medical assistance, facilitating likewise a satisfactory development of their role as professionals.The present Thesis exposes the development of a computer application, original in its concept, to be applied by a clinical Direction, in this case to a service of Urology (but applicable for any Service), that allows a complete analysis from the clinical, scientist and economic point of view over the set of the Service or the personnel that composes it.The philosophy of the application is that using the computer system as the daily tool of work for the whole personnel involved in the daily work of the service of Urology and without supposing any type of additional work or duplication of tasks, there is gathered from easy, automated and instantaneous way all the information that we prune to need for the analysis so much clinical as economically of the Service.The information is available in the net and can be consulted "on-line" by the Services that collaborate with the Service of Urology or for the managerial estates of the Hospital, being able to overturn in their information databases all those necessary parameters for the management of the HospitalWe would like to emphasize that taking to the patient as the axis of all the acts that are carried out in a Service, there are obtained by analytical accounting the microeconomic information from which obtain the results to the managing estates, in order to have the necessary information to elaborate the sanitary macroeconomics of an area, province or StateThe computer application that develops in this Thesis, one organizes around a clinical central station, which takes as the principal axis to the patient, as well in the income area as in emergency or in consulting room. From the screen of every patient one accedes to the Clinical History, the Central Services and the complementary tests in a direct way, without keys or intermediate steps. We consider fundamental this type of modular structure where from an only point there can be obtained all the information that we need for the correct medical assistance of the patient, without need to change applications not even menus.We have developed a client-server environment with Visual Basic 6.0 and technology ADO, to make the program scalable and connectable to any type of information system, inside the hospital Intranet. The Service of computer science has collaborated with a module that realizes a consultation to the central Oracle server (SIAH) and with only to introduce the number of history or of clinical episode, returns an only read recordset with the filiation of the patient. It is the way of avoiding mistakes of syntactic transcription. In a second step we perform a migration to Oracle and to the programming platform .NETThis Thesis tries to be an approximation from the point of view of a clinical professional, to the computerization of a service of Urology in order to be able to carry out a clinical and countable management in the most automated and precise way, on the basis of the valid models and parameters.

El moviment és un atribut perceptiu del cervell humà molt important. La percepció visual que fa el cervell del moviment és el procés d’inferir la velocitat i direcció dels elements d’un escenari mitjançant entrades visuals. Anàlogament, la visió per computador s’assisteix mitjançant informació del moviment de l’escena. En visió per computador, la detecció de moviment és útil per a resoldre problemes com per exemple segmentació, estimació de la profunditat, estimació de l’estructura a partir del moviment, compressió de dades o navegació entre d’altres. Aquests problemes són comuns a diferents aplicacions, com ara vídeo vigilància, navegació de robots i sistemes avançats d’assistència a la conducció (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS). Una de les tècniques més utilitzades per a detectar moviment, és el càlcul d’optical flow. El treball tractat en aquesta tesi pretén que les formulacions d’optical flow siguin més apropiades als requeriments i condicions dels escenaris de conducció. En aquest context, es proposa una nova representació de l’espai-variant anomenada representació reverse log-polar, i es demostra que, quan s’utilitza per a ADAS, té un rendiment millor que la tradicional representació log-polar. La representació espai-variant redueix la quantitat de dades necessàries que han de ser processades. Una altra contribució important està relacionada amb l’anàlisi de la influència de les característiques específiques d’escenaris de conducció per a la precisió de l’optical flow. S’han considerat característiques tals com la velocitat del vehicle i la textura de la carretera. D’aquest estudi s’infereix que, el pes del terme de regularització s’ha d’adaptar segons una mesura d’error i per a diferents velocitats i textures de la carretera. També es mostra que la representació polar d’optical flow funciona molt millor per a escenaris de conducció on el moviment principal són translacions. Degut als requeriments d’aquest estudi, i per la manca de bases de dades es presenta una nova base de dades sintètica que conté: i) seqüències amb diferents velocitats i textures en un escenari urbà; ii) seqüències amb moviments complexos de la càmera col·locada al vehicle; i iii) seqüències amb altres vehicles en moviment dintre la mateixa escena. L’optical flow corresponent a cada seqüència s’obté mitjançant la tècnica de ray-tracing. A més a més, es presenten algunes aplicacions per a optical flow en escenaris ADAS. Per començar, proposem una tècnica robusta basada en RANSAC per estimar la línia de l’horitzó. Després, presentem una estimació de l’egomotion per a comparar la representació espai-variant proposada amb les representacions clàssiques. Com a contribució final, es proposa una modificació del terme de regularització que millora notablement els