En aquesta tesi s'estudien els mètodes de codificació d'imatges i seqüències de vídeo des del punt de vista de la forma en què el sistema visual humà percep i entén la informació visual. La rellevància d'aquest estudi ve donada pel paper tan important que tenen els senyals d'imatge en la civilització actual i pel gran volum de dades que representen les fonts d'informació visual pels sistemes que les han de processar. S'han estudiat tres aproximacions per a la codificació de textures en un esquema avançat de compressió fonamentat en aspectes de percepció visual. La primera aproximació es basa en les transicions de la imatge i estudia la interpolació d'àrees suaus a partir de les esmentades transicions. La segona contempla l'extracció, selecció i codificació de detalls significatius per al sistema visual humà. Finalment, la tercera aproximació estudia la representació eficient de les textures fines i homogènies, que donen una aparença natural a les imatges sintetitzades aconseguint elevades tasses de compressió. Per a l'aplicació d'aquestes tècniques a la codificació d'imatge i vídeo, es proposa un model d'imatge de tres components adaptat a les característiques perceptuals de la visió humana.Les aproximacions de codificació objecte de l'estudi han portat al disseny de tècniques noves d'anàlisi i codificació d'imatge. A partir d'eines no lineals de tractament obtingudes de l'entorn de la Morfologia Matemàtica, s'han desenvolupat tres tècniques de codificació de textures. En concret,- Un mètode d'interpolació "morfològica" orientat a la resolució del problema d'interpolació de senyals bidimensionals a partir de conjunts arbitraris de punts dispersos.- S'ha introduït de manera experimental un criteri subjectiu empíric per a la ordenació i selecció de detalls en les imatges, segons un criteri perceptual.- Finalment, s'ha investigat l'aplicació d'una tècnica clàssica, la codificació "subbanda", a l'interior de regions de forma arbitrària, resultant en un nou mètode de codificació de textures anomenat "Region-based subband coding".Aquestes tècniques han estat innovadores en el camp de codificació d'imatge entre les anomenades tècniques orientades a objectes o de Segona Generació. Tanmateix, el model d'imatge estudiat, es troba en la línia de les últimes propostes en l'entorn de l'MPEG4, el futur estàndard per a comunicació d'imatge a baixa velocitat, que contempla la possibilitat de la manipulació de continguts. / This thesis studies image and video sequence coding methods from the point of view of the way the human visual system perceives and understands visual information. The relevance of such study is due, on the one hand, to the important role that visual signals have in our civilization and, on the other hand, to the problem of representing the large amount of data that image and video processing systems have to deal with.Three different approaches have been investigated for the coding of image textures in an advanced compression scheme relying in aspects of visual perception. The first approach is based on image transitions and the interpolation of smooth areas from such transitions. The second one, considers the extraction, selection and coding of meaningful image details.Finally, the third approach studies the efficient representation of homogeneous fine textures that give a natural appearance to the reconstructed images at high compression levels. In order to apply these techniques for still image and video coding, a three component model of the image, that matches the perceptual properties of the human vision, is put forward.The coding approaches subject of research have leaded to the design of three new image analysis and coding techniques. Using non-linear tools from the framework of Mathematical Morphology, three texture coding techniques are developed. In particular,- A "morphological" image interpolation method aimed at the problem of scattered data interpolation.- An empirical subjective criterion for the ranking and selection of image details according to visual perception.- The application of a conventional image coding technique, subband coding, to the coding of arbitrarily shaped image regions (region-based subband coding).These are new texture coding techniques in the field of object-oriented and Second Generation image and video coding schemes. Furthermore, the model of the image that has been investigated follows the line of the last proposals in the framework of MPEG4, the forthcoming coding standard for low bit-rate visual communications, which considers the possibility of content-based manipulation and coding of visual information.

