Incremental Consistency Checking in Delta-oriented UML-Models for Automation Systems

Automation systems exist in many variants and may evolve over time in order to deal with different environment contexts or to fulfill changing customer requirements. This induces an increased complexity during design-time as well as tedious maintenance efforts. We already proposed a multi-perspective modeling approach to improve the development of such systems. It operates on different levels of abstraction by using well-known UML-models with activity, composite structure and state chart models. Each perspective was enriched with delta modeling to manage variability and evolution. As an extension, we now focus on the development of an efficient consistency checking method at several levels to ensure valid variants of the automation system. Consistency checking must be provided for each perspective in isolation, in-between the perspectives as well as after the application of a delta.Comment: In Proceedings FMSPLE 2016, arXiv:1603.0857

Trespassing the Boundaries: Labeling Temporal Bounds for Object Interactions in Egocentric Video

Manual annotations of temporal bounds for object interactions (i.e. start and end times) are typical training input to recognition, localization and detection algorithms. For three publicly available egocentric datasets, we uncover inconsistencies in ground truth temporal bounds within and across annotators and datasets. We systematically assess the robustness of state-of-the-art approaches to changes in labeled temporal bounds, for object interaction recognition. As boundaries are trespassed, a drop of up to 10% is observed for both Improved Dense Trajectories and Two-Stream Convolutional Neural Network. We demonstrate that such disagreement stems from a limited understanding of the distinct phases of an action, and propose annotating based on the Rubicon Boundaries, inspired by a similarly named cognitive model, for consistent temporal bounds of object interactions. Evaluated on a public dataset, we report a 4% increase in overall accuracy, and an increase in accuracy for 55% of classes when Rubicon Boundaries are used for temporal annotations.Comment: ICCV 201

Standardization of electroencephalography for multi-site, multi-platform and multi-investigator studies: Insights from the canadian biomarker integration network in depression

Subsequent to global initiatives in mapping the human brain and investigations of neurobiological markers for brain disorders, the number of multi-site studies involving the collection and sharing of large volumes of brain data, including electroencephalography (EEG), has been increasing. Among the complexities of conducting multi-site studies and increasing the shelf life of biological data beyond the original study are timely standardization and documentation of relevant study parameters. We presentthe insights gained and guidelines established within the EEG working group of the Canadian Biomarker Integration Network in Depression (CAN-BIND). CAN-BIND is a multi-site, multi-investigator, and multiproject network supported by the Ontario Brain Institute with access to Brain-CODE, an informatics platform that hosts a multitude of biological data across a growing list of brain pathologies. We describe our approaches and insights on documenting and standardizing parameters across the study design, data collection, monitoring, analysis, integration, knowledge-translation, and data archiving phases of CAN-BIND projects. We introduce a custom-built EEG toolbox to track data preprocessing with open-access for the scientific community. We also evaluate the impact of variation in equipment setup on the accuracy of acquired data. Collectively, this work is intended to inspire establishing comprehensive and standardized guidelines for multi-site studies

Defects in Product Line Models and How to Identify Them

This chapter is about generic (language-independent) verification criteria of product line models, its identification, formalisation, categorization, implementation with constraint programming techniques and its evaluation on several industrial and academic product line models represented with several languages

Configuration Analysis for Large Scale Feature Models: Towards Speculative-Based Solutions

