In this thesis, we develop some new models and efficient algorithms for image denoising. The total variation model of Rudin, Osher, and Fatemi(ROF) for image denoising is considered to be one of the most successful deterministic denoising models. It exploits the non-smooth total variation (TV) semi-norm to preserve discontinuities and to keep the edges of smooth regions sharp. Despite its simple form, the TV semi-norm results in a strongly nonlinear Euler-Lagrange equation and poses computational challenge in solving the model efficiently. Moreover, this model produces so-called staircase effect. In this thesis, we propose several new algorithms and models to solve these problems. We study the discretized ROF model and propose a new algorithm which does not involve partial differential equations. Convergence of the algorithm is analyzed. Numerical results show that this algorithm is efficient and stable. We then introduce a denoising model which utilizes high-order difference to approximate piece-wise smooth functions. This model eliminates undesirable staircases, and improves both visual quality and signal-to-noise ratio. Our algorithm is generalized to solve the high-order models. A relaxation technique is proposed for the iteration scheme, aiming to accelerate our solution process. Finally, we propose a method combining total variation and wavelet packets to improve performance on texture-rich images. The ROF model is utilized to eliminate noise, and a wavelet packet transform is used to enhance textures. The numerical results show that the combinational method exploits the advantages of both total variation and wavelet packets. / Mathematics

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 1999. / Vita. Includes bibliographical references (p. 100-102).

Mecanismos de cinética química detalhada são rotineiramente usados para descrever, a nível molecular, a transformação de reagentes em produtos de combustão, que ocorre através de muitas etapas elementares. Seu uso em modelos computacionais para simular processos de combustão pode gerar informações para melhorar o processo de uso do combustível e o desempenho do processo de combustão, e para quantificar as emissões a partir deste processo. Assim, para descrever um processo de oxidação, o esforço computacional se torna muito grande, exigindo simplificações do mecanismo. O desenvolvimento de mecanismos de cinética química reduzida para processos de combustão visa reduzir a esforço computacional na análise numérica de chamas. Os modelos cinéticos reduzidos podem substituir as equações diferenciais das espécies intermediárias, que são consideradas estarem em estado estacionário, através de relações algébricas. Desta forma, este trabalho desenvolve um método para reduzir a cinética química para a combustão do hidrogênio, monóxido de carbono, e hidrocarbonetos C1- C7, utilizando os pressupostos de estado estacionário. Um mecanismo cinético detalhado do processo de combustão de 439 reações elementares foi estudado e reduzido a mecanismos com, no máximo, 9 passos globais. Comparações de dados experimentais com simulações do perfil de fração de massa de CO2 e H2O, produzidos utilizando o mecanismo cinético reduzido do metano, propano e n-heptano demonstram boa concordância, validando estes mecanismos e, consequentemente, aumentando a confiabilidade dos demais mecanismos estudados. / Detailed chemical kinetic mechanisms are routinely used to describe, at the molecular level, the transformation of reactants to products of combustion, which occurs via many elementary steps. Its use in computer models to simulate combustion processes can generate information to improve the fuel quality and performance of the combustion process, and to quantify the emissions from this process. Thus, to describe a process of oxidation, the computational effort becomes very large, requiring simplifications of the reaction mechanism. The development of reduced kinetic mechanisms for combustion processes aims to reduce the computational effort necessary for the numerical analysis. The reduced models can replace the differential equations of the intermediate species, which are considered to be in steady state, through algebraic relationships. In this way, this work develops a method for reducing the kinetics of combustion for hydrogen, carbon monoxide and hydrocarbons C1-C7, using assumptions of steady-state. A detailed kinetic mechanism containing 439 elementary reactions was analysed and reduced mechanisms with up to 10 steps were developed. Comparisons between experiment and simulations for the reduced kinetic mechanism of methane and propane, show good agreement, validating these mechanisms, and consequently, increasing the reliability of the others mechanisms studied.

