Primeramente se hace una exposición de los métodos dedescripción diseño y puesta a punto de programas ycircuitos actualmente utilizados, a continuación sedescribe la alternativa propuesta cuyas característicasmás destacadas son: - análisis descendente de las tareasque debe realizar el sistema. - descripción formal yuniforme de esas tareas. - unificación de losprocedimientos de síntesis de programas y circuitos. -aprovechamiento optimo de las herramientas de puesta apunto de microcomputadores.

En aquesta tesi es proposa i estudia una arquitectura per al reconeixement òptic a temps real d'imatges en color. Aquest estudi es divideix en tres parts principals. La primera és la definició d'un formalisme per a descriure les imatges en color mitjançant funcions tridimensionals, entre les que una conté la distribució de color de cada píxel. La segona part consisteix en la construcció i optimització d'un correlador òptic basat en moduladors espacials de llum a temps real, i el desenvolupament i implementació òptica d'una tècnica de codificació de funcions tridimensionals. La primera part de l'estudi tracta de la optimització del correlador òptic. El primer aspecte que es considera és la obtenció de modulació de només amplitud per a l'escena del correlador, i l'obtenció de modulació de només fase per al filtre. Per a aconseguir-ho es proposa analitzar la modulació de llum el·lípticament polaritzada i triar els estats de polarització que condueixen a les millors modulacions. També es proposa un procediment per a l'alineament dels diferents elements del correlador, donat que l'alineament és un factor clau per al correcte funcionament del correlador òptic. El procediment proposat està basat en la utilització d'escenes de prova, que tenen una reconstrucció al pla de correlació que es veu dramàticament afectada pels defectes d'alineament dels diferents elements del correlador.La segona part de l'estudi és la formulació de funciones tridimensionals per al reconeixement d'imatges en color. Es defineix la transformada de Fourier i la correlació per aquestes funcions. S'interpreta l'espectre de Fourier de la distribució de color en termes de magnituds colorimètriques, com el to, la saturació i la intensitat. Tanmateix, s'estenen alguns filtres típics de la correlació, com es el filtre de només fase. En el cas d'imatges en color, la uniformització de la magnitud de l'espectre de Fourier 3D es tradueix en un realçat dels contorns presents a la resposta impulsional, junt amb la normalització de la intensitat i la saturació dels colors. Finalment, en la tercera part de la tesi, es proposa una tècnica per a codificar la correlació de funciones tridimensionals al correlador òptic dissenyat. La tècnica proposada consisteix a representar els diferents canals de les funciones 3D mitjançant xarxes portadores, d'idèntics període i direcció, però amb fases diferents. Es demostra matemàticament que es pot obtenir tant l'espectre de Fourer 3D com la correlació 3D. Tanmateix es presenten resultats experimentals, tant de la transformada de Fourier com de reconeixement d'objectes en color per correlació 3D. / In this thesis a new architecture for real time color pattern recognition is proposed and studied. This study is divided in three main parts: First, the definition of a formalism to describe color images by three dimensional functions, in which the third variable contains the color distribution of each pixel. The second part is the construction and optimization of an optical correlator based on liquid crystal display panels. Finally, the third part consists on and the development and implementation of a technique that permits to encode three dimensional functions in optical signals.The first part of the study is concerned on the optimization of the optical correlator. The first aspect that is considered is how to obtain amplitude only modulation in the scene of the correlator and phase only modulation for the filter of the correlator. To do this, the analysis of the modulation of the elliptical components of polarized light is proposed. Then, the elliptical states that produce a best configuration are chosen by configuring the polarizing elements of the correlator.A procedure for the alignment of the different elements of the correlator is also proposed, because the alignment is a key factor for the correct performance of an optical correlator. The proposed procedure is based in the use of test scenes whose reconstruction in the correlation plane is dramatically affected by the misalignments of the different elements of the correlator.The second part of the study is the formulation of three dimensional functions for color pattern recognition. 3D Fourier transform and 3D correlation function are defined for this kind of signals. An interpretation of the Fourier spectrum of color distributions is given in terms of colorimetric magnitudes such as the hue, saturation and intensity of the corresponding colors. Also, some frequency filters, such as the phase only filter typical of pattern recognition are extended for color images. In this case, the normalization of the magnitude of the 3D Fourier spectrum is translated in an enhancement of the contours present on the impulse response filter, together with the normalization of the intensity and saturation of the colors. Finally, in the third part of the thesis, an encoding technique to obtain three dimensional correlation using optical signals is proposed. The proposed technique consists on represent the different channels of the 3D signals by carrier gratings. The gratings have the same period and direction but have different phase. The mathematical demonstration for the encoding of the 3D Fourier transform and 3D correlation are given. Experimental results that show that 3D Correlation can be implemented in an optical processor for color pattern recognition purposes are also given.