En aquest treball s'estudia el problema de la compressió de video utilitzant funcionalitats basades en el contingut en el marc teòric dels sistemes de codificació de seqüències de video basats en regions. Es tracten bàsicament dos problemes: El primer està relacionat amb com es pot aconseguir una codificació òptima en sistemes de codificació de video basats en regions. En concret, es mostra com es pot utilitzar un metodologia de 'rate-distortion' en aquest tipus de problemes. El segon problema que es tracta és com introduir funcionalitats basades en el contingut en un d'aquests sistemes de codificació de video.La teoria de 'rate-distortion' defineix l'optimalitat en la codificació com la representació d'un senyal que, per una taxa de bits donada, resulta en una distorsió mínima al reconstruir el senyal. En el cas de sistemes de codificació basats en regions, això implica obtenir una partició òptima i al mateix temps, un repartiment òptim dels bits entre les diferents regions d'aquesta partició. Aquest problema es formalitza per sistemes de codificació no escalables i es proposa un algorisme per solucionar-lo. Aquest algorisme s'aplica a un sistema de codificació concret anomenat SESAME. En el SESAME, cada quadre de la seqüència de video es segmenta en un conjunt de regions que es codifiquen de forma independent. La segmentació es fa seguint criteris d'homogeneitat espaial i temporal. Per eliminar la redundància temporal, s'utilitza un sistema predictiu basat en la informació de moviment tant per la partició com per la textura. El sistema permet seguir l'evolució temporal de cada regió per tota la seqüència. Els resultats de la codificació són òptims (o quasi-òptims) pel marc donat en un sentit de 'rate-distortion'. El procés de codificació inclou trobar una partició òptima i també trobar la tècnica de codificació i nivell de qualitat més adient per cada regió. Més endavant s'investiga el problema de codificació de video en sistemes amb escalabilitat i que suporten funcionalitats basades en el contingut. El problema es generalitza incloent en l'esquema de codificació les dependències espaials i temporals entre els diferents quadres o entre les diferents capes d'escalabilitat. En aquest cas, la solució requereix trobar la partició òptima i les tècniques de codificació de textura òptimes tant per la capa base com per la capa de millora. A causa de les dependències que hi ha entre aquestes capes, la partició i el conjunt de tècniques de codificació per la capa de millora dependran de les decisions preses en la capa base. Donat que aquest tipus de solucions generalment són molt costoses computacionalment, també es proposa una solució que no té en compte aquestes dependències.Els algorismes obtinguts s'apliquen per extendre SESAME. El sistema de codificació extès, anomenat XSESAME suporta diferents tipus d'escalabilitat (PSNR, espaial i temporal) així com funcionalitats basades en el contingut i la possibilitat de seguiment d'objectes a través de la seqüència de video. El sistema de codificació permet utilitzar dos modes diferents pel que fa a la selecció de les regions de la partició de la capa de millora: El primer mode (supervisat) està pensat per utilitzar funcionalitats basades en el contingut. El segon mode (no supervisat) no suporta funcionalitats basades en el contingut i el seu objectiu és simplement obtenir una codificació òptima a la capa de millora.Un altre tema que s'ha investigat és la integració d'un mètode de seguiment d'objectes en el sistema de codificació. En el cas general, el seguiment d'objectes en seqüències de video és un problema molt complex. Si a més aquest seguiment es vol integrar en un sistema de codificació apareixen problemes addicionals degut a que els requisits necessaris per obtenir eficiència en la codificació poden entrar en conflicte amb els requisits per una bona precisió en el seguiment d'objectes. Aquesta aparent incompatibilitat es soluciona utilitzant un enfocament basat en una doble partició de cada quadre de la seqüència. La partició que s'utilitza per la codificació es resegmenta utilitzant criteris purament espaials. Al projectar aquesta segona partició permet una millor adaptació dels contorns de l'objecte a seguir. L'excés de regions que implicaria aquesta re-segmentació