La investigación que se presenta en esta tesis, se enfoca en el análisis a nivel micro y macro de la posiciones atemporales de trayectorias aéreas en la fase de ruta, obtenidas a partir del uso de una transformación bidimensional (posiciones de latitud y longitud) transformación D y de la aplicación de modelos causales y técnicas de programación por restricciones para simular y validar un proceso de ajuste acotado de tiempos de despegue que conserva las ventanas de salida programadas y al mismo tiempo relaja las interdependencias tensas entre trayectorias 4D (reduciendo o resolviendo desequilibrios entre demanda y capacidad en el espacio aéreo). La investigación desarrollada, con la finalidad de producir sinergias entre los Usuarios del espacio aéreo (AUs) y simultáneamente para reducir las intervenciones de Control de Tráfico Aéreo (ATC) en ruta, en vez de revisar el sistema de Gestión de Tráfico Aéreo de manera fragmentada, propone un marco innovador que soporta una análisis exhaustivo de las interdependencias entre Gestión de Flujo de Tráfico Aéreo y Gestión de la Capacidad (ATFCM), Gestión de Despegues (DMAN) y las Trayectorias Comerciales de Referencia (RBTs) acordadas. El objetivo general de este trabajo es aportar a la literatura con el uso de combinaciones robustas de marcas temporales de las RBTs que preservan los perfiles 3D acordados dentro de un conjunto de trayectorias competitivas y colaborativas bajo un enfoque global que reducen al mínimo las intervención de ATC. Adicionalmente, el enfoque propuesto permite la vinculación de parte de tierra con las operaciones del lado aire, y habilita la conexión entre los requerimientos de los AUs dentro de la red de tráfico, por lo que proporciona un marco para implementar nuevas herramientas de apoyo en las decisiones (DST) para el desarrollo de servicios ATFCM más competitivos y colaborativos. / The research work presented in this thesis focuses on the micro and macro analysis of the untimed en route waypoints of aircraft trajectories obtained after applying a bi-dimensional (i.e. latitude and longitude positions) D - transform and on the application of causal modelling and constraint programming (CP) techniques to simulate and validate a departure-time-bounded adjustment process that preserves the scheduled slots while relaxing tight 4DT interdependences (for instance, reducing or solving airspace demand - capacity imbalances). The research developed instead of a fragmented look at the Air Traffic Management (ATM) system, in order to generate synergies between airspace users (AUs) while reducing Air Traffic Control (ATC) interventions, proposes an innovative framework supporting a comprehensive analysis of interdependencies between Air Traffic Flow and Capacity Management (ATFCM), Departure Management (DMAN) and the agreed Reference Business Trajectories (RBTs). The overarching goal of this dissertation is to contribute to the literature about the use of robust combination of RBT's time stamps preserving the 3D agreements into a set of collaborative-competitive trajectories under a global scope with minimum ATC interventions. Furthermore, the proposed approach allows the linkage of land side with air side operations, and enables the connection between AUs requirements within the traffic network, thus provides a framework to deploy new Decision Support Tools (DSTs) towards more collaborative and competitive ATFCM services.

Esta tesis aborda el problema de cómo utilizar simuladores ABM para la supervisión, control y adquisición de datos (SCADA) en aplicaciones del área industrial. Mayormente el uso de los simuladores se limita a la etapa de diseño y en algunos casos se extiende a la interacción con el entorno real de manera temporal, como es el caso de HIL o Co-Sim. En este trabajo se propone su uso desde la etapa inicial, hasta el despliegue del mismo, dejando la simulación para SCADA permanente de la aplicación final. Implementar la solución de esta manera tiene, al menos, una ventaja: la posibilidad de agilizar el despliegue de sistemas que interactúan con la realidad, como es el caso del entorno industrial. Esto se puede lograr por medio de una serie de herramientas que se presentan en esta tesis y que permiten aprovechar gran parte del modelo que ya ha sido verificado y validado mediante simulación y embeber únicamente una pequeña parte del mismo en el componente de la realidad que se desea supervisar y/o controlar. Realizar SCADA en tiempo real utilizando simuladores, como se plantea en esta tesis, presenta un principal desafío, el de poder cerrar el lazo de supervisión y control lo suficientemente rápido para que no haya pérdida de mensajes y datos. Para hacer frente a este desafío, se dota a los componentes de la realidad de una cierta autonomía, convirtiéndolos en agentes y se realiza una representación del entorno real mediante