Los sistemas de alta variabilidad son sistemas de software en los que la gestión de la variabilidad es una actividad central. Algunos ejemplos actuales de sistemas de alta variabilidad son el sistema web de gesión de contenidos Drupal, el núcleo de Linux, y las distribuciones Debian de Linux. La configuración en sistemas de alta variabilidad es la selección de opciones de configuración según sus restricciones de configuración y los requerimientos de usuario. Los modelos de características son un estándar “de facto” para modelar las funcionalidades comunes y variables de sistemas de alta variabilidad. No obstante, el elevado número de componentes y configuraciones que un modelo de características puede contener hacen que el análisis manual de estos modelos sea una tarea muy costosa y propensa a errores. Así nace el análisis automatizado de modelos de características con mecanismos y herramientas asistidas por computadora para extraer información de estos modelos. Las soluciones tradicionales de análisis automatizado de modelos de características siguen un enfoque de computación secuencial para utilizar una unidad central de procesamiento y memoria. Estas soluciones son adecuadas para trabajar con sistemas de baja escala. Sin embargo, dichas soluciones demandan altos costos de computación para trabajar con sistemas de gran escala y alta variabilidad. Aunque existan recusos informáticos para mejorar el rendimiento de soluciones de computación, todas las soluciones con un enfoque de computación secuencial necesitan ser adaptadas para el uso eficiente de estos recursos y optimizar su rendimiento computacional. Ejemplos de estos recursos son la tecnología de múltiples núcleos para computación paralela y la tecnología de red para computación distribuida. Esta tesis explora la adaptación y escalabilidad de soluciones para el analisis automatizado de modelos de características de gran escala. En primer lugar, nosotros presentamos el uso de programación especulativa para la paralelización de soluciones. Además, nosotros apreciamos un problema de configuración desde otra perspectiva, para su solución mediante la adaptación y aplicación de una solución no tradicional. Más tarde, nosotros validamos la escalabilidad y mejoras de rendimiento computacional de estas soluciones para el análisis automatizado de modelos de características de gran escala. Concretamente, las principales contribuciones de esta tesis son: • Programación especulativa para la detección de un conflicto mínimo y 1 2 preferente. Los algoritmos de detección de conflictos mínimos determinan el conjunto mínimo de restricciones en conflicto que son responsables de comportamiento defectuoso en el modelo en análisis. Nosotros proponemos una solución para, mediante programación especulativa, ejecutar en paralelo y reducir el tiempo de ejecución de operaciones de alto costo computacional que determinan el flujo de acción en la detección de conflicto mínimo y preferente en modelos de características de gran escala. • Programación especulativa para un diagnóstico mínimo y preferente. Los algoritmos de diagnóstico mínimo determinan un conjunto mínimo de restricciones que, por una adecuada adaptación de su estado, permiten conseguir un modelo consistente o libre de conflictos. Este trabajo presenta una solución para el diagnóstico mínimo y preferente en modelos de características de gran escala mediante la ejecución especulativa y paralela de operaciones de alto costo computacional que determinan el flujo de acción, y entonces disminuir el tiempo de ejecución de la solución. • Completar de forma mínima y preferente una configuración de modelo por diagnóstico. Las soluciones para completar una configuración parcial determinan un conjunto no necesariamente mínimo ni preferente de opciones para obtener una completa configuración. Esta tesis soluciona el completar de forma mínima y preferente una configuración de modelo mediante técnicas previamente usadas en contexto de diagnóstico de modelos de características. Esta tesis evalua que todas nuestras soluciones preservan los valores de salida esperados, y también presentan mejoras de rendimiento en el análisis automatizado de modelos de características con modelos de gran escala en las operaciones descrita

A deep learning framework for quality assessment and restoration in video endoscopy

Endoscopy is a routine imaging technique used for both diagnosis and minimally invasive surgical treatment. Artifacts such as motion blur, bubbles, specular reflections, floating objects and pixel saturation impede the visual interpretation and the automated analysis of endoscopy videos. Given the widespread use of endoscopy in different clinical applications, we contend that the robust and reliable identification of such artifacts and the automated restoration of corrupted video frames is a fundamental medical imaging problem. Existing state-of-the-art methods only deal with the detection and restoration of selected artifacts. However, typically endoscopy videos contain numerous artifacts which motivates to establish a comprehensive solution. We propose a fully automatic framework that can: 1) detect and classify six different primary artifacts, 2) provide a quality score for each frame and 3) restore mildly corrupted frames. To detect different artifacts our framework exploits fast multi-scale, single stage convolutional neural network detector. We introduce a quality metric to assess frame quality and predict image restoration success. Generative adversarial networks with carefully chosen regularization are finally used to restore corrupted frames. Our detector yields the highest mean average precision (mAP at 5% threshold) of 49.0 and the lowest computational time of 88 ms allowing for accurate real-time processing. Our restoration models for blind deblurring, saturation correction and inpainting demonstrate significant improvements over previous methods. On a set of 10 test videos we show that our approach preserves an average of 68.7% which is 25% more frames than that retained from the raw videos.Comment: 14 page