s'elimina amb una etapa de fusió de regions realitzada a posteriori. / En este trabajo se estudia el problema de la compresión de vídeo utilizando funcionalidades basadas en el contenido en el marco teórico de los sistemas de codificación de secuencias de vídeo basados en regiones. Se tratan básicamente dos problemas: El primero está relacionado con la obtención de una codificación óptima en sistemas de codificación de vídeo basados en regiones. En concreto, se muestra como se puede utilizar un metodología de 'rate-distortion' para este tipo de problemas. El segundo problema tratado es como introducir funcionalidades basadas en el contenido en uno de estos sistemas de codificación de vídeo.La teoría de 'rate-distortion' define la optimalidad en la codificación como la representación de una señal que, para un tasa de bits dada, resulta en una distorsión mínima al reconstruir la señal. En el caso de sistemas de codificación basados en regiones, esto implica obtener una partición óptima y al mismo tiempo, un reparto óptimo de los bits entre las diferentes regiones de esta partición. Este problema se formaliza para sistemas de codificación no escalables y se propone un algoritmo para solucionar este problema. Este algoritmo se aplica a un sistema de codificación concreto llamado SESAME. En SESAME, cada cuadro de la secuencia de vídeo se segmenta en un conjunto de regiones que se codifican de forma independiente. La segmentación se hace siguiendo criterios de homogeneidad espacial y temporal. Para eliminar la redundancia temporal, se utiliza un sistema predictivo basado en la información de movimiento tanto para la partición como para la textura. El sistema permite seguir la evolución temporal de cada región a lo largo de la secuencia. Los resultados de la codificación son óptimos (o casi-óptimos) para el marco dado en un sentido de 'rate-distortion'. El proceso de codificación incluye encontrar una partición óptima y también encontrar la técnica de codificación y nivel de calidad más adecuados para cada región.Más adelante se investiga el problema de la codificación de vídeo en sistemas con escalabilidad y que suporten funcionalidades basadas en el contenido. El problema se generaliza incluyendo en el esquema de codificación las dependencias espaciales y temporales entre los diferentes cuadros o entre las diferentes capas de escalabilidad. En este caso, la solución requiere encontrar la partición óptima y las técnicas de codificación de textura óptimas tanto para la capa base como para la capa de mejora. A causa de les dependencias que hay entre estas capas, la partición y el conjunto de técnicas de codificación para la capa de mejora dependerán de las decisiones tomadas en la capa base. Dado que este tipo de soluciones generalmente son muy costosas computacionalmente, también se propone una solución que no tiene en cuenta estas dependencias.Los algoritmos obtenido se usan en la extensión de SESAME. El sistema de codificación extendido, llamado XSESAME soporta diferentes tipos de escalabilidad (PSNR, espacial y temporal) así como funcionalidades basadas en el contenido y la posibilidad de seguimiento de objetos a través de la secuencia de vídeo. El sistema de codificación permite utilizar dos modos diferentes por lo que hace referencia a la selección de les regiones de la partición de la capa de mejora: El primer modo (supervisado) está pensado para utilizar funcionalidades basadas en el contenido. El segundo modo (no supervisado) no soporta funcionalidades basadas en el contenido y su objetivo es simplemente obtener una codificación óptima en la capa de mejora.Otro tema investigado es la integración de un método de seguimiento de objetos en el sistema de codificación.En el caso general, el seguimiento de objetos en secuencias de vídeo es un problema muy complejo. Si este seguimiento se quiere integrar en un sistema de codificación aparecen problemas adicionales debido a que los requisitos necesarios para obtener eficiencia en la codificación pueden entrar en conflicto con los requisitos para obtener una buena precisión en el seguimiento de objetos. Esta aparente incompatibilidad se soluciona usando un enfoque basado en una doble partición de cada cuadro de la secuencia. La partición que se usa para codificar se resegmenta