una simulación que se sincroniza con la realidad, todo ello concebido mediante una entidad denominada ALOHA. ALOHA significa Abstraction/Architecture/Approach that Leads to Organize Hybrid/Heterogeneous Agents y, aunque el nombre representa un acrónimo, parte de una base más filosófica en la que se considera que todo agente ‘educado’ debería saludar al iniciar y finalizar el acto comunicacional. Utilizar simuladores con el enfoque planteado en esta tesis implica proveer al diseñador de un entorno de trabajo (framework) integrado por herramientas que permitan implementar el modelo del sistema, la arquitectura de control, el agente ALOHA, el modelo de sincronización y una metodología que sugiera cómo llevar a cabo todo el proceso desde el diseño hasta el despliegue. Implementar lo ya detallado dentro del entorno industrial implica también que esta solución tenga en cuenta los desafíos actuales y futuros de esta área, como pueden ser cuestiones relacionadas con robustez, flexibilidad, adaptabilidad, evolutividad etc., sin perder de vista los requerimientos de las tendencias a nivel industrial como lo son la Industria 4.0, las Smart Factories y el I2oT (de Industrial Internet of Things). Finalmente, para la validar la hipótesis de esta tesis, se construyeron dos demostradores en dos aspectos distintos del control en el área industrial, el primero relacionado con el sistema de transporte de muestras en laboratorios automáticos utilizando AGVs y el segundo, con el control de un elemento de un sistema de manufactura, representado por una celda de producción compuesta por un brazo neumático. Los dos sistemas han sido desarrollados e implementados con las herramientas elaboradas fruto de este trabajo y los resultados, analizados en cuanto a calidad de sincronización, restricciones de tiempo real y agilidad en cuanto a su implementación. / This thesis addresses the problem of how to use ABM simulators for supervisory control and data acquisition (SCADA) of applications in the industrial area. Typically, simulators are used in the design processes of SCADA developments and, in some cases, they require interaction with the real environment temporarily, like when HIL or Co-Sim techniques are used. This work proposes the use of simulators from the initial stage to the deployment phase, keeping them as SCADAs for the final applications. To implement the solution as proposed in this work has, at least, the advantage of shortening the deployment stage of systems that interact with reality, such as the industrial ones. This can be achieved through a series of tools presented in this thesis and that take advantage of as much of the simulation model as possible, i.e. only a small part of the very model that has been verified and validated during simulation is required to be embedded into the real components that will be monitored and/or controlled. To perform real-time SCADA by using simulators, as proposed in this thesis, presents a major challenge, defined as the need of closing the control loop quickly enough to not losing any message. To face this challenge, the components of reality are provided by a certain autonomy, thereby, turning them into agents and, representation of real environment is shown by performing a simulation that is synchronized with reality, all conceived by an entity called ALOHA. ALOHA stands for Abstraction/Architecture/Approach that Leads to Organize Hybrid/Heterogeneous Agents and, although the name is an acronym, it has a philosophical basis which considers that every 'educated' agent should greet at the start and end of the communicational act (as most of humans do). Simulators’ use under the proposed approach involves providing the designer of a working environment (framework) made of tools to implement the system model, the control architecture, the ALOHA agent, the synchronization module, and a methodology to carry the whole process out from early design stages to final deployment phases. The creation of the above mentioned framework in the industrial domain cannot be done without taking into account the current and future challenges in this area, such as issues related to robustness, flexibility, adaptability, scalability, evolvability, etc., without losing sight of the requirements of the industry trends, as presented in Industry 4.0, Smart Factories and I2oT (Industrial Internet of Things), for instance. The hypothesis of this work has been validated by building two distinct demonstrators in the industrial control domain, the first one related to the sample transport system in automated laboratories by using AGVs, and the second one, to a production cell that uses a pneumatic robot-arm. Both systems have been developed and implemented with the tools of this work and results have been analyzed for synchronization quality, real-time constraints and implementation agility.