resultats per a aplicacions d’ADAS. Aquesta adaptació s’avalua mitjançant tècniques d’optical flow d’última generació. Els experiments realitzats amb una base de dades pública (KITTI) validen els avantatges d’utilitzar la modificació proposada. / La percepción del movimiento es uno de los más importantes atributos del cerebro humano. La percepción visual del movimiento consiste en inferir velocidad y dirección de los elementos móviles que interactúan en una escena, mediante la interpretación de diferentes entradas visuales. Análogamente, la visión por computador hace uso de la información del movimiento en la escena. La detección de movimiento en visión por computador es útil para resolver problemas tales como: segmentación, estimación de profundidad, compresión, navegación, entre otros. Estos problemas son comunes en distintas aplicaciones, por ejemplo: video vigilancia, navegación de robots y sistemas avanzados de asistencia a la conducción (ADAS). Una de las técnicas más utilizadas para detectar movimiento es la estimación del flujo óptico. El trabajo abordado en esta tesis busca formulaciones del flujo óptico más adecuadas a las necesidades y condiciones de los escenarios de conducción. En este contexto, se propuso una novedosa representación del espacio, llamada representación inversa log-polar, la cual se demuestra que tiene un desempeño mejor que la tradicional representación logpolar para aplicaciones ADAS. Las representaciones de espacio-variante reducen la cantidad de datos a ser procesados. Otra contribución importante está relacionada con el análisis de la influencia de las características específicas de los escenarios de conducción en la precisión del flujo óptico estimado. Características tales como la velocidad del vehículo y la textura de la carretera son consideradas en el estudio. De este estudio, se infiere que el peso del término de regularización tiene que ser adaptado de acuerdo con la medida de error requerida y para diferentes velocidades y texturas de la carretera. También se concluye que la representación polar del flujo óptico es la más apropiada en escenarios de conducción, donde el movimiento predominante es la translación. Debido a las exigencias de tal estudio, y por falta de las bases de datos necesarias, se presenta un nuevo conjunto de datos sintéticos el cual contiene: i) secuencias de diferentes velocidades y texturas en un escenario urbano; ii) secuencias con movimientos complejos de la cámara dispuesta en el vehículo; y iii) secuencias con otros vehículos en movimiento en la escena. El flujo óptico correspondiente a cada secuencia es obtenido mediante una técnica de ray-tracing. Adicionalmente, se presentan algunas aplicaciones de flujo óptico en ADAS. Primeramente se propone una técnica robusta basada en RANSAC para estimar la línea de horizonte. Seguidamente se presenta una estimación del egomotion para comparar la representación de espacio-variante propuesta con los esquemas clásicos. Como contribución final, se propone una modificación en el término de regularización que mejora notablemente los resultados en las aplicaciones ADAS. Los resultados experimentales en una base de datos pública (KITTI) validan las ventajas de la utilización de la modificación propuesta. / Motion perception is one of the most important attributes of the human brain. Visual motion perception consists in inferring speed and direction of elements in a scene based on visual inputs. Analogously, computer vision is assisted by motion cues in the scene. Motion detection in computer vision is useful in solving problems such as segmentation, depth from motion, structure from motion, compression, navigation and many others. These problems are common in several applications, for instance, video surveillance, robot navigation and advanced driver assistance systems (ADAS). One of the most widely used techniques for motion detection is the optical flow estimation. The work in this thesis attempts to make optical flow suitable for the requirements and conditions of driving scenarios. In this context, a novel space-variant representation called reverse log-polar representation is proposed that is shown to be better than the traditional log-polar space-variant representation for ADAS. The space-variant representations reduce the amount of data to be processed. Another major contribution in this research is related to the analysis of the influence of specific characteristics from driving scenarios on the optical flow accuracy. Characteristics such as vehicle speed and road texture are considered in the aforementioned analysis. From this study, it is inferred that the regularization weight has to be adapted according to the required error measure and for different speeds and road textures. It is also shown that polar represented optical flow suits driving scenarios where predominant motion is translation. Due to the requirements of such a study and by the lack of needed datasets a new synthetic dataset is presented; it contains: i) sequences of different speeds and road textures in an urban scenario; ii) sequences with complex motion of an on-board camera; and iii) sequences with additional moving vehicles in the scene. The ground-truth optical flow is generated by the ray-tracing technique. Further, few applications of optical flow in ADAS are shown. Firstly, a robust RANSAC based technique to estimate horizon line is proposed. Then, an egomotion estimation is presented to compare the proposed space-variant representation with the classical one. As a final contribution, a modification in the regularization term is proposed that notably improves the results in the ADAS applications. This adaptation is evaluated using a state of the art optical flow technique. The experiments on a public dataset (KITTI) validate the advantages of using the proposed modification.