usando criterios puramente espaciales. Proyectando esta segunda partición se obtiene una mejor adaptación de los contornos al objeto a seguir. El exceso de regiones que implicaría esta resegmentación se elimina con una etapa de fusión de regiones realizada a posteriori. / This work addresses the problem of video compression with content-based functionalities in the framework of segmentation-based video coding systems. Two major problems are considered. The first one is related with coding optimality in segmentation-based coding systems. Regarding this subject, the feasibility of a rate-distortion approach for a complete region-based coding system is shown. The second one is how to address content-based functionalities in the coding system proposed as a solution of the first problem. Optimality, as defined in the framework of rate-distortion theory, deals with obtaining a representation of the video sequence that leads to a minimum distortion of the coded signal for a given bit budget. In the case of segmentation-based coding systems this means to obtain an 'optimal' partition together with the best coding technique for each region of this partition so that the result is optimal in an operational rate-distortion sense. The problem is formalized for independent, non-scalable coding.An algorithm to solve this problem is provided as well.This algorithms is applied to a specific segmentation-based coding system, the so called SESAME. In SESAME, each frame is segmented into a set of regions, that are coded independently. Segmentation involves both spatial and motion homogeneity criteria. To exploit temporal redundancy, a prediction for both the partition and the texture of the current frame is created by using motion information. The time evolution of each region is defined along the sequence (time tracking). The results are optimal (or near-optimal) for the given framework in a rate-distortion sense. The definition of the coding strategy involves a global optimization of the partition as well as of the coding technique/quality level for each region. Later, the investigation is also extended to the problem of video coding optimization in the framework of a scalable video coding system that can address content-based functionalities. The focus is set in the various types of content-based scalability and object tracking. The generality of the problem has also been extended by including the spatial and temporal dependencies between frames and scalability layers into the optimization schema. In this case the solution implies finding the optimal partition and set of quantizers for both the base and the enhancement layers. Due to the coding dependencies of the enhancement layer with respect to the base layer, the partition and the set of quantizers of the enhancement layer depend on the decisions made on the base layer. Also, a solution for the independent optimization problem (i.e. without tacking into account dependencies between different frames of scalability layers) has been proposed to reduce the computational complexity. These solutions are used to extend the SESAME coding system. The extended coding system, named XSESAME, supports different types of scalability (PSNR, Spatial and temporal) as well as content-based functionalities, such as content-based scalability and object tracking. Two different operating modes for region selection in the enhancement layer have been presented: One (supervised) aimed at providing content-based functionalities at the enhancement layer and the other (unsupervised) aimed at coding efficiency, without content-based functionalities. Integration of object tracking into the segmentation-based coding system is also investigated.In the general case, tracking is a very complex problem. If this capability has to be integrated into a coding system, additional problems arise due to conflicting requirements between coding efficiency and tracking accuracy. This is solved by using a double partition approach, where pure spatial criteria are used to re-segment the partition used for coding. The projection of the re-segmented partition results in more precise adaptation to object contours. A merging step is performed a posteriori to eliminate the excess of regions originated by the re-segmentation.