El tiempo de escala o turnaround es uno de los procesos aeroportuarios más críticos y se define como el período de tiempo en que la aeronave está en rampa, entre un vuelo de llegada y uno de salida. Durante el turnaround se realizan un conjunto de operaciones necesarias para preparar un avión para el próximo vuelo. Estas tareas son interdependientes y cada operación es una potencial fuente de demoras para el resto de las actividades, así como para otros procesos dentro del aeropuerto. Además, las decisiones de planificación que se toman para cada operación afectan la programación de otras tareas y el rendimiento de sus recursos. La falta de integración entre las diferentes operaciones y un uso ineficiente de los recursos durante el turnaround son causas importantes de retrasos en los vuelos. Esta tesis tiene como objetivo contribuir a la eficiencia de las operaciones de asistencia en tierra durante el turnaround, abordando el problema desde una perspectiva global. Con este fin se han considerado diferentes operaciones, así como las relaciones de precedencia entre estas, en lugar de programar cada actividad por separado. Se propone una aproximación multiobjetivo para realizar la planificación de los vehículos que dan servicio a las aeronaves en un aeropuerto durante un día. La solución al problema consiste en obtener un plan para estos vehículos que cumpla con las restricciones de tiempo, de precedencia y con las limitaciones de capacidad. Además de obtener una programación optimizada para cada actividad, es importante tener en cuenta el impacto que estas tienen en otras tareas. De esta manera, podemos integrar las decisiones realizadas para cada operación y contribuir a optimizar el proceso global. Dos objetivos han sido definidos con este fin: (I) minimizar el tiempo de espera para iniciar una operación y la reducción de las ventanas de tiempo disponibles, usando los vehículos eficientemente; y (II) minimizar el tiempo total de finalización del turnaround. Para resolver el problema multiobjetivo se ha desarrollado un nuevo método llamado Sequence Iterative Method (SIM) y se obtiene un rango de soluciones, las cuales representan el mejor compromiso entre los dos objetivos. Mediante un esquema de descomposición basado en Job Shop Scheduling Problem, el problema de optimización es desglosado. Este esquema proporciona un método consistente para resolverlo completo, simplificando el modelo y el proceso de resolución. En primer lugar, se calcula una ventana de tiempo para cada operación de acuerdo con las restricciones temporales y de precedencia. Un Vehicle Routing Problem with Time Windows (VRPTW) es identificado para cada tipo de vehículo involucrado, lo que da lugar a múltiples VRPTWs. Estos se resuelven de forma individual y las decisiones tomadas para cada problema de enrutamiento se propagan a los demás VRPTWs a través de reducciones en las ventanas de tiempo disponibles. Las principales funciones de la aproximación son modeladas e implementadas en Constraint Programming (CP). Además, CP se emplea en combinación con Variable Neighborhood Descent (VND) y Large Neighborhood Search (LNS) como metodología para resolver los VRPTWs. El conocido método Insertion Heuristic se utilizó para encontrar una primera solución de forma rápida, la cual se mejora posteriormente utilizando la metodología. Por último, una versión de la aproximación es propuesta con el objetivo de aplicar una exploración más exhaustiva para encontrar las soluciones de Pareto. En este caso, estas se obtienen mediante el método de Insertion Heuristic y solo las más prometedoras son mejoradas con la metodología. Se sugieren dos estrategias para determinar qué soluciones son las más prometedoras y estas reglas pueden ser también empleadas para finalmente seleccionar la mejor a implementar. / Turnaround is one of the most critical airport processes. It is defined as the period of time the aircraft is on the ramp between an inbound and outbound flight, and different ground handling operations are performed. Ground handling comprises a set of interrelated services necessary to prepare an aircraft for the next flight. Since ground handling tasks are very interdependent, each operation is a potential source of delays which could be easily propagated to other operations and other airport processes. Moreover, planning decisions about each vehicle required to perform an operation affect the scheduling of other activities and the performance of other resources. The lack of integration of the different activities and an inefficient use of the resources during turnaround are important causes of flight delays. This thesis aims to contribute to the operational efficiency of ground handling facing the problem from a global perspective. Different operations and their interconnections have been considered instead of scheduling each activity in isolation. We introduce a multi-objective approach for scheduling the ground handling vehicles that perform this set of related activities. Solving this problem consists of obtaining a schedule for the vehicles that service aircraft at an airport during one working day. The schedule has to satisfy temporal, precedence, and capacity constraints. Besides obtaining optimized schedules for each activity, it is important to take into account the impact on other tasks. This way, we can integrate the scheduling decisions made for each service and contribute to optimize the overall ground handling process. Two objectives are defined in order to integrate the scheduling decisions : (i) minimizing the waiting time before an operation starts and the total reduction of the corresponding time windows, using the vehicles efficiently; and (ii) minimizing the total completion time of the turnarounds. A new method called Sequence Iterative Method (SIM) has been developed to address the multi-objective problem. With the aim to achieve a more flexible and accurate decision process, a range of solutions representing the best compromise between the two objectives is obtained. The ground handling problem is separated using a workcenter-based decomposition schema. This schema provides a consistent method to solve the complete problem and simplifies the model and the solution process. First, a planning problem is solved and a time window for each operation is calculated according to the temporal and precedence restrictions. One Vehicle Routing Problem with Time Windows (VRPTW) is identified for each type of vehicle involved, which leads to multiple VRPTWs. These are solved individually and decisions made on each routing problem are propagated to the other VRPTWs through reductions on the available time windows. The main features are modeled and implemented in Constraint Programming (CP). Furthermore, CP is used in combination with Variable Neighborhood Descent (VND) and Large Neighborhood Search (LNS) as a part of a hybrid methodology to solve each of the routing problems. The well-known Insertion Heuristics method has been applied to produce a quick first solution which is later improved using the methodology. Finally, a version of the approach is proposed with the goal to allow a more exhaustive exploration to find Pareto solutions. In this case, solutions are obtained using the Insertion Heuristic and just the most promising are improved by the methodology. Two strategies are suggested to determine which solutions are the most promising and these rules can be also employed to guide the decision maker towards the selection of the best schedule to implement.

