This thesis describes the development of voice module, that can recognize simple speech commands by comparation of input sound with recorded templates. The first part of thesis contains a description of used algorithm and a verification of its functionality. The algorithm is based on Mel-frequency cepstral coefficients and dynamic time warping. Thereafter the hardware of voice module is designed, containing signal controller 56F805 from Freescale. The signal from microphone is conditioned by operational amplifiers and digital filter. The third part deals with the development of software for the controller and describes the fixed point implementation of the algorithm, respecting limited capabilities of the controller. Final test proves the usability of voice module in low-noise environment.

The aim of this thesis was to implement a software that would be able to render, simulate and record a scene with walking pedestrians in real-time, with emphasis on rendering level of realism. The output of the application could serve as an input test data for people counting systems or similar systems for video recognition. The problem was divided into three major subproblems: character animation, artificial intelligence for character movement and advanced rendering techniques. The character animation problem is solved by the skeletal animation of the model. To achieve the characters moving in a scene autonomously path finding(A* algorithm) and group behaviors(steering behaviors) were implemented. Realism in a scene is added by implemented methods such as normal-mapping, variance shadow-mapping, deffered rendering, skydome, lens flare effect and screen space ambient occlusion. Optimaliaztion of the rendering was implemented using octree data structure for space partitioning. Rendering stage of a scene can be easily parametrized through implemented GUI. Implemented application provides the user with easy way of setting a scene with walking pedestrians, setting its visualization and to record the result.

The Integrated Vehicle Dynamics Control (IVDC) concept can influence the vehicle behaviour both longitudinally and laterally with just one upper level control concept and further lower level controllers. This demands for state estimation of the vehicle which also includes estimating parameters of interest for the vehicle dynamicist. The approach to this research is firstly in developing a robust unscented Kalman filter (UKF) estimator for the vehicle side slip tracking and also for cornering stiffness estimation which is then fed to the existing model predictive control allocation (MPCA) controller to enhance the lateral stability of the vehicle for the different manoeuvres studied. Based on these developments, two types of filters are created. One with adaption of distance between center of gravity (COG) and roll center height and another without adaption. The key factor in the estimator development is the time adaptive process covariance matrix for the cornering stiffnesses, with which only the initial values have to be parameterised. Combining this research encompasses effective and adaptive method for a better quality of estimation with a kinematic vehicle model which behaves like a real world vehicle, at least virtually.This study is carried out with the understanding of various optimal estimators, parametric sensitivity analysis and statistical inferences, facilitating a base for robust estimation. Keywords: kalametric, state estimation, design matrix, aliasing, kalman filter, projection algorithm, resolution / Konceptet Integrated Vehicle Dynamics Control (IVDC) kan påverka fordonets beteende både longitudinellt och lateralt med bara ett regler koncept iett övre lager och ytterligare regulatorer på lägre nivåer. Detta kräver tillståndsuppskattning av fordonet som också inkluderar uppskattning av parametrar av intresse för en fordonsdynamiker. Tillvägagångssättet för denna studie är för det första att utveckla en robust tillståndsestimering med hjälp av ett Unscented Kalman Filter (UKF) för att uppskatta ett fordons avdriftsvinkel och även för uppskattning av ett däcks sidkraftskoefficient, vilket sedan används i den befintliga modell-prediktiva regleralgoritmen (MPCA) för att förbättra lateralstabiliteten hos fordonet för de olika studerade manövrarna. Baserat på denna utveckling skapades två typer av filter, ett med anpassning av avståndet mellan tyngdpunkten (COG) och krängcentrumhöjden och ett annat utan anpassning. Nyckelfaktorn i estimeringsutvecklingen är den tidsberoende adaptiva inställningenav processkovariansmatrisen för sidkraftskoefficienterna, med vilken endast de initiala värdena behöver parametriseras. Efter filterutvecklingen identifieras parametrar baserade på en förväntad kundanvändning och en statistisk variansanalys (ANOVA) utförs för att bestämma de mest inflytelserika faktorerna i gruppen. En parameteroptimering utförs för att förbättra uppskattningskvaliteten. Kombinationen av detta arbete omfattar en effektiv och anpassningsbar metod för en bättre uppskattningskvalitet med en kinematisk fordonsmodell som har en fordonsrespons som ett verkligt fordon, åtminstone praktiskt taget. Denna studie har genomförts med förståelse för olika optimala estimatorer, parametrisk känslighetsanalys och statistiska slutsatser, vilket underlättaren bas för robust uppskattning. Nyckelord: kalametric, tillståndsestimering, designmatris, vikningsdistorsion, kalmanfilter,projection algorithm, upplösning