Gaia, la nova missió astromètrica de la ESA amb un llançament previst pel 2011, observarà més de mil milions d'estels i altres objectes amb una exactitud sense precedents. Els seus ambiciosos objectius desbanquen completament les missions rivals d'altres agències. Al final de la seva vida útil es generarà el major i més complert mapa tridimensional de la nostra Galàxia.Una missió com aquesta suposa grans esforços tecnològics i de disseny ja que caldrà detectar, seleccionar i mesurar centenars d'estels cada segon, per enviar-ne posteriorment les dades cap a la Terra -a més d'un milió i mig de quilòmetres. Hem centrat el treball d'aquesta tesi en aquesta vessant de la missió, proposant dissenys pels sistemes de gestió de dades, de telemetria científica, i de compressió de dades. El nostre objectiu final és fer possible la transmissió a l'estació terrestre d'aquesta immensa quantitat de dades generades pels instruments, tenint en compte la limitada capacitat del canal de comunicacions. Això requereix el disseny d'un sistema de compressió de dades sense pèrdues que ofereixi les millors relacions de compressió i garanteixi la integritat de les dades transmeses. Tot plegat suposa un gran repte pels mètodes de la teoria de la informació i pel disseny de sistemes de compressió de dades.Aquests aspectes tecnològics encara estaven per estudiar o bé només es disposava d'esborranys preliminars -ja que la missió mateixa estava en una etapa preliminar en quan varem començar aquesta tesi. Per tant, el nostre treball ha estat rebut amb entusiasme per part de científics i enginyers del projecte.En primer lloc hem revisat l'entorn operacional del nostre estudi, descrit a la primera part de la tesi. Això inclou els diversos sistemes de referència i les convencions que hem proposat per tal d'unificar les mesures, referències a dades i dissenys. Aquesta proposta s'ha utilitzat com a referència inicial en la missió i actualment altres científics l'estan ampliant i millorant. També hem recopilat les principals característiques de l'instrument astromètric (en el qual hem centrat el nostre estudi) i revisat les seves directrius operacionals, la qual cosa també s'ha tingut en compte en altres equips.A la segona part de la tesi descrivim la nostra proposta pel sistema de gestió de dades de la càrrega útil de Gaia, la qual ha estat utilitzada per presentar els requeriments científics als equips industrials i representa en sí mateixa una opció d'implementació viable (tot i que simplificada). En la següent part estudiem la telemetria científica, recopilant els camps de dades a generar pels instruments i proposant un esquema optimitzat de codificació i transmissió, el qual redueix la ocupació del canal de comunicacions i està preparat per incloure un sistema optimitzat de compressió de dades. Aquest darrer serà descrit a la quarta i última part de la tesi, on veurem com la nostra proposta compleix gairebé totalment els requeriments de compressió, arribant a duplicar les relacions de compressió ofertes pels millors sistemes estàndard. El nostre disseny representa la millor solució actualment disponible per Gaia i el seu rendiment ha estat assumit com a disseny base per altres equips.Cal dir que els resultats del nostre treball van més enllà de la publicació d'una memòria de tesi, complementant-la amb aplicacions de software que hem desenvolupat per ajudar-nos a dissenyar, optimitzar i verificar la operació dels sistemes aquí proposats. També cal indicar que la complexitat del nostre treball ha estat augmentada degut a la necessitat d'actualitzar-lo contínuament als canvis que la missió ha sofert en el seu disseny durant els cinc anys del doctorat. Per acabar, podem dir que estem satisfets amb els resultats del nostre treball, ja que la majoria han estat (o estan essent) tinguts en compte per molts equips involucrats en la missió i per la mateixa Agència Espacial Europea en el disseny final.

L'objectiu general de la tesi és analitzar els objectius i les hipòtesis de què Pompeu Fabra (1891-1948) va partir en la codificació de la sintaxi del català i la metodologia que va fer servir. Per fer-ho s'ha identificat, buidat i analitzat la terminologia de 995 textos de Fabra, classificats segons la seva importància. Com a resultat s'ha obtingut una descripció de les concepcions fabrianes de sintaxi i proposició, de canvi sintàctic, de variació sintàctica, de codificació sintàctica i de la relació que Fabra hi estableix. Els resultats d'aquesta descripció s'han contrastat amb els d'estudis anteriors de l'obra fabriana. Finalment, s'han establert les perspectives que aquest resultats obren a nous estudis sobre les fonts de l'obra de Fabra, les seves coincidències amb altres teòrics del món i la seva influència en obres catalanes posteriors. / The general purpose oh the thesis is to analyse the purposes and hypothesis assumed by Pompeu Fabra (1891-1948), and his methodology when codifying catalan syntax. To do that, the terminology of 995 fabrian texts (which have been classified according to its importance) has been identified, extracted, and classified. The result of these operations is that a description of Fabra's conceptions about syntax and sentence, syntactic change, syntactic variation, and syntactic codification, and of the relationship established by him between these conceptions, has been established. The results of this description have been compared with the results of previous studies on Fabra's works. Finally, we have established the fields of study that these results allow to undertake, on the sources of Fabra's work, the coincidencies of it with other scholars' works in the world and its influence on later catalan studies.