The advance of computing systems has brought new ways to use and access the stored data that push the architecture of traditional file systems to its limits, making them inadequate to handle the new needs. Current challenges affect both the performance of high-end computing systems and its usability from the applications perspective. On one side, high-performance computing equipment is rapidly developing into large-scale aggregations of computing elements in the form of clusters, grids or clouds. On the other side, there is a widening range of scientific and commercial applications that seek to exploit these new computing facilities. The requirements of such applications are also heterogeneous, leading to dissimilar patterns of use of the underlying file systems. Data centres have tried to compensate this situation by providing several file systems to fulfil distinct requirements. Typically, the different file systems are mounted on different branches of a directory tree, and the preferred use of each branch is publicised to users. A similar approach is being used in personal computing devices. Typically, in a personal computer, there is a visible and clear distinction between the portion of the file system name space dedicated to local storage, the part corresponding to remote file systems and, recently, the areas linked to cloud services as, for example, directories to keep data synchronized across devices, to be shared with other users, or to be remotely backed-up. In practice, this approach compromises the usability of the file systems and the possibility of exploiting all the potential benefits. We consider that this burden can be alleviated by determining applicable features on a per-file basis, and not associating them to the location in a static, rigid name space. Moreover, usability would be further increased by providing multiple dynamic name spaces that could be adapted to specific application needs. This thesis contributes to this goal by proposing a mechanism to decouple the user view of the storage from its underlying structure. The mechanism consists in the virtualization of file system metadata (including both the name space and the object attributes) and the interposition of a sensible layer to take decisions on where and how the files should be stored in order to benefit from the underlying file system features, without incurring on usability or performance penalties due to inadequate usage. This technique allows to present multiple, simultaneous virtual views of the name space and the file system object attributes that can be adapted to specific application needs without altering the underlying storage configuration. The first contribution of the thesis introduces the design of a metadata virtualization framework that makes possible the above-mentioned decoupling; the second contribution consists in a method to improve file system performance in large-scale systems by using such metadata virtualization framework; finally, the third contribution consists in a technique to improve the usability of cloud-based storage systems in personal computing devices.