El objetivo principal de esta tesis consiste en utilizar eficazmente los modelos de tópicos latentes para afrontar el problema de la recuperación automática de vídeo. Concretamente, se pretende mejorar tanto a nivel de eficiencia como a nivel de precisión el actual estado del arte en materia de los sitemas de recuperación automática de vídeo. En general, los modelos de tópicos latentes son un conjunto de herramientas estadísticas que permiten extraer los patrones generadores de una colección de datos. Tradicionalmente, este tipo de técnicas no han sido consideradas de gran utilidad para los sistemas de recuperación automática de vídeo debido a su alto coste computacional y a la propia complejidad del espacio de tópicos en el ámbito de la información visual. / In this work, we are interested in the use of latent topics to overcome the current limitations in CBVR. Despite the potential of topic models to uncover the hidden structure of a collection, they have traditionally been unable to provide a competitive advantage in CBVR because of the high computational cost of their algorithms and the complexity of the latent space in the visual domain. Throughout this thesis we focus on designing new models and tools based on topic models to take advantage of the latent space in CBVR. Specifically, we have worked in four different areas within the retrieval process: vocabulary reduction, encoding, modelling and ranking, being our most important contributions related to both modelling and ranking.

Els agents mòbils són entitats computacionals autònomes que tenen la capacitat de suspendre i prosseguir la seva execució en diferents punts de la xarxa per a dur a terme un conjunt de tasques assignades. Tot i la seva aparent simplicitat, el fet de compartir codi en diferents localitzacions, sovint heterogènies, dóna lloc a un conjunt d'inconvenients que no són senzills de solucionar. La prova és que, després de diversos anys d'esforços, el desplegament d'aquesta tecnologia no ha esdevingut una realitat. En la nostra opinió les raons principals que han obstaculitzat l'ús dels agents mòbils són la manca de seguretat, interoperabilitat i eficiència. La seguretat imposa fortes restriccions en l'ús d'aquests. No obstant actualment ja disposem d'una gran quantitat de propostes en aquesta àrea. La interoperabilitat és absolutament indispensable per a garantir que diferents tipus d'agents poden funcionar en diferents llocs i intercanviar informació. I l'eficiència és un requisit no funcional que afavoreix l'ús de la citada tecnologia.Els agents mòbils són idonis per a entorns distribuïts i heterogenis. El treball presentat en aquesta tesi està motivat per a aquest fet i comprèn quatre objectius per a millorar, en aquest ordre, la interoperabilitat, l'eficiència i la seguretat dels agents mòbils en el context dels estàndards definits per l'organització IEEE-FIPA. El primer objectiu és el disseny d'una especificació de mobilitat flexible. El segon objectiu és la proposta de mecanismes d'interoperabilitat, combinats amb l'especificació anterior, per a l'execució i mobilitat d'agents en localitzacions on no se suporten els mateixos tipus de plataformes d'agents, llenguatges de programació i arquitectures subjacents. El tercer objectiu és la proposta de mètodes per a millorar l'eficiència de la mobilitat i interoperabilitat dels agents. I, finalment, el darrer objectiu és el disseny de protocols per a tractar alguns problemes de seguretat concrets dels agents mòbils. / Mobile agents are autonomous software entities that have the ability to stop and resume their execution in different network locations to accomplish a set of tasks. Despite their apparent simplicity, the fact of sharing a code in different places, in most cases heterogeneous, arises a set of issues which are far from have a simple solution. The proof is that after several years of efforts, a wide-scale deployment of mobile agents has not become a reality. In our opinion the main reasons which have hindered the adoption of mobile agents are: security, interoperability, and efficiency. Security may impose strong restrictions to the use of mobile agents. Nevertheless, enough research to satisfy the most common applications has been done in this field. Interoperability is absolutely indispensable to guarantee that different types of agents can run in different places and exchange information. And efficiency is a non functional requisite which favours the adoption of the technology.The suitability of mobile agents for distributed and heterogeneous environments is unique. The work presented in this thesis is motivated by this fact and comprises four objectives to improve, in this order, the interoperability, efficiency, and security of mobile agents in the context of the IEEE-FIPA standards. The first objective is the design of a flexible agent mobility specification. The second objective is the proposal of interoperability mechanisms to move and execute agents in several locations supporting different agent middlewares, programming languages, and underlying architectures taking advantage of the previous mobility specification. The third objective is the proposal of methods to improve the efficiency of the agent mobility and interoperability. And finally, the last objective is the design of some protocols to deal with specific security issues of mobile agents.

