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    Detectando agrupamientos y contornos: un estudio doble sobre representación de formas

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    Las formas juegan un rol clave en nuestro sistema cognitivo: en la percepción de las formas yace el principio de la formación de conceptos. Siguiendo esta línea de pensamiento, la escuela de la Gestalt ha estudiado extensivamente la percep- ción de formas como el proceso de asir características estructurales encontradas o impuestas sobre el material de estímulo.En resumen, tenemos dos modelos de formas: pueden existir físicamente o ser un producto de nuestros procesos cogni- tivos. El primer grupo está compuesto por formas que pueden ser definidas extra- yendo los contornos de objetos sólidos. En este trabajo nos restringiremos al caso bidimensional. Decimos entonces que las formas del primer tipo son formas planares. Atacamos el problema de detectar y reconocer formas planares. Cier- tas restricciones teóricas y prácticas nos llevan a definir una forma planar como cualquier pedazo de línea de nivel de una imagen. Comenzamos por establecer que los métodos a contrario existentes para de- tectar líneas de nivel son usualmente muy restrictivos: una curva debe ser enter- amente saliente para ser detectada. Esto se encuentra en clara contradicción con la observación de que pedazos de líneas de nivel coinciden con los contornos de los objetos. Por lo tanto proponemos una modificación en la que el algoritmo de detección es relajado, permitiendo la detección de curvas parcialmente salientes. En un segundo acercamiento, estudiamos la interacción entre dos maneras diferentes de determinar la prominencia de una línea de nivel. Proponemos un esquema para competición de características donde el contraste y la regularidad compiten entre ellos, resultando en que solamente las líneas de nivel contrastadas y regulares son consderedas salientes. Una tercera contribución es un algoritmo de limpieza que analiza líneas de nivel salientes, descartando los pedazos no salientes y conservando los salientes. Está basado en un algoritmo para detección de multisegmentos que fue extendido para trabajar con entradas periódicas. Finalmente, proponemos un descriptor de formas para codificar las formas detectadas, basado en el Shape Context global. Cada línea de nivel es codificada usando shape contexts, generando así un nuevo descriptor semi-local. A contin- uación adaptamos un algoritmShape plays a key role in our cognitive system: in the perception of shape lies the beginning of concept formation. Following this lines of thought, the Gestalt school has extensively studied shape perception as the grasping of structural fea- tures found in or imposed upon the stimulus material. In summary, we have two models for shapes: they can exist physically or be a product of our cognitive pro- cesses. The first group is formed by shapes that can be defined by extracting contours from solid objects. In this work we will restrict ourselves to the two dimensional case. Therefore we say that these shapes of the first type are planar shapes. We ad- dress the problem of detecting and recognizing planar shapes. A few theoretical and practical restrictions lead us to define a planar shape as any piece of mean- ingful level line of an image. We begin by stating that previous a contrario methods to detect level lines are often too restrictive: a curve must be entirely salient to be detected. This is clearly in contradiction with the observation that pieces to level lines coincide with object boundaries. Therefore we propose a modification in which the detection criterion is relaxed by permitting the detection of partially salient level lines. As a second approach, we study the interaction between two different ways of determining level line saliency: contrast and regularity. We propose a scheme for feature competition where contrast and regularity contend with each other, resulting in that only contrasted and regular level lines are considered salient. A third contribution is a clean-up algorithm that analyses salient level lines, discarding the non-salient pieces and returning the salient ones. It is based on an algorithm for multisegment detection, which was extended to work with periodic inputs. Finally, we propose a shape descriptor to encode the detected shapes, based on the global Shape Context. Each level line is encoded using shape contexts, thus generating a new semi-local descriptor. We then adapt an existing a contrario shape matching algorithm to our particular case. The second group is composed by shapes that do not correspond to a solid object but are formed by integrating several solid objects. The simplest shapes in this group are arrangements of points in two dimensions. Clustering techniques might be helpful in these situations. In a seminal work from 1971, Zahn faced the problem of finding perceptual clusters according to the proximity gestalt and proposed three basic principles for clustering algorithms: (1) only inter-point distances matter, (2) stable results across executions and (3) independence from the exploration strategy. A last implicit requirement is crucial: clusters may have arbitrary shapes and detection algorithms must be capable of dealing with this. In this part we will focus on designing clustering methods that completely fulfils the aforementioned requirements and that impose minimal assumptions on the data to be clustered. We begin by assessing the problem of validating clusters in a hierarchical struc- ture. Based on nonparametric density estimation methods, we propose to com- pute the saliency of a given cluster. Then, it is possible to select the most salient clusters in the hierarchy. In practice, the method shows a preference toward com- pact clusters and we propose a simple heuristic to correct this issue. In general, graph-based hierarchical methods require to first compute the com- plete graph of interpoint distances. For this reason, hierarchical methods are often considered slow. The most usually used, and the fastest hierarchical clustering al- gorithm is based on the Minimum Spanning Tree (MST). We therefore propose an algorithm to compute the MST while avoiding the intermediate step of computing the complete set of interpoint distances. Moreover, the algorithm can be fully par- allelized with ease. The algorithm exhibits good performance for low-dimensional datasets and allows for an approximate but robust solution for higher dimensions. Finally we propose a method to select clustered subtrees from the MST, by computing simple edge statistics. The method allows naturally to retrieve clus- ters with arbitrary shapes. It also works well in noisy situations, where noise is regarded as unclustered data, allowing to separate it from clustered data. We also show that the iterative application of the algorithm allows to solve a phenomenon called masking, where highly populated clusters avoid the detection less popu- lated ones.Fil:Tepper, Mariano. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

