Turbo Learning Framework for Human-Object Interactions Recognition and Human Pose Estimation

Human-object interactions (HOI) recognition and pose estimation are two closely related tasks. Human pose is an essential cue for recognizing actions and localizing the interacted objects. Meanwhile, human action and their interacted objects' localizations provide guidance for pose estimation. In this paper, we propose a turbo learning framework to perform HOI recognition and pose estimation simultaneously. First, two modules are designed to enforce message passing between the tasks, i.e. pose aware HOI recognition module and HOI guided pose estimation module. Then, these two modules form a closed loop to utilize the complementary information iteratively, which can be trained in an end-to-end manner. The proposed method achieves the state-of-the-art performance on two public benchmarks including Verbs in COCO (V-COCO) and HICO-DET datasets.Comment: AAAI201

Arabic Isolated Word Speaker Dependent Recognition System

In this thesis we designed a new Arabic isolated word speaker dependent recognition system based on a combination of several features extraction and classifications techniques. Where, the system combines the methods outputs using a voting rule. The system is implemented with a graphic user interface under Matlab using G62 Core I3/2.26 Ghz processor laptop. The dataset used in this system include 40 Arabic words recorded in a calm environment with 5 different speakers using laptop microphone. Each speaker will read each word 8 times. 5 of them are used in training and the remaining are used in the test phase. First in the preprocessing step we used an endpoint detection technique based on energy and zero crossing rates to identify the start and the end of each word and remove silences then we used a discrete wavelet transform to remove noise from signal. In order to accelerate the system and reduce the execution time we make the system first to recognize the speaker and load only the reference model of that user. We compared 5 different methods which are pairwise Euclidean distance with MelFrequency cepstral coefficients (MFCC), Dynamic Time Warping (DTW) with Formants features, Gaussian Mixture Model (GMM) with MFCC, MFCC+DTW and Itakura distance with Linear Predictive Coding features (LPC) and we got a recognition rate of 85.23%, 57% , 87%, 90%, 83% respectively. In order to improve the accuracy of the system, we tested several combinations of these 5 methods. We find that the best combination is MFCC | Euclidean + Formant | DTW + MFCC | DTW + LPC | Itakura with an accuracy of 94.39% but with large computation time of 2.9 seconds. In order to reduce the computation time of this hybrid, we compare several subcombination of it and find that the best performance in trade off computation time is by first combining MFCC | Euclidean + LPC | Itakura and only when the two methods do not match the system will add Formant | DTW + MFCC | DTW methods to the combination, where the average computation time is reduced to the half to 1.56 seconds and the system accuracy is improved to 94.56%. Finally, the proposed system is good and competitive compared with other previous researches

Multiparametric Optimization of Complex System Management Scenarios Based on Simulation Models

This work is devoted to the development of a multiparametric optimization module for a digital management decision support tool based on simulation models. It is noted that the optimization of simulation models of complex socioeconomic and sociotechnical systems involves the generation of multiple scenarios of system development, their calculation, and further comparison, which imposes additional requirements on the optimization algorithms used. Moreover, complex socioeconomic and sociotechnical systems are characterized by a multiplicity of goals, which leads to multiparametric optimization.  The result of the work is the algorithm for solving the problem of optimization of multiparametric scenario calculations using the example of a two-parameter optimization problem. The scope of the calculation optimization problem is to form the optimal set of scenarios that will ensure satisfactory computing time and, at the same time, give a representative scenario calculation result. Thus, the contribution of the current research is to formalize the processes of optimizing the parameters of simulation models of complex systems. In the course of the study, existing approaches to process optimization are considered. Based on the analysis of existing approaches to the formation of an optimal set of scenarios, ways to improve the algorithm type using approaches to scenario reduction or the introduction of genetic algorithms for the formation of an optimal set of scenarios are proposed. This work is carried out within a project to develop a digital tool to support managerial decision-making in sociotechnical and socioeconomic systems

Una aproximación multinivel para el diseño sistemático de circuitos integrados de radiofrecuencia.

