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Fusión de datos estadísticamente dependientes en sistemas de detecciónSoriano Tolosa, Antonio 07 January 2014 (has links)
La presente tesis se centra en la problemática existente a la hora de implementar un
sistema de detección o clasificación binaria cuando es necesario combinar, integrar o fusionar
diversas fuentes de información que pueden ser dependientes y heterogéneas entre sí. Las
técnicas de fusión de datos tratan de combinar múltiples fuentes de información para alcanzar
la exactitud y precisión en la toma de decisiones que no sería posible conseguir con el uso de
una sola fuente de información de forma aislada.
En un sistema de detección se pueden encontrar diferentes etapas y niveles de fusión: en la
etapa de pre-detección encontramos los niveles de fusión de sensores y de características,
donde se combinan los diferentes flujos de muestras proporcionados por una serie de
sensores o diferentes características obtenidas del procesado estos; en la etapa de post-
detección, se realiza la combinación de diferentes detectores, a través de la fusión de
valoraciones continuas o de decisiones individuales aportadas por cada uno de ellos.
Atendiendo al tipo de datos a combinar encontramos dos grupos: fusión soft, donde se
combinan datos modelados mediante variables aleatorias continuas, caracterizadas mediante
sus funciones de densidad de probabilidad (PDFs), o fusión hard, asociada a la combinación de
las decisiones individuales tomadas en la etapa de fusión de detectores, donde se combinan
datos binarios modelados mediante variables aleatorias discretas, caracterizadas por funciones
de masa de probabilidad. Se destaca la fusión de scores como un caso particular de fusión soft
asociada a la fusión de diversos detectores, en donde los datos a combinar presentan buenas
propiedades discriminatorias de forma aislada y se encuentran definidos en un mismo rango
normalizado [0,1].
En el presente trabajo se ha realizado una completa revisión del estado del arte en cuanto a
técnicas de fusión y combinación de datos aplicadas en problemas de detección donde los
datos pueden ser heterogéneos y dependientes entre sí. Se realiza una revisión en mayor
profundidad de la técnica de estimación de PDFs basada en la teoría de cópulas, la cual puede
ser usada en la fusión óptima de datos soft. Se destaca de forma especial tanto por su novedad
e incipiente uso en el campo del procesado de señal, como por su adecuación en problemas de
detección, permitiéndonos modelar de forma aislada las funciones marginales de los datos y la
estructura de dependencia presente entre ellos, simplificando el problema de modelado de
PDFs de datos heterogéneos y dependientes.
Se ha propuesto una nueva técnica de fusión soft denominada integración-a, basada en
una función de media-a, la cual, sin elevar mucho la complejidad, aporta un mayor grado de
flexibilidad y de adaptación, siendo capaz de mejorar las prestaciones que se pueden obtener
con respecto al resto de técnicas subóptimas utilizadas comúnmente en problemas de fusión
de scores heterogéneos y dependientes entre sí. Se ha derivado un novedoso método de
entrenamiento basado en el criterio de maximización parcial del área bajo la curva ROC.
Se han utilizado diversas bases de datos públicas para poder testear y comprobar el
correcto funcionamiento de las técnicas de fusión propuestas en problemas de autentificación
multibiométrica. También se han aplicado algunas de las técnicas de fusión en la mejora de un
sistema de detección de eventos acústicos. Se ha propuesto un nuevo tipo de detector basado
en la teoría de cópulas denominado COCD para lidiar con el problema de la detección de señal
desconocida en presencia de ruido aleatorio dependiente y no Gaussiano, centrándonos en su
utilización para una aplicación de detección de eventos sonoros desconocidos. También se
realiza un estudio de fusión de más de un canal de audio (utilizando más de un micrófono
para captar diferentes señales) como método para incrementar las prestaciones obtenidas. / Soriano Tolosa, A. (2013). Fusión de datos estadísticamente dependientes en sistemas de detección [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/34780
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Transmisión Eficiente de Servicios Fijos/Móviles y Servicios Locales en Redes de Televisión Digital Terrestre de Primera y Segunda GeneraciónLópez Sánchez, Jaime 27 January 2014 (has links)
El objetivo principal del proyecto de tesis doctoral es proponer y evaluar soluciones técnicas compatibles con la familia de estándares DVB diseñados para redes TDT que permitan por un lado, la transmisión simultánea de contenidos de TV a receptores fijos y móviles en configuraciones de red con alta capacidad de transmisión, y por otro lado la e ficiente provisión de contenidos locales en topologías SFN. Esta propuesta de tesis está dividida en tres secciones. La primera sección consiste en una revisión del estado del arte respecto a la planificación y diseño de redes de TDT que utilizan los estándares DVB, las soluciones propuestas e implementadas a día de hoy para la provisión de contenidos de TV digital a terminales móviles a través de las infraestructuras de TDT; así como las técnicas de transmisión utilizadas para la provisión de contenidos locales en redes de TDT, las soluciones propuestas en el estándar de segunda generación DVB-T2 y los requerimientos técnicos del futuro estándar DVB-NGH para la e ficiente emisión de estos contenidos en topologías de red SFN. Con base en el estado del arte se de ne en la segunda sección el objetivo principal, los objetivos específicos y los resultados esperados en el desarrollo de la tesis doctoral. Finalmente en la tercera sección se describe la metodología y los escenarios de evaluación que se utilizarán en las diferentes etapas del proceso de investigación. / López Sánchez, J. (2014). Transmisión Eficiente de Servicios Fijos/Móviles y Servicios Locales en Redes de Televisión Digital Terrestre de Primera y Segunda Generación [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/35134
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PERFORMANCE IMPROVEMENT OF MULTICHANNEL AUDIO BY GRAPHICS PROCESSING UNITSBelloch Rodríguez, José Antonio 06 October 2014 (has links)
Multichannel acoustic signal processing has undergone major development
in recent years due to the increased complexity of current audio processing
applications. People want to collaborate through communication with the
feeling of being together and sharing the same environment, what is considered
as Immersive Audio Schemes. In this phenomenon, several acoustic
e ects are involved: 3D spatial sound, room compensation, crosstalk cancelation,
sound source localization, among others. However, high computing
capacity is required to achieve any of these e ects in a real large-scale system,
what represents a considerable limitation for real-time applications.
The increase of the computational capacity has been historically linked
to the number of transistors in a chip. However, nowadays the improvements
in the computational capacity are mainly given by increasing the
number of processing units, i.e expanding parallelism in computing. This
is the case of the Graphics Processing Units (GPUs), that own now thousands
of computing cores. GPUs were traditionally related to graphic or image
applications, but new releases in the GPU programming environments,
CUDA or OpenCL, allowed that most applications were computationally
accelerated in elds beyond graphics. This thesis aims to demonstrate
that GPUs are totally valid tools to carry out audio applications that require
high computational resources. To this end, di erent applications in
the eld of audio processing are studied and performed using GPUs. This
manuscript also analyzes and solves possible limitations in each GPU-based
implementation both from the acoustic point of view as from the computational
point of view. In this document, we have addressed the following
problems:
Most of audio applications are based on massive ltering. Thus, the
rst implementation to undertake is a fundamental operation in the audio
processing: the convolution. It has been rst developed as a computational
kernel and afterwards used for an application that combines multiples convolutions
concurrently: generalized crosstalk cancellation and equalization.