    Modeling and checking Real-Time system designs

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    Real-time systems are found in an increasing variety of application fields. Usually, they are embedded systems controlling devices that may risk lives or damage properties: they are safety critical systems. Hard Real-Time requirements (late means wrong) make the development of such kind of systems a formidable and daunting task. The need to predict temporal behavior of critical real-time systems has encouraged the development of an useful collection of models, results and tools for analyzing schedulability of applications (e.g., [log]). However, there is no general analytical support for verifying other kind of high level timing requirements on complex software architectures. On the other hand, the verification of specifications and designs of real-time systems has been considered an interesting application field for automatic analysis techniques such as model-checking. Unfortunately, there is a natural trade-off between sophistication of supported features and the practicality of formal analysis. To cope with the challenges of formal analysis real-time system designs we focus on three aspects that, we believe, are fundamental to get practical tools: model-generation, modelreduction and model-checking. Then, firstly, we extend our ideas presented in [30] and develop an automatic approach to model and verify designs of real-time systems for complex timing requirements based on scheduling theory and timed automata theory [7] (a wellknown and studied formalism to model and verify timed systems). That is, to enhance practicality of formal analysis, we focus our analysis on designs adhering to Fixed-Priority scheduling. In essence, we exploit known scheduling theory to automatically derive simple and compositional formal models. To the best of our knowledge, this is the first proposal to integrate scheduling theory into the framework of automatic formal verification. To model such systems, we present I/O Timed Components, a notion and discipline to build non-blocking live timed systems. I/O Timed Components, which are build on top of Timed Automata, provide other important methodological advantages like influence detection or compositional reasoning. Secondly, we provide a battery of automatic and rather generic abstraction techniques that, given a requirement to be analyzed, reduces the model while preserving the relevant behaviors to check it. Thus, we do not feed the verification tools with the whole model as previous formal approaches. To provide arguments about the correctness of those abstractions, we present a notion of Continuous Observational Bismulation that is weaker than strong timed bisimulation yet preserving many well-known logics for timed systems like TCTL [3]. Finally, since we choose timed automata as formal kernel, we adapt and apply their deeply studied and developed analysis theory, as well as their practical tools. Moreover, we also describe from scratch an algorithm to model-check duration properties, a feature that is not addressed by available tools. That algorithm extends the one presented in [28].Fil:Braberman, Víctor Adrián. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

    Climate networks constructed by using information-theoretic measures and ordinal time-series analysis