Raymond Saleilles (1855-1912) és considerat pels comparatistes com pare del dret comparat modern. De fet fou el màxim responsable de l'organització del primer congrés internacional de dret comparat a París el 1900. L'època marcada per la internacionalització dels intercanvis, la crisi del mètode jurídic francès i el repte de la codificació alemanya i suïssa motivà alguns juristes a buscar noves formes d'estudiar el dret. Saleilles defensava pel dret comparat un mètode, un objecte i un fi propis i autònoms diferents dels que fins ara tenien la dogmàtica jurídica o l'estudi de la legislació estrangera. El mètode tenia els seus fonaments en la sociologia i la història. L'objectiu del dret comparat havia de ser la construcció d'un ideal "droit commun de l'humanité civilisée". Aquest dret comú havia de ser construït no només per la doctrina sinó també per la jurisprudència i el legislador. / Raymond Saleilles (1855-1912) is considered by many comparatists as the father of modern comparative law. Saleilles had a great responsibility in the organization of the first International Congress on comparative Law in Paris in 1900. This event is still today considered as the foundation moment of modern comparative law.Saleilles' times were those of the internationalization of exchanges, of the crisis of the "Exegèse" Method and of the new challenging German and Swiss civil codification.Saleilles tried to build a new discipline, comparative law, with its own method, object and aim. This method had its basis on sociology and history and tried to break the national and scientifical fences of Jurisprudence.

El trabajo está montado como un intencionado diálogo con los criterios esgrimidos por el Tribunal Constitucional sobre esta materia (desbordamiento material de las leyes de presupuestos) en su ya dilatada jurisprudencia. Su autor defiende una concepción amplia del ámbito material de las leyes de presupuestos. Según esta posición, este tipo de ley debe incluir la materia presupuestaria, pero, como ley que es, puede cobijar otras materias, salvo prohibición constitucional clara al respecto. Esta posición es superadora de la concepción de la ley de presupuestos como ley meramente formal, de suerte que la concibe como una ley plena, emanada de la potestad legislativa del Parlamento, con la fuerza propia de la ley, esto es, no vinculada a la legislación previa y capaz (aunque no siempre idónea, desde la perspectiva de la técnica legislativa) de emprender innovaciones legales.Desde esa postura "amplia" el autor formula propuesta de solución o de mejora frente al desbordamiento material de las leyes de presupuestos. Asimismo tras analizar su problemática específica, plantea posibles soluciones en relación a la práctica de las leyes de acompañamiento. / El treball està muntat com un intencionat diàleg amb els criteris esgrimits pel Tribunal Constitucional sobre aquesta matèria (desbordament material de les lleis de pressupostos) en la seva ja dilatada jurisprudència. El seu autor defensa una concepció àmplia de l'àmbit material de les lleis de pressupostos. Segons aquesta posició, aquest tipus de llei ha d'incloure la matèria pressupostària però, com a llei que és pot acolir altres matèries, excepte prohibició constitucional clara al respecte. Aquesta posició és superadora de la concepció de la llei de pressupostos com a llei merament formal, de manera que la concep com una llei plena, emanada de la potestat legislativa del Parlament, amb la força pròpia de la llei, és a dir, no vinculada a la legislació prèvia i capaç (encara que no sempre idònia, des de la perspectiva de la tècnica legislativa) d'emprendre innovacions legals.Des d'aquesta postura àmplia, l'autor formula proposta de solució o de millora davant del desbordament material de les lleis de pressupostos. Així mateix, després d'analitzar la seva problemàtica específica, planteja possibles solucions en realció a la pràctica de les lleis d'acompanyament. / The analysis is set out as an intentional dialogue with the criteria laid down by the Constitutional Court on this subject (material overflow of state budgets laws) in the course of its extended jurisprudence, In short, the work defends a broad concept of the material scpope of budget laws.