O consumo de potência em uma Rede Intra-Chip (em inglês, Network-on-Chip – NoC) cresce linearmente com a quantidade de transições de sinais nos pacotes transmitidos através da infra-estrutura de interconexão. Uma forma de minimizar o consumo de potência em um sistema baseado em NoC é reduzir a atividade de transição de sinais nas portas de entrada dos módulos que constituem a NoC. Esta redução pode ser obtida através da utilização de esquemas de codificação de dados. Vários esquemas de codificação foram propostos no final dos anos 90, porém direcionados a arquiteturas de comunicação baseadas em barramentos. Este trabalho investiga a utilização destes esquemas de codificação em sistemas baseados em Networks-on-Chip. Dentre os esquemas encontrados na literatura, quatro foram implementados e avaliados neste trabalho. Este trabalho também apresenta como contribuição original um novo esquema de codificação de dados adequado a NoCs. A estimativa do consumo de potência da NoC é calculada com base em macromodelos que reproduzem a potência consumida em cada módulo interno da NoC, de acordo com a atividade de transição de sinais no tráfego recebido. Estes macromodelos são aqui caracterizados através da simulação elétrica de cada módulo da NoC e dos esquemas de codificação. Para permitir a análise de consumo com tráfegos de aplicações reais, os macromodelos são inseridos em um modelo de mais alto nível de abstração. Este modelo é empregado para analisar o balanço entre redução de potência obtida com a redução da transição de sinais e o consumo extra do esquema de codificação. A maioria dos esquemas de codificação encontrados na literatura reduz efetivamente a atividade de transição de sinais. Porém, o impacto do consumo extra de potência para codificar e decodificar os dados não é avaliado. A avaliação conduzida neste trabalho considera o consumo da codificação/decodificação em uma NoC real, quantificando a redução de consumo obtido com cada esquema de codificação. Devido ao baixo desempenho dos esquemas de codificação existentes, quando aplicados a NoCs, foi desenvolvido um novo esquema, chamado T-Bus-Invert. Os resultados mostram um desempenho superior do T-Bus-Invert quando comparado aos demais esquemas para flits com largura de 8 e 16 bits, e um desempenho similar ao do Bus-Invert com 4 clusters para flits de 32 bits. / The power consumption in Networks-on-Chip grows linearly with the amount of signal transitions in successive data packets sent through this interconnection infrastructure. One option to decrease the power consumption in NoC-based systems is reducing the switching activity at the input ports of NoC modules. This reduction can be achieved by means of data coding schemes. Several schemes were proposed in the nineties. However, all of them address only bus-based communication architectures. This work investigates the use of such data coding schemes in NoC-based systems. Among the coding schemes found in the literature, four were implemented and evaluated in this work. This work also presents a new data coding scheme, named TBus- Invert, suitable for NoCs. Estimations of the NoC power consumption are computed here based on macromodels which reproduce the power consumption on each internal NoC module, according to the transition activity in the input traffic. Such macromodels are characterized through electrical simulations of each NoC module and coding circuits. To enable the evaluation of real applications traffic, such macromodels are inserted in a higher abstraction level model. This model is employed to analyze the trade-off between the power saving due to coding schemes versus the power consumption overhead due to the encoding and decoding modules. Most of the coding schemes proposed in the literature effectively reduce the switching activity, but the overall impact of the power consumption to encode/decode data in the system is not evaluated. The evaluation conducted in this work considers the power consumption to encode/decode data in a real NoC, quantifying the power savings for each coding scheme. Due to the insufficient performances of the existing schemes when applied to NoCs, a coding scheme, T-Bus-Invert, was developed. Results showed superior performance of the T-Bus-Invert compared to all evaluated coding schemes for 8 and 16-bit flits, and similar performance to the 4-cluster Bus-Invert for 32-bit flits.

With the progress achieved to this date in mobile computing technologies, mobile devices are increasingly being used to store sensitive data and perform security-critical transactions and services. However, the protection available on these devices is still lagging behind. The primary and often only protection mechanism in these devices is authentication using a password or a PIN. Passwords are notoriously known to be a weak authentication mechanism, no matter how complex the underlying format is. Mobile authentication can be strengthened by extracting and analyzing keystroke dynamic biometric from supplied passwords. In this thesis, I identified gaps in the literature, and investigated new models and mechanisms to improve accuracy, usability and resilience against statistical forgeries for mobile keystroke dynamic biometric authentication. Accuracy is investigated through cost sensitive learning and sampling, and by comparing the strength of different classifiers. Usability is improved by introducing a new approach for typo handling in the authentication model. Resilience against statistical attacks is achieved by introducing a new multimodal approach combining fixed and variable keystroke dynamic biometric passwords, in which two different fusion models are studied. Experimental evaluation using several datasets, some publicly available and others collected locally, yielded encouraging performance results in terms of accuracy, usability, and resistance against statistical attacks. / Graduate / 2019-09-25