Vehicle operations in underwater environments are frequently compromised by poor visibility conditions. In this thesis, we propose an end-to-end mosaicing framework tailored to the characteristics of forward-looking sonar imagery in order to build consistent overviews of planar underwater areas regardless of water visibility. Our solution targets versatility: it enables the generation of acoustic mosaics that involve roto-translational motions and comprise different vehicle tracklines, it is suitable for a wide range of scenarios, it can be applicable on data collected with minimally instrumented vehicles, and it allows both offline and real-time operation. To this end, we address the key problem of image registration on forward-looking sonar images and we provide solutions for the global alignment of the sonar frames along the trajectory as well as their blending into a smooth acoustic mosaic. To validate the full proposed framework, an extensive experimental section is reported showing successful results in relevant field applications. / Freqüentment, les operacions amb vehicles en entorns submarins estan condicionades a la visibilitat de l’aigua. En aquesta tesi, proposem un sistema complet per a la construcció de mapes subaquàtics adaptat a les característiques dels sonars de visió frontal, per tal de construir mosaics d’imatges acústiques independentment de la visibilitat de l’aigua. La solució proposada permet la generació de mapes que involucren moviments roto-translacionals i múltiples transectes, és adequada per un ampli ventall d’escenaris i permet la generació de mosaics tant en mode post-processat com en temps real. Proposem un nou mètode per al registre d'imatges d'aquest tipus de sonar, així com també solucions per a dur a terme l'alineament global de les imatges al llarg d'una trajectòria i per a fusionar les imatges en un mosaic acústic. Per tal de validar el funcionament de tot el sistema es presenten experiments demonstrant resultats satisfactòris en el marc d'aplicacions reals.

Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) do not result in consistent maps of large areas because of gradual increase of the uncertainty for long term missions. In addition, as the size of the map grows the computational cost increases, making SLAM solutions unsuitable for on-line applications. This thesis surveys SLAM approaches paying special attention to those approaches aimed to work on large scenarios. Special focus is given to existing underwater SLAM applications. A technique based on using independent local maps together with a global stochastic map is presented. This technique is called Selective Submap Joining SLAM (SSJS). A global map contains relative transformations between local maps, which are updated once a new loop is detected. Maps sharing several features are fused, maintaining the correlation between landmarks and vehicle's pose. The use of local maps reduces computational costs and improves map consistency as compared to state of the art techniques. / Els algoritmes de localització i creació de mapes simultàniament (Simultaneous Localization and Mapping - SLAM) no produeixen mapes correctes de grans àrees a causa de l'augment gradual de la incertesa en les missions de llarga durada. El cost de computació augmenta a mesura que el mapa creix. Aquesta tesi presenta un estudi de les tècniques de SLAM en entorns grans. També s'estudien aquells treballs centrats en ambients submarins. Es proposa una nova tècnica basada en l'ús de submapes independents i un mapa estocàstic global. Aquesta tècnica s'ha anomenat Unió Selectiva de Submapes en SLAM (SSJS). El mapa global conté les transformacions relatives entre mapes, que s'actualitzen en revisitar zones conegudes. Així doncs, els submapes que comparteixen informació es fusionen, mantenint les correlacions entre el vehicle i les fites. L'ús de submapes redueix el cost de càlcul i millora la consistència del mapa en comparació a les tècniques existents.