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    This Thesis is devoted to the construction of global climate networks (CNs) built from time series -surface air temperature anomalies (SAT)- using nonlinear analysis. Several information theory measures have been used including mutual information (MI) and conditional mutual information (CMI). The ultimate goal of the study is to improve the present understanding of climatic variability by means of networks, focusing on the different spatial and time-scales of climate phenomena. An introduction to the main components of this interdisciplinary work are offered in the first three chapters. Climate variability and patterns are introduced Chapter 1, network theory in Chapter 2, and nonlinear time series analysis -especially information theoretic methodology- in Chapter 3. In Chapter 4, the statistical similarity of SAT anomalies in different regions of the world is assessed using MI. These climate networks are constructed from time series of monthly averaged SAT anomalies, and from their symbolic ordinal representation, which allows an analysis of these interdependencies on different time scales. This analysis allows identifying topological changes in the networks when using ordinal patterns (OPs) of different time intervals. Intra-seasonal (of a few months), inter-seasonal (covering a year) and inter-annual (several years) timescales are considered. The nature of the interdependencies is then explored in Chapter 5 by using SAT data from an ensemble of atmospheric general circulation model (AGCM) runs, all of them forced by the same historical sea surface temperature (SST). It is possible to separate atmospheric variability into a forced component, and another one intrinsic to the atmosphere. In this way, it is possible to obtain climate networks for both types of variability and characterize them. Furthermore, an analysis using OP allows to construct CNs for several time scales, and evaluate the connectivity of each different network. This selecting both time scale and variability type allows to obtain a further insight into the study of SAT anomalies. The connectivity of the constructed CNs allows to assess the influence of two main climate phenomena: ENSO and the North Atlantic Oscillation (NAO). In Chapter 6, a natural extension of the network construction methodology is implemented in order to infer the direction of the links. A directionality index (DI) is used. DI can be defined as the difference of the CMI between two time series x(t) and y(t), calculated in two ways: i) considering the information about x(t) contained in t time units in the past of y(t), and ii) considering the information about y(t) contained in t time units in the past of x(t). DI is used to quantify the direction of information flow among the series, indicating the direction of the links of the network. Two SAT datasets -one monthly-averaged and another daily-averaged- are used. The links of the obtained networks are interpreted in terms of known atmospheric tropical and extra-tropical variability phenomena. Specific and relevant geographical regions are selected, the net direction of propagation of the atmospheric patterns is analyzed, and the direction of the inferred links is tested using surrogate data. These patterns are also found to be acting on various time scales, such as synoptic atmospheric waves in the extra-tropics or longer time scale events in the tropics. The final Chapter 7 presents the main conclusions, and a discussion of future work.El objetivo de esta tesis es la creación de redes climáticas (CN por las siglas en inglés) a partir de un conjunto global de series temporales de temperatura del aire superficial (SAT), utilizando técnicas de análisis no lineal de series temporales. Varias metodologías son aplicadas al estudio de la variabilidad climática, incluyendo la Información mutua (MI) y la información mutual condicional (CMI). El objetivo principal de esta tesis es estudiar la variabilidad climática a través del análisis de redes haciendo énfasis en los diferentes patrones espaciales y temporales del sistema climático. Una introducción a los componentes principales de este trabajo interdisciplinario se presenta en los primeros tres capítulos. La variabilidad climática y los patrones atmosféricos se introducen en el Capítulo 1, la teoría de redes en el Capítulo 2, y el análisis no lineal de series temporales, especialmente metodos en teorá de la información, en el Capítulo 3. En el Capítulo 4, la similitud estadística de las anomalías de SAT en diferentes regiones del mundo es evaluada utilizando MI. Estas redes climáticas globales son construidas a partir de series temporales de SAT promediadas a escalas de tiempo mensuales, y a partir de su representación simbólica, permitiendo un análisis de estas interdependencias en varias escalas temporales. Se identifican cambios topológicos entre las redes, como resultado de variaciones en el intervalo de