O consumo de potência em uma Rede Intra-Chip (em inglês, Network-on-Chip – NoC) cresce linearmente com a quantidade de transições de sinais nos pacotes transmitidos através da infra-estrutura de interconexão. Uma forma de minimizar o consumo de potência em um sistema baseado em NoC é reduzir a atividade de transição de sinais nas portas de entrada dos módulos que constituem a NoC. Esta redução pode ser obtida através da utilização de esquemas de codificação de dados. Vários esquemas de codificação foram propostos no final dos anos 90, porém direcionados a arquiteturas de comunicação baseadas em barramentos. Este trabalho investiga a utilização destes esquemas de codificação em sistemas baseados em Networks-on-Chip. Dentre os esquemas encontrados na literatura, quatro foram implementados e avaliados neste trabalho. Este trabalho também apresenta como contribuição original um novo esquema de codificação de dados adequado a NoCs. A estimativa do consumo de potência da NoC é calculada com base em macromodelos que reproduzem a potência consumida em cada módulo interno da NoC, de acordo com a atividade de transição de sinais no tráfego recebido. Estes macromodelos são aqui caracterizados através da simulação elétrica de cada módulo da NoC e dos esquemas de codificação. Para permitir a análise de consumo com tráfegos de aplicações reais, os macromodelos são inseridos em um modelo de mais alto nível de abstração. Este modelo é empregado para analisar o balanço entre redução de potência obtida com a redução da transição de sinais e o consumo extra do esquema de codificação. A maioria dos esquemas de codificação encontrados na literatura reduz efetivamente a atividade de transição de sinais. Porém, o impacto do consumo extra de potência para codificar e decodificar os dados não é avaliado. A avaliação conduzida neste trabalho considera o consumo da codificação/decodificação em uma NoC real, quantificando a redução de consumo obtido com cada esquema de codificação. Devido ao baixo desempenho dos esquemas de codificação existentes, quando aplicados a NoCs, foi desenvolvido um novo esquema, chamado T-Bus-Invert. Os resultados mostram um desempenho superior do T-Bus-Invert quando comparado aos demais esquemas para flits com largura de 8 e 16 bits, e um desempenho similar ao do Bus-Invert com 4 clusters para flits de 32 bits. / The power consumption in Networks-on-Chip grows linearly with the amount of signal transitions in successive data packets sent through this interconnection infrastructure. One option to decrease the power consumption in NoC-based systems is reducing the switching activity at the input ports of NoC modules. This reduction can be achieved by means of data coding schemes. Several schemes were proposed in the nineties. However, all of them address only bus-based communication architectures. This work investigates the use of such data coding schemes in NoC-based systems. Among the coding schemes found in the literature, four were implemented and evaluated in this work. This work also presents a new data coding scheme, named TBus- Invert, suitable for NoCs. Estimations of the NoC power consumption are computed here based on macromodels which reproduce the power consumption on each internal NoC module, according to the transition activity in the input traffic. Such macromodels are characterized through electrical simulations of each NoC module and coding circuits. To enable the evaluation of real applications traffic, such macromodels are inserted in a higher abstraction level model. This model is employed to analyze the trade-off between the power saving due to coding schemes versus the power consumption overhead due to the encoding and decoding modules. Most of the coding schemes proposed in the literature effectively reduce the switching activity, but the overall impact of the power consumption to encode/decode data in the system is not evaluated. The evaluation conducted in this work considers the power consumption to encode/decode data in a real NoC, quantifying the power savings for each coding scheme. Due to the insufficient performances of the existing schemes when applied to NoCs, a coding scheme, T-Bus-Invert, was developed. Results showed superior performance of the T-Bus-Invert compared to all evaluated coding schemes for 8 and 16-bit flits, and similar performance to the 4-cluster Bus-Invert for 32-bit flits.

