El objetivo general de esta Tesis es el estudio de las redes neuronales artificiales (ANN) con implementación hardware enfocadas hacia la compresión de imágenes y video en tiempo real. Como objetivos específicos, la Tesis se propone: explorar la factibilidad de utilizar las redes neuronales en las diferentes etapas de un sistema de compresión de imágenes; evaluar las redes Self Organizing Feature Map (SOM) en su implementación hardware utilizadas para la cuantización vectorial de imágenes; analizar la capacidad para procesar video en tiempo real de un sistema de compresión de imágenes que combine la cuantización vectorial basada en redes neuronales con otras técnicas; y estructurar un sistema para realizar el entrenamiento de redes neuronales utilizando esquemas de co-diseño hardware-software. La Tesis expone primeramente los conceptos fundamentales relacionados con la compresión de imágenes considerando tanto los principios teóricos subyacentes como las técnicas que se usan para llevar a cabo las tareas involucradas con las diferentes etapas que integran un compresor. A continuación efectúa una revisión de los trabajos de investigación en los que las ANN se utilizan para la compresión de imágenes, tarea que es precedida por un breve repaso del desarrollo que se ha observado en el campo de las ANN. En la parte práctica la Tesis tiene dos apartados. En el primero se desarrolla una red neuronal tipo SOM que se utiliza como cuantizador vectorial para la aplicación de que se ocupa. Partiendo del análisis de seis arquitecturas susceptibles de ser usadas, la red SOM se diseña utilizando una arquitectura masivamente paralela tipo SIMD y se implementa en hardware sobre una FPGA. Finalmente se experimenta con la red y se presentan los resultados. En el segundo apartado se estructura el banco de entrenamiento para la red SOM utilizando una metodología de codiseño hardware-software en la cual la red neuronal SOM se integra al banco como núcleo de un neurocoprocesador en u / Ramírez Agundis, A. (2008). Diseño y experimentación de un cuantizador vectorial hardware basado en redes neuronales para un sistema de codificación de video [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3444

En esta tesis doctoral se presenta el diseño y realización de arquitecturas VLSI de estimación de movimiento, en sus versiones de pixeles enteros y fraccionarios, para la etapa de predicción de la compensación de movimiento del estándar de codificación de video H.264/AVC. Las arquitecturas propuestas son estructuras de procesamiento pipeline-paralelas con alta eficiencia en su data_path y una administración optima de la memoria. Utilizando el algoritmo full-search block matching, los diseños cumplen los requerimientos de tamaño de bloque variable y resolución de ¼ de píxel del estándar con máxima calidad. Los estimadores de movimiento combinan las características de las arquitecturas consideradas en el estado del arte junto con la aplicación de nuevos esquemas y algoritmos hardware, en el proceso de codificación del componente luma de la señal de video. Diseñadas como coprocesadores de aceleración hardware para procesadores de 32 bits, las arquitecturas que se presentan han sido simuladas y sintetizadas para FPGA Virtex-4 de Xilinx, utilizando el lenguaje de descripción de hardware VHDL. / Mora Campos, A. (2008). Estudio de Arquitecturas VLSI de la etapa de predicción de la compensación de movimiento, para compresión de imágenes y video con Algoritmos full-search. Aplicación al estándar H.264/AVC [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/3446

Describir los mejores procesos para ejecutar correctamente una estrategia de una forma eficiente y con calidad no es siempre una tarea fácil. La estandarizaci ón de procesos en general y de Vías Clínicas en particular requiere de potentes herramientas de especificación e implementación que apoyen a los expertos en diseño. La utilización de modelos de Flujos de Trabajo (del inglés Work ows) facilita a los expertos en diseño la creación las reglas de ejecución de sus sistemas como si fueran programadores. Aún así debido a la gran mutabilidad de los procesos reales, es muy difícil conocer como los procesos se están ejecutando en la realidad. La utilización de técnicas de reconocimiento de formas pueden ayudar a los expertos en procesos a inferir, a partir de muestras de ejecución pasadas, modelos que expliquen la forma en la que estos procesos están efectivamente ejecutándose. Este paradigma es conocido como Aprendizaje de Flujos de Trabajo (del inglés Work ow Mining). Los cambios de estado en los procesos de cuidado existentes en las Vías Clínicas se basan en los resultados de las acciones. Los modelos actuales de Aprendizaje de Flujos de Trabajo no recogen esta información en sus corpus. Por eso, los actuales sistemas de aprendizaje no cubren las necesidades de problemas complejos como es el caso de las Vías Clínicas. En esta Tesis se van a estudiar los modelos de representación, interpretación y aprendizaje de Flujos de Trabajo con la intención de proponer un modelo adecuado para resolver los problemas que impiden a los diseñadores de procesos complejos, como Vías Clínicas, utilizar técnicas de Aprendizaje de Flujos de Trabajo. Para ello se va a definir un nuevo paradigma adecuado para el apoyo al diseño de Vías Clínicas, además de proporcionar herramientas para su uso. Por esto en esta Tesis se presenta además un modelo de representación de Flujos de Trabajo con una alta expresividad y legibilidad, una herramienta software capaz de ejecutar y simular Flujos de Trab / Fernández Llatas, C. (2009). Representación, interpretación y aprendizaje de flujos de trabajo basado en actividades para la estandarización de vías clínicas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4562