Tesis reducida por acuerdo de confidencialidad.En un mercado bien establecido como el de las telecomunicaciones, donde se está evolucionando hacia el 5G, se estima que hoy en día haya más de 2 Mil Millones de usuarios de Smartphones. Solo de por sí, este número es asombroso. Pero nada se compara a lo que va a pasar en un futuro muy próximo. El próximo boom tecnológico está directamente conectado con el mercado emergente del internet of things (IoT). Se estima que, en 2020, habrá 20 Mil Millones de dispositivos físicos conectados y comunicando entre sí, lo que equivale a 4 dispositivos físicos por cada persona del planeta. Debido a este boom tecnológico, van a surgir nuevas e interesantes oportunidades de inversión e investigación. De hecho, se estima que en 2020 se van a invertir cerca de 3 Mil Millones de dólares solo en este mercado, un 50% más que en 2017. Todos estos dispositivos IoT tienen que comunicarse inalámbricamente entre sí, algo en lo que los circuitos de radiofrecuencia (RF) son imprescindibles. El problema es que el diseño de circuitos RF en tecnologías nanométricas se está haciendo extraordinariamente difícil debido a su creciente complejidad. Este hecho, combinado con los críticos compromisos entre las prestaciones de estos circuitos, tales como el consumo de energía, el área de chip, la fiabilidad de los chips, etc., provocan una reducción en la productividad en su diseño, algo que supone un problema debido a las estrictas restricciones time-to-market de las empresas. Es posible concluir, por tanto, que uno de los ámbitos en los que es tremendamente importante centrarse hoy en día, es el desarrollo de nuevas metodologías de diseño de circuitos RF que permitan al diseñador obtener circuitos que cumplan con especificaciones muy exigentes en un tiempo razonable. Debido a las complejas relaciones entre prestaciones de los circuitos RF (por ejemplo, ruido de fase frente a consumo de potencia en un oscilador controlado por tensión), es fácil comprender que el diseño de circuitos RF es una tarea extremadamente complicada y debe ser soportada por herramientas de diseño asistido por ordenador (EDA). En un escenario ideal, los diseñadores tendrían una herramienta EDA que podría generar automáticamente un circuito integrado (IC), algo definido en la literatura como un compilador de silicio. Con esta herramienta ideal, el usuario sólo estipularía las especificaciones deseadas para su sistema y la herramienta generaría automáticamente el diseño del IC listo para fabricar (lo que se denomina diseño físico o layout). Sin embargo, para sistemas complejos tales como circuitos RF, dicha herramienta no existe. La tesis que se presenta, se centra exactamente en el desarrollo de nuevas metodologías de diseño capaces de mejorar el estado del arte y acortar la brecha de productividad existente en el diseño de circuitos RF. Por lo tanto, con el fin de establecer una nueva metodología de diseño para sistemas RF, se han de abordar distintos cuellos de botella del diseño RF con el fin de diseñar con éxito dichos circuitos. El diseño de circuitos RF ha seguido tradicionalmente una estrategia basada en ecuaciones analíticas derivadas específicamente para cada circuito y que exige una gran experiencia del diseñador. Esto significa que el diseñador plantea una estrategia para diseñar el circuito manualmente y, tras varias iteraciones, normalmente logra que el circuito cumpla con las especificaciones deseadas. No obstante, conseguir diseños con prestaciones óptimas puede ser muy difícil utilizando esta metodología, ya que el espacio de diseño (o búsqueda) es enorme (decenas de variables de diseño con cientos de combinaciones diferentes). Aunque el diseñador llegue a una solución que cumpla todas las especificaciones, nunca estará seguro de que el diseño al que ha llegado es el mejor (por ejemplo, el que consuma menos energía). Hoy en día, las técnicas basadas en optimización se están utilizando con el objetivo de ayudar al diseñador a encontrar automáticamente zonas óptimas de diseño. El uso de metodologías basadas en optimización intenta superar las limitaciones de metodologías previas mediante el uso de algoritmos que son capaces de realizar una amplia exploración del espacio de diseño para encontrar diseños de prestaciones óptimas. La filosofía de estas metodologías es que el diseñador elige las especificaciones del circuito, selecciona la topología y ejecuta una optimización que devuelve el valor de cada componente del circuito óptimo (por ejemplo, anchos y longitudes de los transistores) de forma automática. Además, mediante el uso de estos algoritmos, la exploración del espacio de diseño permite estudiar los distintos y complejos compromisos entre prestaciones de los circuitos de RF. Sin embargo, la problemática del diseño de RF es mucho más amplia que la selección del tamaño de cada componente. Con el objetivo de conseguir algo similar a un compilador de silicio para circuitos RF, la metodología desarrollada en la tesis, tiene que ser capaz de asegurar un diseño robusto que permita al diseñador tener éxito frente a medidas experimentales, y, además, las optimizaciones tienen que ser elaboradas en tiempos razonables para que se puedan cumplir las estrictas restricciones time-to-market de las empresas. Para conseguir esto, en esta tesis, hay cuatro aspectos clave que son abordados en la metodología: 1. Los inductores integrados todavía son un cuello de botella en circuitos RF. Los parásitos que aparecen a altas frecuencias hacen que las prestaciones de los inductores sean muy difíciles de modelar. Existe, por tanto, la necesidad de desarrollar nuevos modelos más precisos, pero también muy eficientes computacionalmente que puedan ser incluidos en metodologías que usen algoritmos de optimización. 2. Las variaciones de proceso son fenómenos que afectan mucho las tecnologías nanométricas, así que para obtener un diseño robusto es necesario tener en cuenta estas variaciones durante la optimización. 3. En las metodologías de diseño manual, los parásitos de layout normalmente no se tienen en cuenta en una primera fase de diseño. En ese sentido, cuando el diseñador pasa del diseño topológico al diseño físico, puede que su circuito deje de cumplir con las especificaciones. Estas consideraciones físicas del circuito deben ser tenidas en cuenta en las primeras etapas de diseño. Por lo tanto, con el fin de abordar este problema, la metodología desarrollada tiene que tener en cuenta los parásitos de la realización física desde una primera fase de optimización. 4. Una vez se ha desarrollado la capacidad de generar distintos circuitos RF de forma automática utilizando esta metodología (amplificadores de bajo ruido, osciladores controlados por tensión y mezcladores), en la tesis se aborda también la composición de un sistema RF con una aproximación multinivel, donde el proceso empieza por el diseño de los componentes pasivos y termina componiendo distintos circuitos, construyendo un sistema (por ejemplo, un receptor de radiofrecuencia). La tesis aborda los cuatro problemas descritos anteriormente con éxito, y ha avanzado considerablemente en el estado del arte de metodologías de diseño automáticas/sistemáticas para circuitos RF.Premio Extraordinario de Doctorado U