The proposed implementation can successfully manage two di erent and
common situations: size of bu ers that are much larger than the size of the
lters and size of bu ers that are much smaller than the size of the lters.
Two spatial audio applications that use the GPU as a co-processor have been developed from the massive multichannel ltering. First application
deals with binaural audio. Its main feature is that this application is able
to synthesize sound sources in spatial positions that are not included in the
database of HRTF and to generate smoothly movements of sound sources.
Both features were designed after di erent tests (objective and subjective).
The performance regarding number of sound source that could be rendered
in real time was assessed on GPUs with di erent GPU architectures. A
similar performance is measured in a Wave Field Synthesis system (second
spatial audio application) that is composed of 96 loudspeakers. The proposed
GPU-based implementation is able to reduce the room e ects during
the sound source rendering.
A well-known approach for sound source localization in noisy and reverberant
environments is also addressed on a multi-GPU system. This
is the case of the Steered Response Power with Phase Transform (SRPPHAT)
algorithm. Since localization accuracy can be improved by using
high-resolution spatial grids and a high number of microphones, accurate
acoustic localization systems require high computational power. The solutions
implemented in this thesis are evaluated both from localization and
from computational performance points of view, taking into account different
acoustic environments, and always from a real-time implementation
perspective.
Finally, This manuscript addresses also massive multichannel ltering
when the lters present an In nite Impulse Response (IIR). Two cases are
analyzed in this manuscript: 1) IIR lters composed of multiple secondorder
sections, and 2) IIR lters that presents an allpass response. Both
cases are used to develop and accelerate two di erent applications: 1) to
execute multiple Equalizations in a WFS system, and 2) to reduce the
dynamic range in an audio signal. / Belloch Rodríguez, JA. (2014). PERFORMANCE IMPROVEMENT OF MULTICHANNEL AUDIO BY GRAPHICS PROCESSING UNITS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/40651 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales
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Synthesis of Planar Microwave Circuits based on Metamaterial Concepts through Aggressive Space MappingRodríguez Pérez, Ana María 30 March 2015 (has links)
RF and microwave applications represent one of the fastest-growing segments of
the high performance electronics market, where ongoing innovation is critical.
Manufacturers compete intensively to meet market needs with reduced cost,
size, weight and many other performance criteria demands. Under this scenario,
transmission lines based on metamaterial concepts can be considered a very
interesting alternative to the conventional transmission lines. They are more
compact (compatible with planar manufacturing processes) and present higher
degrees of design flexibility. Furthermore, metamaterial transmission lines can
also provide many other unique properties not achievable with ordinary
transmission lines, such as dispersion or impedance engineering. Nevertheless,
the impact in the industry is still not relevant, mostly due to the complexity of
the related synthesis and design procedures. These procedures are mainly based
on the engineer’s experience, with the help of costly full-wave electromagnetic
(EM) simulators and parameter extraction methods.
The aim of this thesis is to contribute to simplify and speed up the synthesis
and design procedures of artificial transmission lines. In particular, the lines
obtained by periodically loading a conventional transmission line with
electrically small resonators, such as split ring resonators (SSRs) or its
complementary particle (CSRR). The design procedure is automated by using
Space Mapping techniques. In contrast to other alternative methods, real
synthesis is found from the circuit schematic (that provides a given target
response) and without need of human intervention. Some efforts to make the
method practical and useful have been carried out. Given a certain target
response, it is determined whether it can be physically implemented with a
chosen technology, and hence proceeding next to find the synthesis, or not. For
this purpose, a two-step Aggressive Space Mapping approach is successfully
proposed.
In contrast to other methods, the real synthesis is found from certain target
circuit values (corresponding to the equivalent circuit model that characterizes
the structure to be synthesized). Different efforts have been carried out in order
to implement a useful and practical method. Some of them were focused to determine if, given certain circuit parameters (which determine the target
response) and certain given technology specifications (permittivity and height of
the substrate, technology limits), that response is physically realizable
(convergence region). This technique was successfully formulated and it is
known as “Two-Step Aggressive Space Mapping Approach”.
In this work, the latest improvements made till date, from the synthesis of
basic unit cells until different applications and kinds of metamaterial-based
circuits, are presented. The results are promising and prove the validity of the
method, as well as its potential application to other basic cells and more complex
designs. The general knowledge gained from these cases of study can be
considered a good base for a coming implementation in commercial software
tools, which can help to improve its competitiveness in markets, and also
contribute to a more general use of this technology. / Rodríguez Pérez, AM. (2014). Synthesis of Planar Microwave Circuits based on Metamaterial Concepts through Aggressive Space Mapping [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48465
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Fundus characterization for automatic disease screening through retinal image processingMorales Martínez, Sandra 30 July 2015 (has links)
[EN] The World Health Organization estimates that in 2010 there were 285 million people visually impaired in the world. It is calculated that the 80\% of these cases are preventable or treatable. In addition, aging population and chronic disease increase are two factors that predict a higher number of blindness cases in the future. Hypertension, diabetic retinopathy (DR), age-related macular degeneration (AMD) and glaucoma are the most common pathologies in the current society that provoke retinal damage and can be directly related to blindness and vision loss. The early diagnosis of these diseases allows, through appropriate treatment, to reduce costs generated when they are in advanced states and may become chronic. This fact justifies screening campaigns. However, a screening campaign requires a heavy workload for trained experts in the analysis of anomalous patterns of each disease, which in addition to the increase of population at risk, makes these campaigns economically unfeasible. Therefore, the need of automatic screening system developments is highlighted.
The final goal of this thesis is the implementation of novel methods that allow the analysis and processing of fundus images to implement an automatic screening of four of the most important diseases that affect world population. In particular, the main objective of the thesis is to build up algorithms for the characterization of the retinal structures and the retina background in order to assist in the discrimination between a ``normal" and pathological retina.