En estos momentos la Universidad española se encuentra ante un momento crucial en el que se conjuga, entre otros, por una parte la incorporación al espacio europeo de educación superior, y por otra un prolongado descenso en el número de alumnos que acceden a la Universidad. Para afrontar esta coyuntura las Universidades han iniciado la elaboración de planes estratégicos, programas globales, análisis de la situación de cada universidad, etc., En este trabajo se realiza un análisis estatrégico de la evolución de las titulaciones TIC en la UPV, con los objetivos de analizar la evolución de estos estudios en los últimos años y determinar cuál va a ser la evolución previsible en los próximos, con el fin de plantear acciones que permitan decantar a más alumnos hacia estas carreras, si se considera necesario desde los órganos de gobierno. Adicionalmente se propone desarrollar una metodología de análisis trasferible a otras áreas de estudio El trabajo se inicia con una descripción de los objetivos perseguidos y la metodología seguida para alcanzarlos. En el Capítulo 2 se analiza el sistema educativo español, en el Capítulo 3 se analizan los datos utilizados referentes al sistema educativo, tanto globales como locales, dedicando el Capítulo 4 especialmente al empleo. En el capítulo 5 se analizan los estudios TIC en la UPV y en el Capítulo 6 se presentan las conclusiones del trabajo. / Capilla Lladró, R. (2009). Análisis estratégico de los estudios TIC en la Universidad Politécnica de Valencia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/5767

El volumen intracraneal lo integran el volumen de líquido cefalorraquídeo (LCR), el de la sangre y el del parénquima cerebral. La entrada de sangre al cráneo en la sístole incrementa el volumen intracraneal. Según la ley de Monroe-Kellie debe ocurrir una descompensación en los volúmenes restantes para mantener constante el volumen total. Los desequilibrios que se producen en este proceso de la homeostasis cerebral se han asociado tanto a enfermedades neurodegenerativas como a cerebrovasculares. Por tanto, es necesario contar con metodologías adecuadas para analizar la dinámica de los fluidos intracraneales (LCR y sangre). Las secuencias dinámicas de resonancia magnética en contraste de fase (RM-CF) con sincronismo cardíaco permiten cuantificar el flujo de LCR y de sangre durante un ciclo cardíaco. La medición de flujo mediante secuencias de RM-CF es precisa y reproducible siempre que se use un protocolo de adquisición adecuado. La reproducibilidad y exactitud de las medidas dependen también del uso de técnicas adecuadas de posproceso que permitan segmentar las regiones de interés (ROI) independientemente del operador y admitan corregir los errores de fondo introducidos por la supresión imperfecta de las corrientes inducidas y la contribución a la señal de los pequeños movimientos que presenta el mesencéfalo por la transmisión del pulso vascular así como el submuestreo (aliasing), reflejado como un cambio abrupto y opuesto del sentido original del flujo. Estas técnicas de análisis deben también tener en cuenta los errores relacionados con el efecto de volumen parcial (EVP), causado por la presencia de tejido estacionario y de flujo en el interior de los vóxeles de la periferia de la región a estudiar El objetivo principal de esta tesis es desarrollar una metodología reproducible para evaluar cuantitativamente la dinámica de los fluidos intracraneales dentro de espacios de LCR (acueducto de Silvio, cisterna prepontina y espacio perimedular C2C3) y principales va / Flórez Ordóñez, YN. (2009). Intracranial fluids dynamics: a quantitative evaluation by means of phase-contrast magnetic resonance imaging [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/6029