Actualment, la indústria afronta el repte d'integrar les consideracions mediambientals en els seus plans de negoci. I no tan sols pel compromís ètic vers una correcta actuació mediambiental, sinó pel fet de que els clients i la societat en general estan cada cop més sensibilitzats per aquesta problemàtica i comencen a valorar a les empreses que realment tenen en compta els aspectes ambientals en els seu funcionament, i aquest comportament pot ésser també la base d'un bon negoci.És en aquest context on s'explica el gran interès empresarial per l'àrea de la gestió mediambiental en la indústria experimentat en l'última dècada del segle XX.Les consideracions ambientals són una font de profunds canvis en les pràctiques empresarials, i un primer pas que pot ajudar a les organitzacions a afrontar aquests nous reptes és el reconeixement de l'avantatge competitiu que la gestió mediambiental pot aportar, pel fet d'assegurar que el compromís amb la millora ambiental existeix en l'empresa.En el centre de tot aquest procés cap a un nou paradigma de gestió empresarial, els sistemes de gestió mediambiental tracten d'ajudar a les empreses a millorar l'impacte ambiental del seu procés productiu, activitats i productes, a través de procediments específics, així com a minimitzar el risc d'accidents. Aquests procediments possibiliten, d'una manera sistemàtica i a través d'una estructura organitzativa, assolir compromisos de gestió ambiental.L'objectiu general que es persegueix amb aquest treball de tesi doctoral es centra en l'anàlisi del desenvolupament de la gestió mediambiental a la indústria catalana. Així, s'estudia com es percep la dimensió ambiental en la gestió d'empresa. També s'identifiquen els factors impulsors i limitadors de la introducció de la gestió ambiental a la indústria, a través de la implantació de sistemes de gestió mediambientals (Norma ISO 14001 o Reglament EMAS) i s'analitzen les inversions i despeses mediambientals que està realitzant el teixit industrial català en l'actualitat. Aquest treball també estudia el nivell de coneixement de les empreses quant a polítiques, normatives i eines associades a la gestió ambiental. / Environmental aspects have important and increasing implications for companies, because the way they deal with them will have a positive or negative affect on the objectives set by the companies themselves. In the literature on the subject, there is talk of environmental opportunities as areas in which companies have to improve to achieve an advantageous position among their competitors. In other words, the environment has become a basic component of strategic positioning with regard to the decision making process of a company and is crucial in considerations of cost and design of the product. In the same way, it is the key to opening up new markets. Furthermore, environmental problems are becoming more and more numerous, complex and interrelated and the traditional way of dealing them, at the end of the process, has proved to be highly inefficient. Because of the situation described above, more and more companies are moving down the road of environmental management. Usually, as a first step they adopt the UNE-EN-ISO 14001 rules or Regulation 1836/93 of Eco-Management and Audit Scheme (EMAS) as introductory models of EMS, since each of these offer a systematic framework for incorporating environmental aspects in the daily decisions of a company.The main objective of this dissertation is to analyse the introduction of corporate environmental management and the EMS implementation in Catalonian industry.

In this thesis we focus on solving CSPs using SMT. Essentially, what we do is reformulating CSPs into SMT. The obtained results allow us to conclude that state-of-the-art SMT solvers are a robust tool to solve CSPs. We tackle not only decisional CSPs, but also Constraint Optimization Problems and Weighted Constraint Satisfaction Problems. For solving these problems we have used SMT in conjunction with appropriated algorithms: search algorithms and UNSAT core-based algorithms. We have provided support for meta-constraints that is, constraints on constraints. Meta-constraints can be very helpful in the modelling process. Once verified that SMT is a good generic approximation for CP, we tested how algorithms built on top of an SMT solver can have equal or better performance than ad-hoc programs designed specifically for a given problem. The problem that we have selected to make this test is the RCPSP, obtaining highly competitive results. / Aquesta tesi es centra en la resolució de CSPs utilitzant SMT. En essència, es reformulen els CSPs a fórmules SMT. Els resultats obtinguts permeten concloure que els millors solucionadors actuals d'SMT són una eina sòlida per a resoldre CSPs. No només s'aborden els CSP decisionals, sinó també problemes d'optimització de restriccions i problemes de satisfactibilitat de restriccions amb pesos. Per a resoldre aquests problemes s'ha utilitzat SMT juntament amb els algorismes apropiats: algorismes de cerca i algorismes basats en nuclis d'insatisfactibilitat. També es dóna suport a meta-restriccions, és a dir, restriccions sobre restriccions. Un cop vist que SMT és una molt bona aproximació genèrica per a CP, s'ha comprovat com algorismes basats en SMT poden tenir un rendiment igual o millor que els programes dissenyats específicament per a un determinat problema. El problema seleccionat per a dur a terme aquesta comprovació ha estat el RCPSP, obtenint uns resultats altament competitius.