El sistema visual humà és capaç de reconéixe l'objecte que hi ha en una imatge encara que l'objecte estigui parcialment oclòs, des de diferents punts de vista, en diferents colors i amb independència de la distància a la que es troba l'objecte de la càmera. Per poder realitzar això, l'ull obté l'imatge i extreu unes caracterítiques que són enviades al cervell i és allà on es classifica l'objecte per poder identificar-lo. En el reconeixement d'objectes, la visió per computador intenta imitar el sistema humà. Així, s'utilitza un algoritme per detectar característiques representatives de l'escena (detector), un altre algoritme per descriure les característiques extretes (descriptor) i finalment la informació es enviada a un tercer algoritme per fer la classificació (aprenentatge). Escollir aquests algoritmes és molt complicat i tant mateix una àrea d'investigació molt activa. En aquesta tesis ens hem enfocat en la selecció/aprenentatge del millor descriptor per a cada imatge. A l'actualitat hi ha molts descriptors a l'estat de l'art però no sabem quin es el millor, ja que no depèn sols d'ell mateix sinó també depen de les característiques de les imatges (base de dades) i dels algoritmes de classificació. Nosaltres proposem un marc de treball basat en l'aprenentatge per reforç i la bossa de característiques per poder escollir el millor descriptor per a cada imatge. El sistema permet analitzar el comportament de diferents classiicadors i conjunts de descriptors. A més el sistema que proposem per a la millora del reconeixement/classificació pot ser utilizat en altres àmbits de la visió per computador, com per exemple el video retrieval / The human visual system is able to recognize the object in an image even if the object is partially occluded, from various points of view, in different colors, or with independence of the distance to the object. To do this, the eye obtains an image and extracts features that are sent to the brain, and then, in the brain the object is recognized. In computer vision, the object recognition branch tries to learns from the human visual system behaviour to achieve its goal. Hence, an algorithm is used to identify representative features of the scene (detection), then another algorithm is used to describe these points (descriptor) and finally the extracted information is used for classifying the object in the scene. The selection of this set of algorithms is a very complicated task and thus, a very active research field. In this thesis we are focused on the selection/learning of the best descriptor for a given image. In the state of the art there are several descriptors but we do not know how to choose the best descriptor because depends on scenes that we will use (dataset) and the algorithm chosen to do the classification. We propose a framework based on reinforcement learning and bag of features to choose the best descriptor according to the given image. The system can analyse the behaviour of different learning algorithms and descriptor sets. Further- more the proposed framework for improving the classification/recognition ratio can be used with minor changes in other computer vision fields, such as video retrieval.

Aquesta tesi doctoral presenta un marc de treball genèric per a la cerca de documents digitals partint d'un document de mostra de referencia, on el criteri de similitud pot ser tant a nivell de pàgina com a nivell de subparts d'interès. Combinem la tècnica d'indexació estructural amb correspondències entre parells de regions locals d'interès, on aquestes contenen informació tant estructural com visual, i detallem la combinació adient usada d'aquests dos tipus d'informació per ser usada com a únic criteri de similitud a l'hora de fer la cerca. Donat que l'estructura d'un document està lligada a les distàncies entre els seus continguts, d'entrada presentem un detector eficient que anomenem Distance Transform based Maximally Stable Extremal Regions (DTMSER). El detector proposat és capàs d'extreure eficientment l'estructura del document en forma de dendrograma (arbre jeràrquic) de regions d'interès a diferents escales, les quals guarden una gran similitud amb els caracters, paraules i paràgrafs. Els experiments realitzats proven que l'algorisme DTMSER supera els mètodes de referència, amb l'avantatge de requerir menys regions d'interès. A continuació proposem un mètode basat en parells de descriptors Bag‐of‐Words (BoW) que permet representar el dendrograma descrit anteriorment i resultat de l'algorisme DTMSER. El nostre mètode consisteix en representar cada document en forma de llista de parelles de regions d'interès, on cada parella representa una aresta del dendograma i defineix una relació d'inclusió entre ambdues regions. L'histograma de característiques és generat a partir de les parelles de regions d'interès, de manera que el mètode proposat reflecteix la inclusió de regions. Els experiments realitzats demostren que el nostre mètode supera àmpliament altres variants exteses de BoW com poden ver les convencionals o les espacio‐piramidals. Per tal d'englobar diferents situacions on es pot requerir una la cerca de documents digitals, proposem usar directament parelles de regions d'interès, les quals inclouen informació tant estructural com visual. Amb aquest objectiu introduim en aquest camp tècniques