Mathematical morphology along with other operators are used for the detection of the retinal vessels and the optic disk. The proposed methods work properly on databases with a large degree of variability. Not only have the main structures been segmented, but significant features have also been extracted from them to be used in a computer aided diagnosis software for hypertensive risk determination. The texture of the retina background is also analyzed in this work by means of local binary patterns with the aim of identifying DR and AMD and avoiding the need of segmentation of the characteristic retinal lesions of each disease. The results are promising above all for AMD diagnosis. / [ES] La Organización Mundial de la Salud estima que en 2010 había 285 millones de personas con alguna discapacidad visual en el mundo. Se calcula que el 80\% de estos casos son evitables o tratables. Además, el envejecimiento de la población y el aumento de las enfermedades crónicas son dos factores que hacen prever un número todavía mayor de casos de ceguera en el futuro. La hipertensión, la retinopatía diabética (RD), la degeneración macular asociada a la edad (DMAE) y el glaucoma son las enfermedades más comunes que provocan daños en la retina y, por tanto, están directamente relacionadas con la ceguera y con la pérdida de visión. El diagnóstico de estas enfermedades en estadios tempranos permite, mediante el tratamiento adecuado, reducir los costes que generan en estados ya avanzados y que en la mayoría de los casos acaban convirtiéndose en crónicas, lo que justifica la realización de campañas de cribado. Sin embargo, una campaña de cribado exige una gran carga de trabajo de personal experto entrenado en el análisis de los patrones anómalos propios de cada enfermedad, lo que sumado al aumento de la población de riesgo, hace que estas campañas sean inviables económicamente. Por lo tanto, se evidencia la necesidad del desarrollo de sistemas de cribado automáticos.
El objetivo final del presente trabajo es la implementación de métodos novedosos de análisis de imágenes de fondo de ojo para usarlos en un sistema de cribado de cuatro de las enfermedades más importantes que afectan a la población actual. En concreto, el objetivo principal de la tesis es el desarrollo de algoritmos para la caracterización de las estructuras y del fondo retiniano, los cuales servirán de ayuda para discriminar una retina ``normal" de otra patológica.
Para la detección de los vasos retinianos y del disco óptico, se ha usado morfología matemática además de otros operadores. Se ha demostrado que los métodos propuestos para este fin funcionan adecuadamente en bases de datos con un alto grado de variabilidad. No sólo se han segmentado las principales estructuras retinianas, sino que, además, se han extraído sus características más significativas para determinar el riesgo hipertensivo. En este trabajo, también se han analizado las texturas presentes en el fondo de la retina por medio de la teoría de los patrones binarios locales con el objetivo de identificar la RD y la DMAE a la vez que se evita la necesidad de la segmentación de las lesiones específicas de cada enfermedad. Los resultados son prometedores, sobre todo, para la detección de la DMAE. / [CA] L'Organització Mundial de la Salut estima que en 2010 havia 285 milions de persones amb alguna discapacitat visual en el món. Es calcula que el 80\% d'aquests casos són evitables o tractables. A més, l'envelliment de la població i l'augment de les malalties cròniques són dos factors que fan preveure un número encara major de casos de ceguera en el futur. La hipertensió, la retinopatia diabètica (RD), la degeneració macular associada a l'edat (DMAE) i el glaucoma són les malalties més comuns que provoquen danys en la retina i, per tant, estan directament relacionades amb la ceguera i amb la pèrdua de visió. El diagnòstic d'aquestes malalties en estadis primerencs permet, per mitjà del tractament adequat, reduir els costos que generen en estats ja avançats i que en la majoria dels casos acaben convertint-se en cròniques, la qual cosa justifica la realització de campanyes de garbellament. No obstant això, una campanya de garbellament exigix una gran càrrega de treball de personal expert entrenat en l'anàlisi dels patrons anòmals propis de cada malaltia, que si es suma a l'augment de la població de risc, fa que aquestes campanyes siguen inviables econòmicament. Per tant, s'evidencia la necessitat del desenrotllament de sistemes de garbellament automàtics.
L'objectiu final del present treball és la implementació de mètodes nous d'anàlisi d'imatges de fons d'ull per a usar-los en un sistema de garbellament de quatre de les malalties més importants que afecten la població actual. En concret, l'objectiu principal de la tesi és el desenvolupament d'algoritmes per a la caracterització de les estructures i del fons retinià, els quals serviran d'ajuda per a discriminar una retina ``normal" d'una altra patològica.
Per a la detecció dels vasos retinians i del disc òptic, s'ha usat morfologia matemàtica a més d'altres operadors. S'ha demostrat que els mètodes proposats per a aquest fi funcionen adequadament en bases de dades amb un alt grau de variabilitat. No sols s'han segmentat les principals estructures retinianes, sinó que, a més, s'han extret les seues característiques més significatives per a determinar el risc hipertensiu. En aquest treball, també s'han analitzat les textures presents en el fons de la retina per mitjà de la teoria dels patrons binaris locals amb l'objectiu d'identificar la RD i la DMAE al mateix temps que s'evita la necessitat de la segmentació de les lesions específiques de cada malaltia. Els resultats són prometedors, sobretot, per a la detecció de la DMAE. / Morales Martínez, S. (2015). Fundus characterization for automatic disease screening through retinal image processing [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/53933
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NUEVOS SISTEMAS RADIANTES REALIZADOS CON TECNOLOGÍAS IMPRESASNavarro Méndez, Diana Verónica 01 September 2015 (has links)
[EN] Nowadays, due to the fast development of wireless communication systems, the need to have radiating elements has arisen. These elements allow an efficient radiation of electromagnetic waves that transmit the information among the different points of the system. Owing to this growing demand and based on certain requirements, several prototype antennas fabricated with planar technologies such as PCB "Printed Circuit Board" and LTCC "Low Temperature Co-fired Ceramic" are presented in this thesis.
Every proposed prototype is presented as a solution for a project which requires an antenna with specific characteristics. Based on the requested specifications such as working frequency, bandwidth, polarization type, size and shape, the most appropriate design alternatives were selected. For satellite communications at 5.8 GHz, two types of antennas with circular polarization are proposed. The former is a square patch with a diagonal slot, the latter is a polarization reconfigurable antenna fabricated with LTCC technology. For the operation in Ku band at 17 GHz, slot arrays with substrate integrated waveguide technology were proposed, whereas for vehicular applications, monopole antennas were the better solution due to the restrictions in the form and space available for assembly.
In addition, due to the growing interest in the applications operating at no licensed frequency bands, patch antenna arrays conformed in a cylindrical shape to operate at 2.4 GHz and 5.8 GHz, were designed. These arrays will be placed in UAVs.
Each proposed design meets with the required specifications for the different projects such as: appropriate matching levels, radiation patterns according to the application, specific dimensions and material type / [ES] En la actualidad, con el rápido desarrollo de los sistemas de comunicaciones inalámbricos, se presenta la necesidad de contar con elementos radiantes que permitan la radiación eficiente de las ondas electromagnéticas que transportan la información. Ante la creciente demanda y en base a ciertos requerimientos, en esta tesis se presentan varios prototipos de antenas fabricados con tecnologías planares como PCB "Printed Circuit Board" y LTCC "Low Temperature Co-fired Ceramic".
Cada prototipo que se propone, se plantea como solución para proyectos que requieren que la antena presente determinadas características. En base a las especificaciones solicitadas como: frecuencia de trabajo, ancho de banda, tipo de polarización, tamaño y forma, se buscaron las alternativas de diseño más apropiadas. Para aplicaciones satelitales a 5.8 GHz se proponen dos tipos de antenas con polarización circular: la primera que es un parche cuadrado con ranura inclinada y la segunda que es una antena reconfigurable en polarización fabricada con tecnología LTCC. Para operar en la banda Ku a 17 GHz, se propuso utilizar agrupaciones de ranuras en guía de onda integrada en sustrato, mientras que para aplicaciones vehiculares, los monopolos fueron las antenas que mejor se adaptaron a las formas y espacios disponibles para su montaje.