En aquesta tesis, hi ha proposat un sistema automàtic de monitorització de víctimes en grans catàstrofes. Les noves sol·lucions d’interconnexió de dispositius, com les Xarxes Tolerants a Retards (DTNs) i les Xarxes de Sensors Sense Fils (WSNs), ofereixen un ample ventall d’oportunitats en entorns hostils on l’accés a les comunicacions és, o bé inexistent o bé inaccessible. Gràcies a la flexibilitat de les WSNs, i la seva facilitat de desplegament, poden fàcilment accedir a zones inexplorades o de difícil accés i monitoritzar els seus voltants per retornar informació valuosa. Les DTNs per la seva banda, poden suplir la mancança d’una xarxa de comunicacions rudimentària sense la necessitat d’aixecar una infrastructura de comunicacions, senzillament fent servir els recursos propers de manera oportunista. En aquest estudi, fem servir aquestes dues tecnologies per crear una arquitectura híbrida per ajudar al triatge de víctimes en escenaris d’emergència. L’habitual falta d’una infrastructura de comunicacions, i els escassos recursos fan d’aquest tipus d’escenari el lloc perfecte per treure tot el potencial de les DTNs i de les WSNs. En aquesta tesi, primer fem una mirada general a l’arquitectura, com les dues tecnologies funcionaran juntes, i com s’intercanviaran dades fent servir tecnologies d’Agents Mòbils (MA). Després, agafarem la construcció d’itinerari explícit dels MAs tradicionals i l’aplicarem als MAs funcionant sobre WSNs, amb les seves restriccions de còmput i de bateria. En tercer lloc, extendrem aquesta estructura d’itinerari explícit per funcionar amb clústers de WSNs, xarxes totalment autònomes amb els seus serveis de monitorització, amb l’única limitació de no poder ser més grans de 32 nodes. Tot això recolzat per proves i resultats que demostren la seva viabilitat i utilitat. Per acabar, presentem dues propostes teòriques, una per accedir i recuperar serveis remots en WSNs grans, i una altra per proporcionar control d’accés als nodes d’aquest tipus de xarxes. / In this thesis, we propose an automated real-time monitoring system for victims in Mass Casualty Incidents (MCIs). New networking solutions like Delay and Disruption Tolerant Networks (DTNs) or Wireless Sensor Networks (WSNs) offer a wide array of opportunities in hostile environments where access to communications is either non-existent or broken. Due to the flexibility of WSNs, and their almost effortless field deployment, they can easily reach unexplored or unfriendly areas, monitor their surroundings and send back useful information. DTNs on their hand, can substitute a slow and high latency infrastructure based network without needing it, just using nearby resources opportunistically. In this study, we use this two technologies to create an hybrid architecture to help in the triaging of victims in emergency scenarios. The, usually, lack of a communication’s infrastructure, and the scarcity of resources, make this kind of scenarios a perfect place to obtain the most of DTNs and WSNs. In this thesis, we firstly present an overview of the architecture, how the two technologies are going to work together, and how they will exchange data using Mobile Agent (MA) technologies. Then, we take the explicit itinerary construction from traditional MAs and apply it to MAs working on wireless sensor nodes, with their resource restrictions and battery issues. Thirdly, we extend this itinerary structure to support WSNs clusters, fully autonomous networks with their own monitoring services, with the only limitation of not being larger than 32 nodes. This contributions are supported by tests and results which prove their feasibility and usability. Finally, we present two theoretical approaches, one to retrieve remote services in large WSNs, and another to provide access control for the nodes used in this kind of networks.