La peur est traditionnellement comprise comme une « émotion fondamentale » ; en cette formule obscure on entend communément la peur comme une conséquence psycho-physiologique d'un stimulus objectif. La peur se voit ainsi définie en sa périphérie causaliste. Dès lors, l'antienne définitionnelle ne parvient jamais (ni ne cherche) à la cerner en sa phénoménalité. C'est en cette aporie que le présent travail s'insère. En outre, précisément, ladite aporie hante la philosophie durandienne (Durand, 1960) faisant de la peur à la fois une conséquence du temps ennemi et un profond et essentiel dynamisme de l'imaginaire. L'imaginaire trouverait ainsi son essence dans l'extériorité du monde perdant ainsi sa marque transcendantale. Toutefois, en s'affranchissant de la théorie ordinaire de la peur, en tentant de la comprendre en sa phénoménalité, et pour cela en s'appuyant sur la profonde réflexion henryenne dévoilant l'affectivité comme Essence de la Manifestation (Henry, 1963), il paraît possible d'enrayer cette progressive aliénation de l'imaginaire. L'affectivité, et conséquemment la peur, comprises comme cette essence transcendantale, l'imaginaire dynamisé par elles retrouve un ancrage éidétique stable. Ce dynamisme aux pieds ancrés dans la transcendantalité et aux mains qui façonnent structurellement les constellations d'images, c'est le schème ; non plus ce schème qui se perdait dans les mystères du réflexe, de l'instinct, de la pulsion, etc. mais ce schème issu du plus essentiel des savoirs – le savoir affectif immanent de soi : le schème est affectif, il est la transcendance affective qui de l'affectivité structure l'imaginaire, manifeste le monde. En empruntant les voies de la phénoménologie bachelardienne, ce schème affectif – ici anxiologique – peut être retrouvé. Nous verrons qu'il est double – pénétrant et constricteur – et qu'il se joue sur différentes voix (passive, intermédiaire, active). Afin de montrer l'étendue et l'efficace de cette schématique mais également afin de répondre aux exigences contextuelles qui portent le présent travail (partenariat avec le Commissariat à l'Énergie Atomique de Grenoble), nous parcourrons l'imaginaire anxiologique de la technologie RadioFrequency Identification (RFID). Loin de n'être qu'un simple et froid agrégat de silice permettant de nouvelles données et de nouveaux flux informationnels, la RFID est un produit technique, est un produit humain. Comme tel, elle n'a de réalité et de possibilité que sur le fonds anthropologique duquel elle émerge. Et ce fonds regorge d'yeux, de crocs et de venins pénétrants, de mains, de toiles et de filets constricteurs. / L'auteur n'a pas fourni de résumé en anglais.

Mecanismos de cinética química detalhada são rotineiramente usados para descrever, a nível molecular, a transformação de reagentes em produtos de combustão, que ocorre através de muitas etapas elementares. Seu uso em modelos computacionais para simular processos de combustão pode gerar informações para melhorar o processo de uso do combustível e o desempenho do processo de combustão, e para quantificar as emissões a partir deste processo. Assim, para descrever um processo de oxidação, o esforço computacional se torna muito grande, exigindo simplificações do mecanismo. O desenvolvimento de mecanismos de cinética química reduzida para processos de combustão visa reduzir a esforço computacional na análise numérica de chamas. Os modelos cinéticos reduzidos podem substituir as equações diferenciais das espécies intermediárias, que são consideradas estarem em estado estacionário, através de relações algébricas. Desta forma, este trabalho desenvolve um método para reduzir a cinética química para a combustão do hidrogênio, monóxido de carbono, e hidrocarbonetos C1- C7, utilizando os pressupostos de estado estacionário. Um mecanismo cinético detalhado do processo de combustão de 439 reações elementares foi estudado e reduzido a mecanismos com, no máximo, 9 passos globais. Comparações de dados experimentais com simulações do perfil de fração de massa de CO2 e H2O, produzidos utilizando o mecanismo cinético reduzido do metano, propano e n-heptano demonstram boa concordância, validando estes mecanismos e, consequentemente, aumentando a confiabilidade dos demais mecanismos estudados. / Detailed chemical kinetic mechanisms are routinely used to describe, at the molecular level, the transformation of reactants to products of combustion, which occurs via many elementary steps. Its use in computer models to simulate combustion processes can generate information to improve the fuel quality and performance of the combustion process, and to quantify the emissions from this process. Thus, to describe a process of oxidation, the computational effort becomes very large, requiring simplifications of the reaction mechanism. The development of reduced kinetic mechanisms for combustion processes aims to reduce the computational effort necessary for the numerical analysis. The reduced models can replace the differential equations of the intermediate species, which are considered to be in steady state, through algebraic relationships. In this way, this work develops a method for reducing the kinetics of combustion for hydrogen, carbon monoxide and hydrocarbons C1-C7, using assumptions of steady-state. A detailed kinetic mechanism containing 439 elementary reactions was analysed and reduced mechanisms with up to 10 steps were developed. Comparisons between experiment and simulations for the reduced kinetic mechanism of methane and propane, show good agreement, validating these mechanisms, and consequently, increasing the reliability of the others mechanisms studied.