construcción de losOP. Escalas intra-estacionales (unos meses), inter-estacionales (cubriendo un año) e inter-anuales (varios años), son consideradas. Se encuentra que un incremento en el espaciado de los patrones ordinales (por lo tanto, en la escala de tiempo del análisis ordinal), resulta en redes climáticas con un incremento en la conectividad en el Pacífico ecuatorial. Al contrario, el número de conexiones significativas decrece al realizar el análisis ordinal en una escala de tiempo más corta (es decir, comparando meses consecutivos). Este efecto es interpretado como una consecuencia del efecto de El Niño-Oscilación Sud (ENSO) actuando en escalas de tiempo más largas y de una mayor estocasticidad en las series temporales en escalas de tiempo más cortas. La naturaleza de las interdependencias es explorada en el Capítulo 5, utilizando datos de SAT, resultantes de un conjunto de salidas de un modelo atmosférico de circulación global (AGCM), todas forzadas por la misma temperatura de la superficie del mar (SST). Es posible separar la variabilidad atmosférica en una componente forzada y otra intrínseca a la atmósfera. De esta forma, se obtienen redes climáticas para ambos tipos de variabilidad, lo que posibilita caracterizarlas. Un análisis utilizando OP permite crear CNs para diferentes escalas temporales, y encontrar la escala de OP para la cual las diferentes redes presentan mayor conectividad. Este doble proceso de selección permitie estudiar la variabilidad de las anomalías de SAT desde un nuevo punto de vista. La conectividad de las redes climáticas así construídas permite evaluar la influencia de dos fenómenos climáticos: ENSO y la Oscilación del Atlántico Norte (NAO). Para esto, se pueden comparar las redes originales, con redes provenientes de series temporales a las que se les quitaron linealmente estos fenómenos. Un resultado clave de este análisis es que la conectividad de la red de variabilidad forzada es muy afectada por ENSO: eliminando el índice NINO3.4 (que caracteriza ENSO), se provoca una pérdida general de la conectividad en la red. El hecho de que incluso conexiones entre áreas muy alejadas del océano Pacífico ecuatorial se hayan perdido al quitar el índice, sugiere que estas regiones no están directamente conectadas sino que ambas son influenciadas por la zona dominada por ENSO, especialmente en escalas de tiempo interanuales. Por otro lado, en la red de variabilidad interna, independiente del forzado de las SST, las conexiones delMar del Labrador con el resto del mundo resultan significantemente afectadas por NAO, con un máximo en escalas intra-anuales. Aunque las conexiones no locales más fuertes resultan las forzadas por el océano, se muestra la presencia de teleconexiones asociadas con la variabilidad interna. En el Capítulo 6, una extensión natural de la metodología de construcción de redes es implementada, permitiendo inferir la dirección de las conexiones. Un índice de direccionalidad (DI), puede ser definido como la diferencia entre la CMI entre dos series temporales x(t ) e y(t ) calculada de dos formas: i) considerando la información de x(t ) contenida en τ unidades de tiempo en el pasado de y(t ) y ii) considerando la información de y(t ) contenida en τ unidades de tiempo en el pasado de x(t ). Este índice DI, se utiliza para cuantificar la dirección del flujo de información entre las series, lo que equivale a la dirección de la conexión entre los respectivos nodos de la red. Dos conjuntos de series temporales, uno promediado mensualmente y el otro promediado diariamente, son usados. Las conexiones de las redes resultantes son interpretadas en términos de fenómenos de variabilidad tropical y extratropical conocidos. Regiones específicas y relevantes son seleccionadas, la dirección neta de propagación de los patrones atmosféricos es analizada y contrastada con un test de inferencia estadística. Se encuentra que diferentes patrones de variabilidad, actúan en varias escalas de tiempo, tales como ondas sinópticas atmosféricas en los extra-trópicos o escalas de tiempo mayores en los trópicos. La dependencia de valores de DI con τ es investigada. Para la escala sinóptica (τ Ç 10 días), DI presenta una dependencia con τ, con un mínimo en los trópicos y máximos (en forma de trenes de ondas) en los extra-trópicos. Para valores mayores de τ, los links resultan ser relativamente robustos a la elección del parámetro, mostrando una conectividad alta en los trópicos y baja en los extra trópicos. El análisis demuestra la capacidad de DI de inferir la dirección neta de las interacciones climáticas, y de mejorar la compresión actual de fenómenos climáticos y de la predictabilidad climática. La red resultante está en total acuerdo con los conocimientos actuales de fenómenos climáticos, validando esta metodología para inferir, directamente de los datos, la dirección neta de las interacciones climáticas. Finalmente, el Capítulo 7, presenta las conclusiones, y una discusión de trabajo futuro