Existen incontables colecciones de documentos históricos en archivos y librerías repletos de valiosa información para historiadores e investigadores. La extracción de esta información se ha convertido en una de las principales tareas para investigadores del área de análisis de documentos. Hay un interés creciente en digitalizar, conservar y dar acceso a este tipo de documentos. Pero sólo la digitalización no es suficiente para los investigadores. La extracción y/o indexación de la información de estos documentos tiene un creciente interés entre los investigadores. En muchos casos, y en particular en documentos históricos, la completa trascripción de estos documentos es extremadamente difícil debido a dificultades intrínsecas: preservación física pobre, diferentes estilos de escritura, lenguajes obsoletos, etc. La búsqueda de palabras se convierte en una popular y eficiente alternativa a la tran-scripción completa. Este método conlleva una inherente degradación de las imágenes. La búsqueda de palabras se formula holísticamente como una búsqueda visual de una forma dada en un conjunto grande de imágenes, en vez de reconocer el texto y buscar la palabra mediante la comparación de códigos ascii. Pero el rendimiento de los métodos de búsqueda de palabras clásicos puede verse afectado por el nivel de degradación de las imágenes, que en algunos casos pueden ser inaceptables. Por esta razón, proponemos una búsqueda de palabras contextual que utiliza la información contextual/semántica para obtener resultados donde los métodos de búsqueda clásica no lo logran un rendimiento aceptable. El sistema de búsqueda de palabras contextual propuesto en esta tesis utiliza un método de búsqueda de palabras basado en segmentación, y por tanto es necesaria una segmentación de palabras precisa. Documentos históricos manuscritos presentan algunas dificultades que pueden dificultar la extracción de palabras. Proponemos un método de segmentación de palabras que formula el problema como la búsqueda del camino central en el area que hay entre dos líneas consecutivas. Esto se resuelve mediante un problema de grafo transversal. Un algoritmo de búsqueda de caminos es utilizado para encontrar el camino óptimo en el grafo, calculado previamente, entre dos líneas de texto. Una vez las líneas se han extraído, las palabras son localizadas dentro de las líneas de texto utilizando un método del estado del arte para segmentar palabras. Los métodos de búsqueda clásicos pueden mejor utilizando la información contextual de los documentos. Presentamos un nuevo sistema, orientado a documentos manuscritos que presentan una estructura a los largo de sus páginas, para extraer la información uti-lizando información contextual. El sistema es una eficiente herramienta para la transcripción semiautomática que utiliza la información contextual para obtener mejores resultados que los métodos de búsqueda convencionales. La información contextual es descubierta automáticamente reconociendo estructuras repetitivas y categorizando las palabras con su correspondiente clase semántica. Se extraen las palabras más frecuentes de cada clase semántica y así el mismo texto es utilizado para transcribir todas ellas. Los resultados experimentales obtenidos en esta tesis mejoran los resultados de los métodos clásicos de búsqueda de palabras, demostrando idoneidad de la arquitectura propuesta para la búsqueda de palabras en documentos históricos manuscritos utilizando la información contextual. / There are countless collections of historical documents in archives and libraries that contain plenty of valuable information for historians and researchers. The extraction of this information has become a central task among the Document Analysis researches and practitioners. There is an increasing interest to digital preserve and provide access to these kind of documents. But only the digitalization is not enough for the researchers. The extraction and/or indexation of information of this documents has had an increased interest among researchers. In many cases, and in particular in historical manuscripts, the full transcription of these documents is extremely di cult due the inherent de ciencies: poor physical preservation, di erent writing styles, obsolete languages, etc. Word spotting has become a popular an e cient alternative to full transcription. It inherently involves a high level of degradation in the images. The search of words is holistically formulated as a visual search of a given query shape in a larger image, instead of recognising the input text and searching the query word with an ascii string comparison. But the performance of classical word spotting approaches depend on the degradation level of the images being unacceptable in many cases . In this thesis we have proposed a novel paradigm called contextual word spotting method that uses the contextual/semantic information to achieve acceptable results whereas classical word spotting does not reach. The contextual word spotting framework proposed in this thesis is a segmentation-based word spotting approach, so an e cient word segmentation is needed. Historical handwritten documents present some common di culties that can increase the di culties the extraction of the words. We have proposed a line segmentation approach that formulates the problem as nding the central part path in the area between two consecutive lines. This is solved as a graph traversal problem. A path nding algorithm is used to nd the optimal path in a graph, previously computed, between the text lines. Once the text lines are extracted, words are localized inside the text lines using a word segmentation technique from the state of the art. Classical word spotting approaches can be improved using the contextual information of the documents. We have introduced a new framework, oriented to handwritten documents that present a highly structure, to extract information making use of context. The framework is an e cient tool for semi-automatic transcription that uses the contextual information to achieve better results than classical word spotting approaches. The contextual information is automatically discovered by recognizing repetitive structures and categorizing all the words according to semantic classes. The most frequent words in each semantic cluster are extracted and the same text is used to transcribe all them. The experimental results achieved in this thesis outperform classical word spotting approaches demonstrating the suitability of the proposed ensemble architecture for spotting words in historical handwritten documents using contextual information.