Los vasos sanguíneos poseen características estructurales y funcionales que disminuyen o amortiguan la pulsatilidad del flujo y la presión generada por la eyección ventricular. Este amortiguamiento determina que el flujo capilar sea continuo para optimizar la perfusión tisular y que la pulsatilidad de la onda de presión sea suficientemente baja como para no dañar la fina pared capilar. Es sabido que la rigidez arterial es determinada tanto por componentes funcionales como estructurales relacionados con las características elásticas propias de las arterias. Es sabido que la presión arterial (BP) persistentemente elevada modifica la rigidez arterial incrementándola debido a modificaciones en la estructura de las fibras de colágeno y elastina. Por otro lado, el incremento de la rigidez arterial, incrementa la velocidad de onda de pulso arterial (PWV) generada por la eyección ventricular. De modo similar, el incremento de la rigidez arterial provoca un aumento en la velocidad de la onda reflejada de presión, la cual se produce en las paredes de las arterias y las bifurcaciones del árbol arterial, esta condición modifica la morfología del pulso digital de volumen (DVP). Se estudió en esta investigación el comportamiento de la velocidad de onda de pulso en diferentes sitios de interés con respecto a la presión arterial y factores de riesgo cardiovascular que intervienen. Las valoraciones se realizaron a la velocidad de onda de pulso brazo-tobillo (baPWV), velocidad de onda de pulso dedo índice-dedo mayor (ftPWV) así como a las medidas de velocidad de onda de pulso corazón-dedo índice (hfPWV) y velocidad de onda de pulso corazón-dedo mayor (htPWV). Estudios similares se realizaron con el pulso digital de volumen (DVP) en su comportamiento con la presión arterial y factores de riesgo. Los parámetros de interés que se evaluaron son el índice de rigidez (SIDVP) y el índice de reflexión (RIDVP). / Padilla Hernández, JM. (2010). Caracterización de la onda de pulso arterial, velocidad (PWV) y morfología (DVP), como estimadores de la presión arterial [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7767

Las arritmias supraventriculares, en particular la fibrilación auricular (FA), son las enfermedades cardíacas más comúnmente encontradas en la práctica clínica rutinaria. La prevalencia de la FA es inferior al 1\% en la población menor de 60 años, pero aumenta de manera significativa a partir de los 70 años, acercándose al 10\% en los mayores de 80. El padecimiento de un episodio de FA sostenida, además de estar ligado a una mayor tasa de mortalidad, aumenta la probabilidad de sufrir tromboembolismo, infarto de miocardio y accidentes cerebrovasculares. Por otro lado, los episodios de FA paroxística, aquella que termina de manera espontánea, son los precursores de la FA sostenida, lo que suscita un alto interés entre la comunidad científica por conocer los mecanismos responsables de perpetuar o conducir a la terminación espontánea de los episodios de FA. El análisis del ECG de superficie es la técnica no invasiva más extendida en la diagnosis médica de las patologías cardíacas. Para utilizar el ECG como herramienta de estudio de la FA, se necesita separar la actividad auricular (AA) de las demás señales cardioeléctricas. En este sentido, las técnicas de Separación Ciega de Fuentes (BSS) son capaces de realizar un análisis estadístico multiderivación con el objetivo de recuperar un conjunto de fuentes cardioeléctricas independientes, entre las cuales se encuentra la AA. A la hora de abordar un problema de BSS, se hace necesario considerar un modelo de mezcla de las fuentes lo más ajustado posible a la realidad para poder desarrollar algoritmos matemáticos que lo resuelvan. Un modelo viable es aquel que supone mezclas lineales. Dentro del modelo de mezclas lineales se puede además hacer la restricción de que estas sean instantáneas. Este modelo de mezcla lineal instantánea es el utilizado en el Análisis de Componentes Independientes (ICA). / Vayá Salort, C. (2010). Characterization and processing of atrial fibrillation episodes by convolutive blind source separation algorithms and nonlinear analysis of spectral features [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8416

Hay una concienciación cada vez mayor de la importancia de diferencias entre los hombres y las mujeres, en edad adulta y preadolescencia, en la fisiología y la patofisiología del sistema cardiovascular. Una de las diferencias más importantes entre los hombres y las mujeres con respecto a sexo y a arritmias es el mayor riesgo en mujeres de una taquicardia ventricular polimórfica, conocida como Torsade de Pointes (TdP), inducida por las drogas que prolongan la repolarización. Además, el género femenino es un factor de riesgo independiente para el síncope y la muerte súbita en el síndrome de QT largo congénito (SQTL), mientras los preadolescentes varones presentan un mayor número de eventos cardiacos cuya letalidad es más alta que en preadolescentes del sexo femenino. En este trabajo se han formulado nuevos modelos computacionales que permiten simular las diferencias relacionadas al sexo y la edad en mamíferos. Los modelos de adulto macho, adulto hembra, preadolescente macho y preadolescente hembra incluyen las características electrofisiológicas de tejidos epicardial, midmiocardial y endocardial haciendo posible la simulación de la heterogeneidad transmural del ventrículo. Se modelizaron los efectos del fármaco antiarrítmico dofetilide con las formulaciones de Hodgkin Huxley y Markov y se simularon la acción de este fármaco en los modelos de adulto macho, adulto hembra, preadolescente macho y preadolescente hembra, tanto en células de cardiomiocitos como células del canal hERG, incluidas tipo wild type y de mutaciones en condiciones normales como en condiciones patológicas. En esta investigación se observó como el dofetilide redujo la componente rápida de la corriente de rectificación tardía produciendo una mayor prolongación en la duración del potencial de acción (APD), incrementando la incidencia de postdepolarizaciones tempranas (EADs) y aumentando la dispersión transmural de repolarización (DOR) en todos los modelos. En base a los resultados en las diferencias r / González Garza, RS. (2011). Diferencias relacionadas al sexo y la edad bajo los efectos de mutaciones y el fármaco Dofetilide [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11404