De acordo com a primeira edição da Dedução Transcendental de 1781, a faculdade da imaginação é a faculdade fundamental que une de um lado a intuição e, de outro, o entendimento. Essa união só pode ser possível, entretanto, se a imaginação possuir um caráter não apenas sensível pois ela é uma faculdade que pertence à sensibilidade mas também intelectual. Mostrar, neste sentido, que ela é essa faculdade fundamental sensível e intelectual torna possível uma «doutrina da imaginação», a partir da qual se estabelece uma determinada leitura da Crítica da Razão Pura de Kant. Para isso é necessária uma compreensão do tempo (na Estética Transcendental) e de como o pensamento categorial se constitui em relação a ele através dessa «doutrina da imaginação», ou seja, através de uma explicação das relações entre a imaginação e o tempo e dela com as categorias do pensamento. / According to the first edition (1781) of the Transcendental Deduction, the faculty of imagination is the fundamental faculty which binds, on the one hand, the intuition, and on the other hand, the understanding.This union can only be possible, however, if the imagination has not only a sensible character - for it is a faculty that belongs to the sensibility - but also an intelectual character. To show, in this sense, that imagination is that fundamental faculty - both sensible and intelectual - makes possible a \"doctrine of imagination\", from which is founded a certain reading of Kant\'s Critique of Pure Reason. For this, is necessary an understanding of time ( in the Transcendental Aesthetic) and of how the categorial thought is constituted in relation to it through a \"doctrine of imagination\", that is, through an explanation of the existing relations between imagination and time and also between imagination and the categories of thought.

Mecanismos de cinética química detalhada são rotineiramente usados para descrever, a nível molecular, a transformação de reagentes em produtos de combustão, que ocorre através de muitas etapas elementares. Seu uso em modelos computacionais para simular processos de combustão pode gerar informações para melhorar o processo de uso do combustível e o desempenho do processo de combustão, e para quantificar as emissões a partir deste processo. Assim, para descrever um processo de oxidação, o esforço computacional se torna muito grande, exigindo simplificações do mecanismo. O desenvolvimento de mecanismos de cinética química reduzida para processos de combustão visa reduzir a esforço computacional na análise numérica de chamas. Os modelos cinéticos reduzidos podem substituir as equações diferenciais das espécies intermediárias, que são consideradas estarem em estado estacionário, através de relações algébricas. Desta forma, este trabalho desenvolve um método para reduzir a cinética química para a combustão do hidrogênio, monóxido de carbono, e hidrocarbonetos C1- C7, utilizando os pressupostos de estado estacionário. Um mecanismo cinético detalhado do processo de combustão de 439 reações elementares foi estudado e reduzido a mecanismos com, no máximo, 9 passos globais. Comparações de dados experimentais com simulações do perfil de fração de massa de CO2 e H2O, produzidos utilizando o mecanismo cinético reduzido do metano, propano e n-heptano demonstram boa concordância, validando estes mecanismos e, consequentemente, aumentando a confiabilidade dos demais mecanismos estudados. / Detailed chemical kinetic mechanisms are routinely used to describe, at the molecular level, the transformation of reactants to products of combustion, which occurs via many elementary steps. Its use in computer models to simulate combustion processes can generate information to improve the fuel quality and performance of the combustion process, and to quantify the emissions from this process. Thus, to describe a process of oxidation, the computational effort becomes very large, requiring simplifications of the reaction mechanism. The development of reduced kinetic mechanisms for combustion processes aims to reduce the computational effort necessary for the numerical analysis. The reduced models can replace the differential equations of the intermediate species, which are considered to be in steady state, through algebraic relationships. In this way, this work develops a method for reducing the kinetics of combustion for hydrogen, carbon monoxide and hydrocarbons C1-C7, using assumptions of steady-state. A detailed kinetic mechanism containing 439 elementary reactions was analysed and reduced mechanisms with up to 10 steps were developed. Comparisons between experiment and simulations for the reduced kinetic mechanism of methane and propane, show good agreement, validating these mechanisms, and consequently, increasing the reliability of the others mechanisms studied.