La detección de peatones es clave para muchas aplicaciones como asistencia al conductor, video vigilancia o multimedia. Los mejores detectores se basan en clasificadores basados en modelos de apariencia entrenados con ejemplos anotados. Sin embargo, el proceso de anotación es una tarea intensiva y subjetiva cuando es llevada a cabo por personas. Por ello, vale la pena minimizar la intervención humana en dicha tarea mediante el uso de herramientas computacionales como los mundos virtuales porque con ellos podemos obtener anotaciones variadas y precisas de forma rápida. Sin embargo, el uso de este tipo de datos genera la siguiente pregunta: ¿Es posible que un modelo de apariencia entrenado en un mundo virtual pueda funcionar de manera satisfactoria en el mundo real? Para responder esta pregunta, hemos realizado diferentes experimentos que sugieren que los clasificadores entrenados en el mundo virtual pueden ofrecer buenos resultados al aplicarse en ambientes del mundo real. Sin embargo, también se encontró que en algunos casos estos clasificadores se pueden ver afectados por el problema conocido como el cambio en la naturaleza de los datos, igual que ocurre con los clasificadores entrenados en el mundo real. En consecuencia, hemos diseñado un sistema de adaptación de dominio, V-AYLA, en el que hemos probado diferentes técnicas para recoger unos pocos ejemplos del mundo real y combinarlos con una gran cantidad de ejemplos del mundo virtual para entrenar un detector de peatones adaptado. V-AYLA ofrece la misma precisión de detección que un detector entrenado con anotaciones manuales y probado con imágenes reales del mismo dominio. Idealmente, nos gustaría que nuestro sistema se adaptase automáticamente sin necesidad de intervenci ón humana. Por ello, a modo de demostración, proponemos utilizar técnicas de adaptación no supervisadas que permitan eliminar completamente la intervención humana del proceso de adaptación. Hasta donde sabemos, este es el primer trabajo que muestra que es posible desarrollar un detector de objetos en el mundo virtual y adaptarlo al mundo real. Finalmente, proponemos una estrategia diferente para evitar el problema del cambio en la naturaleza de los datos que consiste en recoger ejemplos en el mundo real y reentrenar solamente con ellos pero haciéndolo de tal modo que no se tengan que anotar peatones en el mundo real. El resultado de este clasificador es equivalente a otro entrenado con anotaciones obtenidas de forma manual. Los resultados presentados en esta tesis no se limitan a adaptar un detector de peatones virtuales al mundo real, sino que va más allá, mostrando una nueva metodología que permitiría a un sistema adaptarse a cualquier nueva situación y que sienta las bases para la investigación futura en este campo todavía sin explorar. / Pedestrian detection is of paramount interest for many applications, e.g. Advanced Driver Assistance Systems, Surveillance and Media. Most promising pedestrian detectors rely on appearance-based classifiers trained with annotated samples. However, the required annotation step represents an intensive and subjective task when it has to be done by persons. Therefore, it is worth to minimize the human intervention in such a task by using computational tools like realistic virtual worlds, where precise and rich annotations of visual information can be automatically generated. Nevertheless, the use of this kind of data generates the following question: can a pedestrian appearance model learnt with virtual-world data work successfully for pedestrian detection in real- world scenarios?. To answer this question, we conducted different experiments that suggest that classifiers based on virtual-world data can perform well in real-world environments. However, it was also found that in some cases these classifiers can suffer the so called dataset shift problem as real-world based classifiers does. Accordingly, we have designed a domain adaptation framework, V-AYLA, in which we have explored different techniques to collect a few pedestrian samples from the target domain (real world) and combine them with many samples of the source domain (virtual world) in order to train a domain adapted pedestrian classifier. V-AYLA reports the same detection performance as the one obtained by training with human-provided pedestrian annotations and testing with real-world images from the same domain. Ideally, we would like to adapt our system without any human intervention. Therefore, as a first proof of concept we proposed the use of an unsupervised domain adaptation technique that avoids human intervention during the adaptation process. To the best of our knowledge, this is the first work that demonstrates adaptation of virtual and real worlds for developing an object detector. We also assess a different strategy to avoid the dataset shift that consists in collecting real-world samples and retrain with them, but in such a way that no bounding boxes of real-world pedestrians have to be provided. We show that the generated classifier is competitive with respect to the counterpart trained with samples collected by manually annotating pedestrian bounding boxes. The results presented on this Thesis not only end with a proposal for adapting a virtual-world pedestrian detector to the real world, but also it goes further by pointing out a new methodology that would allow the system to adapt to different situations, which we hope will provide the foundations for future research in this unexplored area.