Además, por el gran interés que han despertado las aplicaciones que operan en bandas de frecuencia que no requieren de permiso o licencia para su utilización, se diseñaron agrupaciones de antenas tipo parche conformados a una forma cilíndrica para operar a 2.4 GHz y 5.8 GHz. Estas agrupaciones serán ubicadas en vehículos aéreos no tripulados.
Cada diseño propuesto cumple con especificaciones planteadas por las necesidades de los diferentes proyectos como: niveles adecuados de adaptación, diagramas de radiación acorde con la aplicación, dimensiones y material específico. / [CA] En l'actualitat, amb el ràpid desenvolupament dels sistemes de comunicacions sense fils, es presenta la necessitat de comptar amb elements radiants que permitisquen la radiació eficient de les ones electromagnètiques que transporten la informació. Davant la creixent demanda y en base a certs requeriments, en aquesta tesi es presenten diversos prototips d'antenes fabricades amb tecnologies planars com PCB "Printed Circuit Board" i LTCC "Low Temperature Co-fired Ceramic".
Cada prototip que es proposa es planteja com a solució per projectes que requereixen que l'antena presente determinades característiques. D'acord amb les especificacions sol·licitades, com poden ser la freqüència de treball, l'ample de banda, el tipus de polarització, o la mida y la forma, es buscaren les alternatives de disseny més apropiades. Per aplicacions satel·litals, a 5.8 GHz es proposen dos tipus d'antenes amb polarització circular: la primera és una antena plana "patch antena" quadrada amb ranura inclinada y la segona és una antena reconfigurable en polarització fabricada amb tecnologia LTCC. Per tal d'operar a la banda Ku a 17 GHz, es va proposar utilitzar agrupacions de ranures en guia d'ona integrada en substrat, mentre que per aplicacions vehiculars, el monopols foren les antenes que millor s'adaptaren a les formes y espais disponibles per al seu muntatge.
A més a més, pel gran interès que han despertat les aplicacions que operen en bandes de freqüència que no requereixen de permís o llicència per a la seua utilització, es dissenyaren agrupacions d'antenes planes conformades a una forma cilíndrica per operar a 2.4 GHz i 5.8 GHz. Estes agrupacions seran ubicades en vehicles aeris no tripulats.
Cada disseny proposat compleix amb les especificacions plantejades per les necessitats dels diferents projectes com: nivells adequats d'adaptació, diagrames de radiació d'acord amb l'aplicació, dimensions i material específic. / Navarro Méndez, DV. (2015). NUEVOS SISTEMAS RADIANTES REALIZADOS CON TECNOLOGÍAS IMPRESAS [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/54118
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PERSON RE-IDENTIFICATION USING RGB-DEPTH CAMERASOliver Moll, Javier 29 December 2015 (has links)
[EN] The presence of surveillance systems in our lives has drastically increased during the last years. Camera networks can be seen in almost every crowded public and private place, which generate huge amount of data with valuable information. The automatic analysis of data plays an important role to extract relevant information from the scene. In particular, the problem of person re-identification is a prominent topic that has become of great interest, specially for the fields of security or marketing. However, there are some factors, such as changes in the illumination conditions, variations in the person pose, occlusions or the presence of outliers that make this topic really challenging. Fortunately, the recent introduction of new technologies such as depth cameras opens new paradigms in the image processing field and brings new possibilities. This Thesis proposes a new complete framework to tackle the problem of person re-identification using commercial rgb-depth cameras. This work includes the analysis and evaluation of new approaches for the modules of segmentation, tracking, description and matching. To evaluate our contributions, a public dataset for person re-identification using rgb-depth cameras has been created.
Rgb-depth cameras provide accurate 3D point clouds with color information. Based on the analysis of the depth information, an novel algorithm for person segmentation is proposed and evaluated. This method accurately segments any person in the scene, and naturally copes with occlusions and connected people. The segmentation mask of a person generates a 3D person cloud, which can be easily tracked over time based on proximity.
The accumulation of all the person point clouds over time generates a set of high dimensional color features, named raw features, that provides useful information about the person appearance. In this Thesis, we propose a family of methods to extract relevant information from the raw features in different ways. The first approach compacts the raw features into a single color vector, named Bodyprint, that provides a good generalisation of the person appearance over time. Second, we introduce the concept of 3D Bodyprint, which is an extension of the Bodyprint descriptor that includes the angular distribution of the color features. Third, we characterise the person appearance as a bag of color features that are independently generated over time. This descriptor receives the name of Bag of Appearances because its similarity with the concept of Bag of Words. Finally, we use different probabilistic latent variable models to reduce the feature vectors from a statistical perspective. The evaluation of the methods demonstrates that our proposals outperform the state of the art. / [ES] La presencia de sistemas de vigilancia se ha incrementado notablemente en los últimos anños. Las redes de videovigilancia pueden verse en casi cualquier espacio público y privado concurrido, lo cual genera una gran cantidad de datos de gran valor. El análisis automático de la información juega un papel importante a la hora de extraer información relevante de la escena. En concreto, la re-identificación de personas es un campo que ha alcanzado gran interés durante los últimos años, especialmente en seguridad y marketing. Sin embargo, existen ciertos factores, como variaciones en las condiciones de iluminación, variaciones en la pose de la persona, oclusiones o la presencia de artefactos que hacen de este campo un reto. Afortunadamente, la introducción de nuevas tecnologías como las cámaras de profundidad plantea nuevos paradigmas en la visión artificial y abre nuevas posibilidades. En esta Tesis se propone un marco completo para abordar el problema de re-identificación utilizando cámaras rgb-profundidad. Este trabajo incluye el análisis y evaluación de nuevos métodos de segmentación, seguimiento, descripción y emparejado de personas. Con el fin de evaluar las contribuciones, se ha creado una base de datos pública para re-identificación de personas usando estas cámaras.
Las cámaras rgb-profundidad proporcionan nubes de puntos 3D con información de color. A partir de la información de profundidad, se propone y evalúa un nuevo algoritmo de segmentación de personas. Este método segmenta de forma precisa cualquier persona en la escena y resuelve de forma natural problemas de oclusiones y personas conectadas. La máscara de segmentación de una persona genera una nube de puntos 3D que puede ser fácilmente seguida a lo largo del tiempo.