An intelligent approach to quality of service for MPEG-4 video transmission in IEEE 802.15.1

Nowadays, wireless connectivity is becoming ubiquitous spreading to companies and in domestic areas. IEEE 802.15.1 commonly known as Bluetooth is high-quality, high-security, high-speed and low-cost radio signal technology. This wireless technology allows a maximum access range of 100 meters yet needs power as low as 1mW. Regrettably, IEEE 802.15.1 has a very limited bandwidth. This limitation can become a real problem If the user wishes to transmit a large amount of data in a very short time. The version 1.2 which is used in this project could only carry a maximum download rate of 724Kbps and an upload rate of 54Kbps In its asynchronous mode. But video needs a very large bandwidth to be transmitted with a sufficient level of quality. Video transmission over IEEE 802.15.1 networks would therefore be difficult to achieve, due to the limited bandwidth. Hence, a solution to transmit digital video with a sufficient quality of picture to arrive at the receiving end is required. A hybrid scheme has been developed in this thesis, comprises of a fuzzy logic set of rules and an artificial neural network algorithms. MPEG-4 video compression has been used in this work to optimise the transmission. This research further utilises an ‘added-buffer’ to prevent excessive data loss of MPEG-4 video over IEEE 802.15.1transmission and subsequently increase picture quality. The neural-fuzzy scheme regulates the output rate of the added-buffer to ensure that MPEG-4 video stream conforms to the traffic conditions of the IEEE 802.15.1 channel during the transmission period, that is to send more data when the bandwidth is not fully used and keep the data in the buffers if the bandwidth is overused. Computer simulation results confirm that intelligence techniques and added-buffer do improve quality of picture, reduce data loss and communication delay, as compared with conventional MPEG video transmission over IEEE 802.15.1