A partir da fundamentação da documentação e dos recursos de história oral esta pesquisa apresenta uma proposta de método documentário para artes performáticas de rua. Cinco artistas atuantes na cidade de São Paulo foram selecionados para documentarem suas memórias sobre o tema de artes de rua, e tiveram sua execução artística gravada no formato audiovisual. O método consiste em três etapas qualitativas de captação e tratamento documentário utilizando-se das tecnologias digitais, a saber, a pré-entrevista gravada em áudio, o registro da atuação in loco dos artistas na rua e finalmente uma entrevista roteirizada pelas etapas anteriores gravada em vídeo em um estúdio. O referencial teórico baseia-se nos estudos de memória de Ecléa Bosi e no conceito de Hibridização Cultural de Nestor Garcia Canclini. Concluímos a importância da memória dos artistas para a história das cidades, como também constatamos os desafios conceituais e práticos enfrentados ao se pensar a documentação de artistas de rua na contemporaneidade. / From the basis of documentation and oral history resources this research proposes a documentary method for performing arts street. Five artists working in the city of São Paulo were selected to document their memories about street art theme, and had their artistic performance recorded in audiovisual format. The method consists of three qualitative steps capture and documentary treatment using digital technology, namely the recorded pre-audio interview, the record of action in place of artists in the street and finally an interview scripted by the previous steps recorded in video in a studio. The theoretical framework is based on Ecléa Bosi memory studies and the concept of Cultural Hybridization Néstor García Canclini. We conclude the importance of memory of artists to the history of cities, but also found the conceptual challenges and faced practical when considering the documentation of street performers in contemporary times.

A partir da fundamentação da documentação e dos recursos de história oral esta pesquisa apresenta uma proposta de método documentário para artes performáticas de rua. Cinco artistas atuantes na cidade de São Paulo foram selecionados para documentarem suas memórias sobre o tema de artes de rua, e tiveram sua execução artística gravada no formato audiovisual. O método consiste em três etapas qualitativas de captação e tratamento documentário utilizando-se das tecnologias digitais, a saber, a pré-entrevista gravada em áudio, o registro da atuação in loco dos artistas na rua e finalmente uma entrevista roteirizada pelas etapas anteriores gravada em vídeo em um estúdio. O referencial teórico baseia-se nos estudos de memória de Ecléa Bosi e no conceito de Hibridização Cultural de Nestor Garcia Canclini. Concluímos a importância da memória dos artistas para a história das cidades, como também constatamos os desafios conceituais e práticos enfrentados ao se pensar a documentação de artistas de rua na contemporaneidade. / From the basis of documentation and oral history resources this research proposes a documentary method for performing arts street. Five artists working in the city of São Paulo were selected to document their memories about street art theme, and had their artistic performance recorded in audiovisual format. The method consists of three qualitative steps capture and documentary treatment using digital technology, namely the recorded pre-audio interview, the record of action in place of artists in the street and finally an interview scripted by the previous steps recorded in video in a studio. The theoretical framework is based on Ecléa Bosi memory studies and the concept of Cultural Hybridization Néstor García Canclini. We conclude the importance of memory of artists to the history of cities, but also found the conceptual challenges and faced practical when considering the documentation of street performers in contemporary times.