The main question explored in this thesis is how to define novel parallel random-access data structures for surface and image spatial data with efficient construction, storage, and query memory access patterns. Our main contribution is a set of parallel-efficient methods to evaluate irregular, sparse or even implicit geometries and textures in different applications: a method to decouple shape and shading details from high-resolution meshes, mapping them interactively onto lower resolution simpler domains; an editable framework to map highresolution meshes to simpler cube-based domains, generating a parallel-friendly quad-based representation; a new parallel hashing scheme compacting spatial data with high load factors, which has the unique advantage of exploiting spatial coherence in input data and access patterns / La qüestió principal explorada en aquesta tesi doctoral és la forma de definir noves formes d'accés aleatori paral•lel en estructures de dades amb informació de superfícies i d'imatge. La nostra principal aportació és un conjunt de mètodes paral•lels i eficients per avaluar imatges i geometries irregulars, i proposem: un mètode per a separar la forma i els detalls d'aparença visual partint de malles d'alta resolució, mapejant de manera interactiva la informació en dominis més simples de baixa resolució; un marc d'edició geomètrica per convertir malles irregulars de triangles d'alta resolució en representacions més simples basades en un domini de cubs, generant una estructura fàcilment paral•lelitzable basada en primitives quadrangulars; un nou esquema de hashing paral•lel per a la organització i compactació de dades espacials amb un elevat factor de càrrega, explotant la coherència espacial de les dades d'entrada i els seus patrons d'accés a memòria

In Computer Graphics applications, it is a common practice to texture 3D models to apply material properties to them. Then, once the models are textured, they are deformed to create new poses that can be more appropriate for the needs of a certain scene and finally, those models are visualized with a rendering algorithm. Many of those approaches suffer from continuity problems that dumper interpolation procedures. Thus, in this thesis we present three algorithms that address continuity in key areas of Computer Graphics: Continuity Mapping in texturing, *Cages in mesh deformation and I-Render in visualization / En aplicacions orientades als gràfics per ordinador existeix una pràctica molt comuna d'associar informació de materials a objectes 3D mitjançant l'aplicació de textures. Una vegada els models estan texturats, solen deformar-se per tal de crear noves postures, les quals poden ser més adients per a les necessitats d'una determinada escena. Finalment, els models 3D es visualitzen mitjançant l'ajuda d'un algorisme de visualització. Molts dels mètodes de texturat, deformació i visualització existents pateixen problemes de continuïtat que dificulten la posterior aplicació de tècniques d'interpolació. Així doncs, en aquesta tesis doctoral presentem una sèrie d’algorismes que aporten continuïtat en àrees estratègiques i importants en els gràfics per ordinador: Continuity Mapping en el texturat de malles 3D, *Cages per a la deformació suau i continua de malles i I-Render en el camp de la visualització interactiva

In this thesis we treat and solve various problems related to movement pattern detection by designing and implementing parallel algorithms using the GPU. We first propose a GPU pipeline based algorithm to report the ’Popular places’ pattern. Then, we study the problem of reporting all subtrajectory clusters of a trajectory. To measure similarity between curves we choose the Fréchet distance. Finally we solve the ’Flock pattern’. To this aim, we present two algorithms to solve two problems related with the ’Flock pattern’: finding the maximal sets of a family and intersecting two families of sets. The GPU parallel algorithms proposed to solve these two problems are later used for reporting flock patterns / En aquesta tesi tractem i resolem varis problemes relacionats amb el càlcul de patrons de moviment en bases de dades espai-temporals, dissenyant i implementant algoritmes paral·lels utilitzant GPUs. Primer, proposem un algoritme que utilitza els processos gràfics de la GPU per reportar el patró ‘Llocs Populars’. Després estudiem el problema de reportar tots els grups de subtrajectories d’una trajectòria. Per mesurar la similitud entre corbes hem triat la distancia de Fréchet. Finalment resolem el problema del patró ‘Ramat’. Amb aquest objectiu, presentem dos algorismes per resoldre dos problemes relacionats amb el patró ‘Ramat’: El problema de trobar tots els conjunts maximals de una família, i el problema de intersecar dos famílies de conjunts. Proposem algorismes paral·lels per resoldre els dos problemes que després s’utilitzen per reportar patrons ’Ramat’