La acumulación de todas las nubes de puntos de una persona a lo largo del tiempo genera un conjunto de características de color de grandes dimensiones, denominadas características base, que proporcionan información útil de la apariencia de la persona. En esta Tesis se propone una familia de métodos para extraer información relevante de las características base. La primera propuesta compacta las características base en un vector único de color, denominado Bodyprint, que proporciona una buena generalización de la apariencia de la persona a lo largo del tiempo. En segundo lugar, se introducen los Bodyprints 3D, definidos como una extensión de los Bodyprints que incluyen información angular de las características de color. En tercer lugar, la apariencia de la persona se caracteriza mediante grupos de características de color que se generan independientemente a lo largo del tiempo. Este descriptor recibe el nombre de Grupos de Apariencias debido a su similitud con el concepto de Grupos de Palabras. Finalmente, se proponen diferentes modelos probabilísticos de variables latentes para reducir los vectores de características desde un punto de vista estadístico. La evaluación de los métodos demuestra que nuestras propuestas superan los métodos del estado del arte. / [CA] La presència de sistemes de vigilància s'ha incrementat notòriament en els últims anys. Les xarxes de videovigilància poden veure's en quasi qualsevol espai públic i privat concorregut, la qual cosa genera una gran quantitat de dades de gran valor. L'anàlisi automàtic de la informació pren un paper important a l'hora d'extraure informació rellevant de l'escena. En particular, la re-identificaciò de persones és un camp que ha aconseguit gran interès durant els últims anys, especialment en seguretat i màrqueting. No obstant, hi ha certs factors, com variacions en les condicions d'il.luminació, variacions en la postura de la persona, oclusions o la presència d'artefactes que fan d'aquest camp un repte. Afortunadament, la introducció de noves tecnologies com les càmeres de profunditat, planteja nous paradigmes en la visió artificial i obri noves possibilitats. En aquesta Tesi es proposa un marc complet per abordar el problema de la re-identificació mitjançant càmeres rgb-profunditat. Aquest treball inclou l'anàlisi i avaluació de nous mètodes de segmentació, seguiment, descripció i emparellat de persones. Per tal d'avaluar les contribucions, s'ha creat una base de dades pública per re-identificació de persones emprant aquestes càmeres.
Les càmeres rgb-profunditat proporcionen núvols de punts 3D amb informació de color. A partir de la informació de profunditat, es defineix i s'avalua un nou algorisme de segmentació de persones. Aquest mètode segmenta de forma precisa qualsevol persona en l'escena i resol de forma natural problemes d'oclusions i persones connectades. La màscara de segmentació d'una persona genera un núvol de punts 3D que pot ser fàcilment seguida al llarg del temps.
L'acumulació de tots els núvols de punts d'una persona al llarg del temps genera un conjunt de característiques de color de grans dimensions, anomenades característiques base, que hi proporcionen informació útil de l'aparença de la persona. En aquesta Tesi es proposen una família de mètodes per extraure informació rellevant de les característiques base. La primera proposta compacta les característiques base en un vector únic de color, anomenat Bodyprint, que proporciona una bona generalització de l'aparença de la persona al llarg del temps. En segon lloc, s'introdueixen els Bodyprints 3D, definits com una extensió dels Bodyprints que inclouen informació angular de les característiques de color. En tercer lloc, l'aparença de la persona es caracteritza amb grups de característiques de color que es generen independentment a llarg del temps. Aquest descriptor reb el nom de Grups d'Aparences a causa de la seua similitud amb el concepte de Grups de Paraules. Finalment, es proposen diferents models probabilístics de variables latents per reduir els vectors de característiques des d'un punt de vista estadístic. L'avaluació dels mètodes demostra que les propostes presentades superen als mètodes de l'estat de l'art. / Oliver Moll, J. (2015). PERSON RE-IDENTIFICATION USING RGB-DEPTH CAMERAS [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59227
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Linear and nonlinear room compensation of audio rendering systemsFuster Criado, Laura 07 January 2016 (has links)
[EN] Common audio systems are designed with the intent of creating real and immersive scenarios that allow the user to experience a particular acoustic sensation that does not depend on the room he is perceiving the sound. However, acoustic devices and multichannel rendering systems working inside a room, can impair the global audio effect and thus the 3D spatial sound.
In order to preserve the spatial sound characteristics of multichannel rendering techniques, adaptive filtering schemes are presented in this dissertation to compensate these electroacoustic effects and to achieve the immersive sensation of the desired acoustic system. Adaptive filtering offers a solution to the room equalization problem that is doubly interesting. First of all, it iteratively solves the room inversion problem, which can become computationally complex to obtain when direct methods are used. Secondly, the use of adaptive filters allows to follow the time-varying room conditions.
In this regard, adaptive equalization (AE) filters try to cancel the echoes due to the room effects. In this work, we consider this problem and propose effective and robust linear schemes to solve this equalization problem by using adaptive filters. To do this, different adaptive filtering schemes are introduced in the AE context. These filtering schemes are based on three strategies previously introduced in the literature: the convex combination of filters, the biasing of the filter weights and the block-based filtering. More specifically, and motivated by the sparse nature of the acoustic impulse response and its corresponding optimal inverse filter, we introduce different adaptive equalization algorithms.
In addition, since audio immersive systems usually require the use of multiple transducers, the multichannel adaptive equalization problem should be also taken into account when new single-channel approaches are presented, in the sense that they can be straightforwardly extended to the multichannel case.
On the other hand, when dealing with audio devices, consideration must be given to the nonlinearities of the system in order to properly equalize the electroacoustic system. For that purpose, we propose a novel nonlinear filtered-x approach to compensate both room reverberation and nonlinear distortion with memory caused by the amplifier and loudspeaker devices.
Finally, it is important to validate the algorithms proposed in a real-time implementation. Thus, some initial research results demonstrate that an adaptive equalizer can be used to compensate room distortions. / [ES] Los sistemas de audio actuales están diseñados con la idea de crear escenarios reales e inmersivos que permitan al usuario experimentar determinadas sensaciones acústicas que no dependan de la sala o situación donde se esté percibiendo el sonido. Sin embargo, los dispositivos acústicos y los sistemas multicanal funcionando dentro de salas, pueden perjudicar el efecto global sonoro y de esta forma, el sonido espacial 3D.
Para poder preservar las características espaciales sonoras de los sistemas de reproducción multicanal, en esta tesis se presentan los esquemas de filtrado adaptativo para compensar dichos efectos electroacústicos y conseguir la sensación inmersiva del sistema sonoro deseado. El filtrado adaptativo ofrece una solución al problema de salas que es interesante por dos motivos. Por un lado, resuelve de forma iterativa el problema de inversión de salas, que puede llegar a ser computacionalmente costoso para los métodos de inversión directos existentes. Por otro lado, el uso de filtros adaptativos permite seguir las variaciones cambiantes de los efectos de la sala de escucha.
A este respecto, los filtros de ecualización adaptativa (AE) intentan cancelar los ecos introducidos por la sala de escucha. En esta tesis se considera este problema y se proponen esquemas lineales efectivos y robustos para resolver el problema de ecualización mediante filtros adaptativos. Para conseguirlo, se introducen diferentes esquemas de filtrado adaptativo para AE. Estos esquemas de filtrado se basan en tres estrategias ya usadas en la literatura: la combinación convexa de filtros, el sesgado de los coeficientes del filtro y el filtrado basado en bloques. Más especificamente y motivado por la naturaleza dispersiva de las respuestas al impulso acústicas y de sus correspondientes filtros inversos óptimos, se presentan diversos algoritmos adaptativos de ecualización específicos.