d'indexació estructural per millorar el temps de càlcul de les similituds de parelles de regions. Apliquem la nostra proposta al cas de cerques de pàgines senceres, on té més pes la similitud estructural. Els experiments corresponents mostren que la nostra proposta supera la majoria de mètodes BoW de referència. La nostra proposta presenta un clar avantantge: podem fer cerques de subparts de documents. Apliquem el nostre mètode en la cerca de subparts en dos casos: prioritzant la similitud estructural i mantenint estructura y aparença similars . Els resultats obtinguts en els experiments són excel∙lents en tots dos casos. Donat que el nostre mètode té el valor afegit de ser el primer marc de treball capàs de realizar cerques de subparts, podem afirmar que és mereixedor de formar part de l’estat de l’art en el camp de cerques. També proposem un mètode de verificació de línies per comprovar la consistència espacial dels parells assignats de regions d'interès. Per reduir la càrreca computacional de la nostra proposta definim una simplificació pràctica en dos passos. Primer obtenim candidats a regions d'interès per posteriorment usar‐les per dividir les correspondències entre regions en varis subgrups, i finalment realitzar la verificació de línies en cada grup, i alhora es puleixen les regions d'interès. Els experiments demostren que, en comparació amb el mètode estandar (basat en RANSAC), la nostra proposta de verificació de línies és més exhaustiva i va acompanyada d’una lleugera disminució de precisió, la qual cosa es preferible en determinats casos de cerca. / In this work, we develop a generic framework that is able to handle the document retrieval problem in various scenarios such as searching for full page matches or retrieving the counterparts for specific document areas, focusing on their structural similarity or letting their visual resemblance to play a dominant role. Based on the spatial indexing technique, we propose to search for matches of local key‐region pairs carrying both structural and visual information from the collection while a scheme allowing to adjust the relative contribution of structural and visual similarity is presented. Based on the fact that the structure of documents is tightly linked with the distance among their elements, we firstly introduce an efficient detector named Distance Transform based Maximally Stable Extremal Regions (DTMSER). We illustrate that this detector is able to efficiently extract the structure of a document image as a dendrogram (hierarchical tree) of multi‐scale key‐regions that roughly correspond to letters, words and paragraphs. We demonstrate that, without benefiting from the structure information, the key‐regions extracted by the DTMSER algorithm achieve better results comparing with state‐of‐the‐art methods while much less amount of key‐regions are employed. We subsequently propose a pair‐wise Bag of Words (BoW) framework to efficiently embed the explicit structure extracted by the DTMSER algorithm. We represent each document as a list of key‐region pairs that correspond to the edges in the dendrogram where inclusion relationship is encoded. By employing those structural key‐region pairs as the pooling elements for generating the histogram of features, the proposed method is able to encode the explicit inclusion relations into a BoW representation. The experimental results illustrate that the pairwise BoW, powered by the embedded structural information, achieves remarkable improvement over the conventional BoW and spatial pyramidal BoW methods. To handle various retrieval scenarios in one framework, we propose to directly query a series of key‐region pairs, carrying both structure and visual information, from the collection. We introduce the spatial indexing techniques to the document retrieval community to speed up the structural relationship computation for key‐region pairs. We firstly test the proposed framework in a full page retrieval scenario where structurally similar matches are expected. In this case, the pair‐wise querying method achieves notable improvement over the BoW and spatial pyramidal BoW frameworks. Furthermore, we illustrate that the proposed method is also able to handle focused retrieval situations where the queries are defined as a specific interesting partial areas of the images. We examine our method on two types of focused queries: structure‐focused and exact queries. The experimental results show that, the proposed generic framework obtains nearly perfect precision on both types of focused queries while it is the first framework able to tackle structure‐focused queries, setting a new state of the art in the field. Besides, we introduce a line verification method to check the spatial consistency among the matched key‐region pairs. We propose a computationally efficient version of line verification through a two step implementation. We first compute tentative localizations of the query and subsequently employ them to divide the matched key‐region pairs into several groups, then line verification is performed within each group while more precise bounding boxes are computed. We demonstrate that, comparing with the standard approach (based on RANSAC), the line verification proposed generally achieves much higher recall with slight loss on precision on specific queries.