The thesis focuses on the issue of signal processing. Using practical examples, it tries to show the use of individual signal processing operations from a practical point of view. For each of the selected signal processing operations, an application is created in MATLAB, including a graphical interface for easier operation. The division of the thesis is such that each chapter is first analyzed from a theoretical point of view, then it is shown using a practical demonstration of what the operation is used in practice. Individual applications are described here, mainly in terms of how they are handled and their possible results. The results of the practical part are presented in the attachment of the thesis.

The present thesis provides a modularized view on the structure of fast numerical methods for computing Coulomb interactions between charged particles in three-dimensional space. Thereby, the common structure is given in terms of three self-contained algorithmic frameworks that are built on top of each other, namely fast Fourier transform (FFT), nonequispaced fast Fourier transform (NFFT) and NFFT based particle-mesh methods (P²NFFT). For each of these frameworks algorithmic enhancement and parallel implementations are presented with special emphasis on scalability up to hundreds of thousands of parallel processes. In the context of FFT massively parallel algorithms are composed from hardware adaptive low level modules provided by the FFTW software library. The new algorithmic NFFT concepts include pruned NFFT, interlacing, analytic differentiation, and optimized deconvolution in Fourier space with respect to a mean square aliasing error. Enabled by these generalized concepts it is shown that NFFT provides a unified access to particle-mesh methods. Especially, mixed-periodic boundary conditions are handled in a consistent way and interlacing can be incorporated more efficiently. Heuristic approaches for parameter tuning are presented on the basis of thorough error estimates. / Die vorliegende Dissertation beschreibt einen modularisierten Blick auf die Struktur schneller numerischer Methoden für die Berechnung der Coulomb-Wechselwirkungen zwischen Ladungen im dreidimensionalen Raum. Die gemeinsame Struktur ist geprägt durch drei selbstständige und auf einander aufbauenden Algorithmen, nämlich der schnellen Fourier-Transformation (FFT), der nicht äquidistanten schnellen Fourier-Transformation (NFFT) und der NFFT-basierten Teilchen-Gitter-Methode (P²NFFT). Für jeden dieser Algorithmen werden Verbesserungen und parallele Implementierungen vorgestellt mit besonderem Augenmerk auf massiv paralleler Skalierbarkeit. Im Kontext der FFT werden parallele Algorithmen aus den Hardware adaptiven Modulen der FFTW Softwarebibliothek zusammengesetzt. Die neuen NFFT-Konzepte beinhalten abgeschnittene NFFT, Versatz, analytische Differentiation und optimierte Entfaltung im Fourier-Raum bezüglich des mittleren quadratischen Aliasfehlers. Mit Hilfe dieser Verallgemeinerungen bietet die NFFT einen vereinheitlichten Zugang zu Teilchen-Gitter-Methoden. Insbesondere gemischt periodische Randbedingungen werden einheitlich behandelt und Versatz wird effizienter umgesetzt. Heuristiken für die Parameterwahl werden auf Basis sorgfältiger Fehlerabschätzungen angegeben.