Además, ya que los sistemas de audio inmersivos requieren usar normalmente múltiples trasductores, se debe considerar también el problema de ecualización multicanal adaptativa cuando se diseñan nuevas estrategias de filtrado adaptativo para sistemas monocanal, ya que éstas deben ser fácilmente extrapolables al caso multicanal.
Por otro lado, cuando se utilizan dispositivos acústicos, se debe considerar la existencia de no linearidades en el sistema elactroacústico, para poder ecualizarlo correctamente. Por este motivo, se propone un nuevo modelo no lineal de filtrado-x que compense a la vez la reverberación introducida por la sala y la distorsión no lineal con memoria provocada por el amplificador y el altavoz.
Por último, es importante validar los algoritmos propuestos mediante implementaciones en tiempo real, para asegurarnos que pueden realizarse. Para ello, se presentan algunos resultados experimentales iniciales que muestran la idoneidad de la ecualización adaptativa en problemas de compensación de salas. / [CA] Els sistemes d'àudio actuals es dissenyen amb l'objectiu de crear ambients reals i immersius que permeten a l'usuari experimentar una sensació acústica particular que no depèn de la sala on està percebent el so. No obstant això, els dispositius acústics i els sistemes de renderització multicanal treballant dins d'una sala poden arribar a modificar l'efecte global de l'àudio i per tant, l'efecte 3D del so a l'espai.
Amb l'objectiu de conservar les característiques espacials del so obtingut amb tècniques de renderització multicanal, aquesta tesi doctoral presenta esquemes de filtrat adaptatiu per a compensar aquests efectes electroacústics i aconseguir una sensació immersiva del sistema acústic desitjat.
El filtrat adaptatiu presenta una solució al problema d'equalització de sales que es interessant baix dos punts de vista. Per una banda, el filtrat adaptatiu resol de forma iterativa el problema inversió de sales, que pot arribar a ser molt complexe computacionalment quan s'utilitzen mètodes directes. Per altra banda, l'ús de filtres adaptatius permet fer un seguiment de les condicions canviants de la sala amb el temps.
Més concretament, els filtres d'equalització adaptatius (EA) intenten cancel·lar els ecos produïts per la sala. A aquesta tesi, considerem aquest problema i proposem esquemes lineals efectius i robustos per a resoldre aquest problema d'equalització mitjançant filtres adaptatius. Per aconseguir-ho, diferent esquemes de filtrat adaptatiu es presenten dins del context del problema d'EA. Aquests esquemes de filtrat es basen en tres estratègies ja presentades a l'estat de l'art: la combinació convexa de filtres, el sesgat dels pesos del filtre i el filtrat basat en blocs. Més concretament, i motivat per la naturalesa dispersa de la resposta a l'impuls acústica i el corresponent filtre òptim invers, presentem diferents algorismes d'equalització adaptativa.
A més a més, com que els sistemes d'àudio immersiu normalment requereixen l'ús de múltiples transductors, cal considerar també el problema d'equalització adaptativa multicanal quan es presenten noves solucions de canal simple, ja que aquestes s'han de poder estendre fàcilment al cas multicanal.
Un altre aspecte a considerar quan es treballa amb dispositius d'àudio és el de les no linealitats del sistema a l'hora d'equalitzar correctament el sistema electroacústic. Amb aquest objectiu, a aquesta tesi es proposa una nova tècnica basada en filtrat-x no lineal, per a compensar tant la reverberació de la sala com la distorsió no lineal amb memòria introduïda per l'amplificador i els altaveus.
Per últim, és important validar la implementació en temps real dels algorismes proposats. Amb aquest objectiu, alguns resultats inicials demostren la idoneïtat de l'equalització adaptativa en problemes de compensació de sales. / Fuster Criado, L. (2015). Linear and nonlinear room compensation of audio rendering systems [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/59459
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Relación estructura-función de las proteínas virales implicadas en el movimiento de los carmovirus y su interacción con factores celularesSerra Soriano, Marta 10 March 2016 (has links)
Tesis por compendio / [EN] Previous results obtained in the research group where this thesis has been performed shown that the MNSV uses the cellular secretory pathway, through its membrane protein DGBp2 (p7B) to reach the cell periphery. Knowledge about signals/motifs of membrane proteins that facilitate or permit such transport was then rather scarce. In this work we determined the residues involved in the transport of a viral transmembrane protein through the early secretory pathway (DGBp2, MNSV p7B). The residues involved are located in both the Nt (cytosolic) and Ct region (luminal) being one of the first examples in plants of a luminal ER export signal. With this information we have proposed a model in which after insertion and correct folding of the protein in the ER membrane, the luminal Ct of p7B interacts through the K49 residue with a transmembrane adapter associated with the actin cytoskeleton for movement and concentration in the RE-cortical. Nt cytoplasmic seems to be necessary to associate with the COPII vesicle components. Moreover, we have deepened in the study of the interactome of the carmovirus MPs and we have identified through a two-hybrid assay (Y2H), three cellular proteins capable of interacting with three DGBp1 from three different carmovirus (MNSV, TCV and CarMV). These cellular factors are the 60S ribosomal protein P3 (RPP3A), the g subunit of the translation initiation factor 3 (eIF3g) and the transcription factor WRKY36. These interactions were confirmed by BiFC. Furthermore, mutagenesis assays showed that binding domain of these DGBp1 is a FNF conserved domain at the very Ct end. The fact that these three proteins interact with the same host factors suggest a possible mechanism common to most if not all carmoviruses. The unstructured Nt region of MNSV CP, as for other RNA viruses, generally is responsible for viral RNA binding so it is usually called R domain. By using substitution and deletion mutants, we have shown that this R domain (which in MNSV comprising the first 94 residues) is not involved only in the packaging and binding of the viral genome, but is also responsible of CP multifunctionality. By EMSA assays with deletion mutants we could determine that the R domain was essential for binding of RNA. It was further noted that within the R domain there was a conserved region between aa 60 to 91 region, which appears to play a role in both the genomic RNA binding and in vitro encapsidation of subgenomic RNAs. However, in packaging assays, it was observed that the R domain is essential for full genome encapsidation and that the region between residue 31 and 91 is required for both cell to cell and systemic movement. Finally, using PVX as an expression vector, we showed that MNSV CP can act as a suppressor of silencing most likely by sequestering sRNAs.