Moya Payá, J. (2013). Estudio de la conectividad funcional en cerebros de animales de experimentación a partir del análisis de imágenes de resonancia magnética mediante técnicas de clasificación no supervisada [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/18238

The work for this thesis is in line with the field of Instrumentation for Particle Accelerators, so called Beam Diagnostics. It is presented the development of a series of electro-mechanical devices called Inductive Pick-Ups (IPU) for Beam Position Monitoring (BPM). A full set of 17 BPM units (16 + 1 spare), named BPS units, were built and installed into the Test Beam Line (TBL), an electron beam decelerator, of the 3rd CLIC Test Facility (CTF3) at CERN ¿European Organization for the Nuclear Research¿. The CTF3, built at CERN by an international collaboration, was meant to demonstrate the technical feasibility of the key concepts for CLIC ¿Compact Linear Collider¿ as a future linear collider based on the novel two-beam acceleration scheme, and in order to achieve the next energy frontier for a lepton collider in theMulti-TeV scale. Modern particle accelerators and in particular future colliders like CLIC requires an extreme alignment and stabilization of the beam in order to enhance its quality, which rely heavily on a beam based alignment techniques. Here the BPMs, like the BPS-IPU, play an important role providing the beam position with precision and high resolution, besides a beam current measurement in the case of the BPS, along the beam lines. The BPS project carried out at IFIC was mainly developed in two phases: prototyping and series production and test for the TBL. In the first project phase two fully functional BPS prototypes were constructed, focusing in this thesis work on the electronic design of the BPS on-board PCBs (Printed Circuit Boards) which are based on transformers for the current sensing and beam position measurement. Furthermore, it is described the monitor mechanical design with emphasis on all the parts directly involved in its electromagnetic functioning, as a result of the coupling of the EM fields generated by the beam with those parts. For that, it was studied its operational parameters, according the TBL specifications, and it was also simulated a new circuital model reproducing the BPS monitor frequency response for its operational bandwidth (1kHz-100MHz). These prototypes were initially tested in the laboratories of the BI-PI section¿Beam Instrumentation - Position and Intensity¿ at CERN. In the second project phase the BPS monitor series, which were built based on the experience acquired during the prototyping phase, the work was focused on the realization of the characterization tests to measure the main operational parameters of each series monitor, for which it was designed and constructed two test benches with different purposes and frequency regions. The first one is designed to work in the low frequency region, between 1kHz-100MHz, in the time scale of the electron beam pulse with a repetition period of 1s and an approximate duration of 140ns. This kind of test setups called Wire Test-bench are commonly used in the accelerators instrumentation field in order to determine the characteristic parameters of a BPM (or pick-up) like its linearity and precision in the position measurement, and also its frequency response (bandwidth). This is done by emulating a low current intensity beam with a stretched wire carrying a current signals which can be precisely positioned with respect the device under test. This test bench was specifically made for the BPS monitor and conceived to perform the measurement data acquisition in an automated way, managing the measurement equipment and the wire positioning motors controller from a PC workstation. Each one of the BPS monitors series were characterized by using this system at the IFIC labs, and the test results and analysis are presented in this work. On the other hand, the high frequency tests, above the X band in the microwave spectrum and at the time scale of the micro-bunch pulses with a bunching period of 83ps (12GHz) inside a long 140ns pulse, were performed in order to measure the longitudinal impedance of the BPS monitor. This must be low enough in order to minimize the perturbations on the beam produced at crossing the monitor, which affects to its stability during the propagation along the line. For that, it was built the high frequency test bench as a coaxial waveguide structure of 24mm diameter matched at 50¿ and with a bandwidth from 18MHz to 30GHz, which was previously simulated, and having room in the middle to place the BPS as the device under test. This high frequency test bench is able to reproduce the TEM (Transversal Electro-Magnetic) propagative modes corresponding to an ultra-relativistic electron beam of 12GHz bunching frequency, so that the Scattering parameters can be measured to obtain the longitudinal impedance of the BPS in the frequency range of interest. Finally, it is also presented the results of the beam test made in the TBL line, with beam currents from 3.5A to 13A (max. available at the moment of the test). In order to determine the minimum resolution attainable by a BPS monitor in the measurement of the beam position, being the device figure of merit, with a resolution goal of 5¿m at maximum beam current of 28A according to the TBL specifications. / García Garrigós, JJ. (2013). Development of the Beam Position Monitors for the Diagnostics of the Test Beam Line in the CTF3 at CERN [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/34327