Cette thèse aborde quelques-uns des problèmes qui surviennent dans la conception d'un système complet de vision par ordinateur : de l'échantillonnage à la détection de structures et leur interprétation. La motivation principale pour traiter ces problèmes a été fournie par le CNES et la conception des satellites d'observation terrestre, ainsi que par les applications de photogrammétrie et vidéo-surveillance chez Cognitech, Inc. pendant les étapes finales de ce travail, mais les techniques développées sont d'une généralité suffisante pour présenter un intérêt dans d'autres systèmes de vision par ordinateur. Dans une première partie nous abordons une étude comparative des différents systèmes d'échantillonnage d'images sur un réseau régulier, soit carré soit hexagonal, à l'aide d'une mesure de résolution effective, qui permet de déterminer la quantité d'information utile fournie par chaque pixel du réseau, une fois que l'on a séparé les effets du bruit et du repliement spectral. Cette mesure de résolution est utilisée à son tour pour améliorer des techniques de zoom et de restauration basées sur la minimisation de la variation totale. Ensuite l'étude comparative est poursuivie en analysant dans quelle mesure chacun des systèmes permet d'éliminer les perturbations du réseau d'échantillonnage dues aux micro-vibrations du satellite pendant l'acquisition. Après une présentation des limites théoriques du problème, nous comparons les performances des méthodes de reconstruction existantes avec un nouvel algorithme, mieux adapté aux conditions d'échantillonnage du CNES. Dans une deuxième partie nous nous intéressons à l'interpolation de modèles d'élévation de terrain, dans deux cas particuliers: l'interpolation de lignes de niveau, et l'étude des zones dans lesquelles une méthode de corrélation à partir de paires stéréo ne fournit pas des informations fiables. Nous étudions les liens entre les méthodes classiques utilisées en sciences de la terre tels que Krigeage ou distances géodésiques, et la méthode AMLE, et nous proposons une extension de la théorie axiomatique de l'interpolation qui conduit à cette dernière. Enfin une évaluation expérimentale permet de conclure qu'une nouvelle combinaison du Krigeage avec l'AMLE fournit les meilleures interpolations pour les modèles de terrain. Enfin nous nous intéressons à la détection d'alignements et de leurs points de fuite dans une image, car ils peuvent être utilisés aussi bien pour la construction de modèles d'élévation urbains, que pour résoudre des problèmes de photogrammétrie et calibration de caméras. Notre approche est basée sur la théorie de la Gestalt, et son implémentation effective récemment proposée par Desolneux-Moisan-Morel à l'aide du principe de Helmholtz. Le résultat est un détecteur de points de fuite sans paramètres, qui n'utilise aucune information a priori sur l'image ou la caméra.

No description available.

The present thesis provides a modularized view on the structure of fast numerical methods for computing Coulomb interactions between charged particles in three-dimensional space. Thereby, the common structure is given in terms of three self-contained algorithmic frameworks that are built on top of each other, namely fast Fourier transform (FFT), nonequispaced fast Fourier transform (NFFT) and NFFT based particle-mesh methods (P²NFFT). For each of these frameworks algorithmic enhancement and parallel implementations are presented with special emphasis on scalability up to hundreds of thousands of parallel processes. In the context of FFT massively parallel algorithms are composed from hardware adaptive low level modules provided by the FFTW software library. The new algorithmic NFFT concepts include pruned NFFT, interlacing, analytic differentiation, and optimized deconvolution in Fourier space with respect to a mean square aliasing error. Enabled by these generalized concepts it is shown that NFFT provides a unified access to particle-mesh methods. Especially, mixed-periodic boundary conditions are handled in a consistent way and interlacing can be incorporated more efficiently. Heuristic approaches for parameter tuning are presented on the basis of thorough error estimates. / Die vorliegende Dissertation beschreibt einen modularisierten Blick auf die Struktur schneller numerischer Methoden für die Berechnung der Coulomb-Wechselwirkungen zwischen Ladungen im dreidimensionalen Raum. Die gemeinsame Struktur ist geprägt durch drei selbstständige und auf einander aufbauenden Algorithmen, nämlich der schnellen Fourier-Transformation (FFT), der nicht äquidistanten schnellen Fourier-Transformation (NFFT) und der NFFT-basierten Teilchen-Gitter-Methode (P²NFFT). Für jeden dieser Algorithmen werden Verbesserungen und parallele Implementierungen vorgestellt mit besonderem Augenmerk auf massiv paralleler Skalierbarkeit. Im Kontext der FFT werden parallele Algorithmen aus den Hardware adaptiven Modulen der FFTW Softwarebibliothek zusammengesetzt. Die neuen NFFT-Konzepte beinhalten abgeschnittene NFFT, Versatz, analytische Differentiation und optimierte Entfaltung im Fourier-Raum bezüglich des mittleren quadratischen Aliasfehlers. Mit Hilfe dieser Verallgemeinerungen bietet die NFFT einen vereinheitlichten Zugang zu Teilchen-Gitter-Methoden. Insbesondere gemischt periodische Randbedingungen werden einheitlich behandelt und Versatz wird effizienter umgesetzt. Heuristiken für die Parameterwahl werden auf Basis sorgfältiger Fehlerabschätzungen angegeben.

The diploma thesis deals with the design and implementation of the system that will control the water supply for the family house and its garden. The system aslo allows you to store a history that can be viewed via the web interface. The web interface also allows you to set system parameters and monitor the current status.