With very few exceptions, plant viruses use the phloem to move from infection sites to distal parts of the plant. In order to know the phloem proteome of infected plants and to identify in the future potential host proteins that facilitate or hinder the systemic transport of viruses, in the last chapter we conducted a comparative proteomic analysis by 2D-DIGE between phloem of MNSV-infected and healthy melon plants. From a total of 1046 spots, 25 were detected having significant abundance changes between the two conditions. After mass spectrometric analysis, 22 spots corresponding to 19 protein, were identified (13 of which were overrepresented and 9 had decreased abundance). Many of the identified proteins were involved in cell death and control of redox homeostasis. Two of these 19 proteins were never described in phloem proteomic assays. / [ES] Resultados previos obtenidos en el grupo de investigación donde se ha realizado la presente Tesis habían puesto de manifiesto que el MNSV utiliza la ruta de secreción celular, a través de su proteína de membrana DGBp2 (p7B), para alcanzar la periferia celular. Hasta el momento de realizar la presente Tesis los conocimientos sobre las señales/motivos de las proteínas de membrana que facilitan o permiten dicho transporte eran más bien escasos. En este trabajo hemos determinado los residuos implicados en la salida de una proteína transmembrana viral en la ruta de secreción temprana (DGBp2, p7B MNSV). Los residuos implicados se encuentran tanto en la región Nt (citosólica) como en la Ct (luminal) siendo éste uno de los primeros ejemplos descritos en plantas de señal luminal de salida de RE. Con todos estos datos se ha propuesto un modelo en el que después de la inserción y correcto plegamiento de la proteína en la membrana del RE, el Ct luminal de p7B interacciona a través del residuo K49 con un adaptador transmembrana asociado al citoesqueleto de actina para su movimiento y concentración en el RE cortical. El motivo Nt citoplasmático sería necesario para el ensamblaje de la vesícula COPII. Por otra parte se ha profundizado en el estudio del interactoma de las MPs de los carmovirus y se han identificado, mediante un ensayo de doble híbrido (Y2H), tres proteínas celulares capaces de interaccionar con tres DGBp1 procedentes de tres carmovirus diferentes (MNSV, TCV y CarMV). Estos factores celulares son la proteína P3 del ribosoma 60S (RPP3A), la subunidad g del factor de iniciación de la traducción 3 (eIF3g) y el factor de transcripción WRKY36. Estas interacciones fueron confirmadas por BiFC. Además, mediante ensayos de mutagénesis se demostró que el dominio de unión de estas DGBp1 es un dominio Ct (FNF) conservado. El hecho de que estas tres proteínas interaccionen con los mismos factores sugiere un posible mecanismo común para todos o la mayor parte de los carmovirus.
Las CPs virales constituyen el paradigma de la multifuncionalidad proteica y, además de su obvio papel estructural, intervienen en un gran número de procesos del ciclo viral, incluyendo el transporte del RNA viral. La región Nt desestructurada de la CP del MNSV, al igual que para otros virus de RNA, generalmente es la encargada de unir el RNA viral por lo que se le suele llamar dominio R. Mediante mutantes de deleción y sustitución se ha demostrado que este dominio R (que en el MNSV comprende los primeros 94 residuos) no interviene solo en la encapsidación y unión del genoma viral, sino que es la responsable de la multifuncionalidad de la CP. Mediante EMSAs con mutantes de deleción se pudo determinar que la región R es esencial para la unión del RNA. Además se observó que dentro del dominio R se encuentra una región conservada entre los aa 60 al 91, que parece desempeñar un papel tanto en la unión de RNA genómico in vitro como en la encapsidación de RNAs subgenómicos. Sin embargo, en ensayos de encapsidación se observó que todo el dominio R es esencial para la encapsidación del genoma completo y que la región comprendida entre el residuo 31 y el 91 es necesaria para el movimiento tanto célula a célula como sistémico. Finalmente, utilizando PVX como vector de expresión, se demostró que la CP del MNSV puede actuar como un supresor del silenciamiento mediante la unión a los sRNAs.
Con objeto de conocer el proteoma del floema de plantas infectadas y poder en el futuro identificar posibles proteínas del huésped que faciliten o dificulten el transporte sistémico de los virus, en el último capítulo se llevó a cabo un análisis proteómico comparativo, mediante 2D-DIGE, entre floemas de plantas de melón infectadas con MNSV y plantas sanas. Se detectaron 1046 spots de los cuales 2 poseían cambios significativos entre las dos condiciones Dos de estas 19 proteínas no habían sido descritas previamente en ens / [CA] Resultats previs obtinguts en el grup de recerca on s'ha realitzat la present Tesi havien posat de manifest que el MNSV utilitza la ruta de secreció cel·lular, a través de la seva proteïna de membrana DGBp2 (p7B), per arribar-hi a la perifèria cel·lular. Fins al moment de realitzar la present Tesi els coneixements sobre els senyals/motius de les proteïnes de membrana que faciliten o permeten aquest transport eren més aviat escassos. En aquest treball hem determinat els residus implicats en el transport d'una proteïna transmembrana viral a través de la ruta de secreció primerenca (DGBp2, p7B MNSV). Els residus implicats es troben tant a la regió Nt (citosòlica) com en la Ct (luminal) sent aquest un dels primers exemples descrits en plantes de senyal luminal de sortida de RE. Amb totes aquestes dades s'ha proposat un model en el qual després de la inserció i correcte plegament de la proteïna en la membrana del RE, el Ct luminal de p7B interacciona a través del residu K49 amb un adaptador transmembrana associat al citoesquelet d'actina per al seu moviment i concentració en el RE cortical. El motiu Nt citoplasmàtic caldria per a l'acoblament de la vesícula COPII.
D'altra banda s'ha aprofundit en l'estudi del interactoma de les MPs dels carmovirus i s'han identificat, mitjançant un assaig de doble híbrid (Y2H), tres proteïnes cel·lulars capaces d'interaccionar amb tres DGBp1 procedents de tres Carmovirus diferents (MNSV, TCV i CarMV). Aquests factors cel·lulars són la proteïna P3 del ribosoma 60S (RPP3A), la subunitat g del factor d'iniciació de la traducció 3 (eIF3g) i el factor de transcripció WRKY36. Aquestes interaccions van ser confirmades per BiFC. A més, mitjançant assajos de mutagènesi es va demostrar que el domini d'unió d'aquestes DGBp1 és un domini Ct (FNF) conservat. El fet que aquestes tres proteïnes interaccionen amb els mateixos factors suggereix un possible mecanisme comú per a tots o la major part dels carmovirus.
Les CPs virals constitueixen el paradigma de la multifuncionalitat proteica i, a més del seu obvi paper estructural, intervenen en un gran nombre de processos del cicle viral, incloent el transport de l'RNA viral. La regió Nt desestructurada de la CP del MNSV, igual que per altres virus de RNA, generalment és l'encarregada d'unir l'RNA viral pel que se li sol cridar domini R. Mitjançant mutants de deleció i substitució s'ha demostrat que aquest domini R (que en el MNSV comprèn els primers 94 residus) no intervé només a la encapsidación i unió del genoma viral, sinó que és la responsable de la multifuncionalitat de la CP. Mitjançant EMSAs amb mutants de deleció es va poder determinar que el domini R essencial per a la unió de l'RNA. A més es va observar que dins del domini R es troba una regió conservada entre els aa 60 al 91, que sembla tenir un paper tant en la unió de RNA genòmic in vitro com en l'encapsidació de RNAs subgenómicos. No obstant això, en assajos d'encapsidació es va observar que tot el domini R és essencial per a l'encapsidació del genoma complet i que la regió compresa entre el residu 31 i el 91 és essencial per al moviment tant cèl·lula a cèl·lula com sistèmic. Finalment, utilitzant PVX com a vector d'expressió, es va demostrar que la CP del MNSV pot actuar com un supressor de silenciament mitjançant la unió als sRNAs. Amb l'objecte de conèixer el proteoma del floema de plantes infectades i poder en el futur identificar possibles proteïnes de l'hoste que facilitin o dificultin el transport sistèmic dels virus, en l'últim capítol es va dur a terme una anàlisi proteòmic comparatiu, mitjançant 2D-DIGE, entre floemas de plantes de meló infectades amb MNSV i plantes sanes. Es van detectar 1046 espots dels quals 25 tenien canvis significatius entre les dues condicions. Després de sotmetre les proteïnes a una anàlisi d'espectrometria de masses , es van identificar 19 proteïnes que corresponien a 22 espots Dues / Serra Soriano, M. (2016). Relación estructura-función de las proteínas virales implicadas en el movimiento de los carmovirus y su interacción con factores celulares [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61634 / Compendio
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Lentes de Microondas de bajo perfil en la banda de ondas milimétricasMoy Li, Hon Ching 02 September 2020 (has links)
[ES] Los sistemas de antenas de bajo perfil en la banda de ondas milimétrica han suscitado un creciente interés en los últimos años. Esta tesis presenta el diseño de antenas de bajo perfil basadas en lentes planas de microondas de doble polarización, con alta ganancia y con simetría en el diagrama de radiación. En concreto, la tesis se enfoca en lentes planas con dieléctricos artificiales, e iluminadas por bocinas de bajo perfil. Para mejorar esta iluminación, también se han diseñado alimentadores de bajo perfil con dieléctricos artificiales.
En esta Tesis se realiza una revisión de diferentes métodos para el control de la constante de propagación en celdas periódicas de superficies selectivas en frecuencia (FSS), así como de los parámetros más importantes que rigen su comportamiento electromagnético. Las FSS multicapa son idóneas para el diseño de lentes planas de microondas ya que permiten controlar la fase del coeficiente de transmisión con pocas pérdidas, y son fáciles de diseñar y construir. Las lentes diseñadas con este tipo de FSS son estructuras planas, de bajo perfil y peso reducido. Esto se debe a la capacidad de las FSS de modificar la constante de propagación por medio de una estructura que no requiere contacto entre capas.
Para poder iluminar las lentes apropiadamente, en esta tesis se analizan diversos tipos de alimentadores y se propone un alimentador de bajo perfil con gran pureza de polarización y alta eficiencia. Esto se consigue insertando corrugaciones radiales en las paredes de la bocina, con lo que se consigue excitar un modo híbrido cuya distribución de campo es prácticamente uniforme en toda la apertura.
Dado el coste computacional del análisis de onda completa de las lentes planas de microondas, en esta tesis se propone el diseño de las lentes usando gráficas paramétricas de las celdas unidad de las FSS. Estos diseños se han fabricado y medido, dando unos resultados experimentales excelentes, tanto en adaptación como en radiación. Estos resultados demuestran la viabilidad de usar FSS multicapa para el diseño de lentes planas de microondas. / [EN] Low-profile antenna systems in the millimeter-wave band have experienced an increasing interest in recent years. This thesis presents the design of low-profile antennas based on microwave flat lenses with double polarization, with high gain, and symmetric radiation pattern. In particular, the thesis focuses on flat lenses with artificial dielectrics, and illuminated by low-profile feeders. To improve this illumination, low-profile feeders with artificial dielectrics have also been designed.
In this thesis, a review of different methods for the control of the propagation constant in periodic cells of frequency selective surfaces (FSS), as well as the most important parameters that govern its electromagnetic behavior, is carried out. The multilayer FSS are ideal for the design of flat microwave lenses since they allow controlling the phase of the transmission coefficient with few losses and are easy to design and build. Lenses designed with this type of FSS are flat structures, low profile, and low weight. This is due to the ability of the FSS to modify the propagation constant through a structure that does not require contact between layers.
In order to be able to illuminate the lenses properly, in this thesis different types of feeders are analyzed and a low-profile feeder with high polarization purity, and high efficiency is proposed. This is achieved by inserting radial corrugations into the walls of the horn, which makes it possible to excite a hybrid mode whose field distribution is practically uniform throughout the aperture.
Given the computational cost of the full-wave analysis of microwave flat lenses, this thesis proposes the design of the lenses using parametric studies of the FSS unit cells. These designs have been manufactured and measured, giving excellent experimental results, both in matching and radiation. These results demonstrate the feasibility of using multilayer FSS for the design of microwave flat lenses. / [CA] Els sistemes d'antenes de baix perfil en la banda d'ones millimètriqueses han suscitat un creixent interés en els últims anys. Aquesta tesi presenta el disseny d'antenes de baix perfil basades en lents planes de microones de doble polarització, amb alt guany i amb simetria en el diagrama de radiació. En concret, la tesi s'enfoca en lents planes amb dielèctrics arti- ficials, i il luminades per botzines de baix perfil. Per a millorar aquesta il luminació, també s'han dissenyat alimentadors de baix perfil amb die- lèctrics artificials. En aquesta Tesi es realitza una revisió de diferents mètodes per al control de la constant de propagació en cel les periòdiques de superfícies selectives en freqüència (FSS), així com dels paràmetres més importants que regeixen el seu comportament electromagnètic. Les FSS multicapa són idònies per al disseny de lents planes de microones perquè permeten controlar la fase del coeficient de transmissió amb poques pèrdues, i són fàcils de dissenyar i construir. Les lents dissenyades amb aquesta mena de FSS són estructures planes, de baix perfil i pes reduït. Això es deu a la capacitat de les FSS de modificar la constant de propagació per mitjà d'una estructura que no requereix contacte entre capes. Per a poder il luminar el lent apropiadament, en aquesta tesi s'analitzen di- versos tipus d'alimentadors i es proposa un alimentador de baix perfil amb gran puresa de polarització i alta eficiència. Això s'aconsegueix inserint co- rrugacions radials en les parets de la botzina, amb el que s'aconsegueix excitar una mode híbrid amb una distribució de camp pràcticament uni- forme en tota l'obertura. Donat el cost computacional de l'anàlisi d'ona completa de les lents planes de microones, en aquesta tesi es proposa el disseny de les lents usant gràfi- ques paramètriques de les cel les unitat de les FSS. Aquests dissenys s'han fabricat i mesurat, donant uns resultats experimentals excel lents, tant en adaptació com en radiació. Aquests resultats demostren la viabilitat d'usar FSS multicapa per al disseny de lents planes de microones. / Moy Li, HC. (2020). Lentes de Microondas de bajo perfil en la banda de ondas milimétricas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/149563
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