    Finding Edges by A Contrario Detection of Periodic Subsequences

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    <p>A new method to detect salient pieces of boundaries in an image is presented. After detecting perceptually meaningful level lines, periodic binary sequences are built by labeling each point in close curves as salient or non-salient. We propose a general and automatic method to detect meaningful subsequences within these binary sequences. Experimental results show its good performance.</p

    Supporting general data structures and execution models in runtime environments

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    Para aprovechar las plataformas paralelas, se necesitan herramientas de programación para poder representar apropiadamente los algoritmos paralelos. Además, los entornos paralelos requieren sistemas en tiempo de ejecución que ofrezcan diferentes paradigmas de computación. Existen diferentes áreas a estudiar con el fin de construir un sistema en tiempo de ejecución completo para un entorno paralelo. Esta Tesis aborda dos problemas comunes: el soporte unificado de datos densos y dispersos, y la integración de paralelismo orientado a mapeo de datos y paralelismo orientado a flujo de datos. Esta Tesis propone una solución que desacopla la representación, partición y reparto de datos, del algoritmo y de la estrategia de diseño paralelo para integrar manejo para datos densos y dispersos. Además, se presenta un nuevo modelo de programación basado en el paradigma de flujo de datos, donde diferentes actividades pueden ser arbitrariamente enlazadas para formar redes genéricas pero estructuradas que representan el cómputo globalDepartamento de Informática (Arquitectura y Tecnología de Computadores, Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial, Lenguajes y Sistemas Informáticos

    Modelado molecular de la interacción de fármacos antitumorales y nucleasas con el ADN

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    Premio Extraordinario de Doctorado de la UAH en 2013Los métodos computacionales están convirtiéndose en herramientas muy importantes en ciertas áreas de la investigación como la caracterización de sitios de unión de ligandos a proteínas, acoplamiento de pequeñas moléculas en sitios de unión al ADN y proteínas y simulaciones de dinámica molecular. Los resultados obtenidos aportan información que, a veces, está más allá de las posibilidades puramente experimentales y pueden usarse para guiar y mejorar un gran número de experimentos. El objetivo de esta tesis es estudiar mediante técnicas de modelado molecular la interacción entre el ADN y distintos ligandos incluyendo diversos fármacos antitumorales, distintas familias de nucleasas como XPF y la nucleasa de Vibrio vulnificus y la ARN polimerasa II. Las investigaciones se llevaron a cabo en colaboración con distintos grupos experimentales de la Universidad de Alcalá, del grupo del Profesor Egly en el Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire de Estrasburgo y de la empresa biotecnológica PharmaMar. Los trabajos realizados se dividen en los siguientes puntos: i)Descripción de la interacción del ADN con el nuevo fármaco antitumoral Zalypsis y análisis de su especificidad de secuencia por técnicas de modelado molecular. ii)Descripción de la interacción del ADN con el nuevo fármaco antitumoral PM01183 y análisis de su especificidad de secuencia por técnicas de modelado molecular. iii)Estudio de la interacción de XPF y la ARN polimerasa II con el ADN. Consecuencias de la incorporación de un aducto covalente con el ADN. iv)Estudio mediante simulaciones de dinámica molecular de la fusión inducida por alta temperatura de un segmento de ADN en ausencia y presencia de fármacos. v)Mecanismo de formación de entrecruzamientos intercatenarios en el ADN por Mitomicina C. Efecto de la modificación de las citosinas en su reactividad. vi)Estudio mediante simulaciones de dinámica molecular del mecanismo de acción de la nucleasa de Vibrio vulnificus e implicaciones en distintas familias de endonucleasas

    Non-covalent interactions in organotin(IV) derivatives of 5,7-ditertbutyl- and 5,7-diphenyl-1,2,4-triazolo[1,5-a]pyrimidine as recognition motifs in crystalline self- assembly and their in vitro antistaphylococcal activity

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    Non-covalent interactions are known to play a key role in biological compounds due to their stabilization of the tertiary and quaternary structure of proteins [1]. Ligands similar to purine rings, such as triazolo pyrimidine ones, are very versatile in their interactions with metals and can act as model systems for natural bio-inorganic compounds [2]. A considerable series (twelve novel compounds are reported) of 5,7-ditertbutyl-1,2,4-triazolo[1,5-a]pyrimidine (dbtp) and 5,7-diphenyl- 1,2,4-triazolo[1,5-a]pyrimidine (dptp) were synthesized and investigated by FT-IR and 119Sn M\uf6ssbauer in the solid state and by 1H and 13C NMR spectroscopy, in solution [3]. The X-ray crystal and molecular structures of Et2SnCl2(dbtp)2 and Ph2SnCl2(EtOH)2(dptp)2 were described, in this latter pyrimidine molecules are not directly bound to the metal center but strictly H-bonded, through N(3), to the -OH group of the ethanol moieties. The network of hydrogen bonding and aromatic interactions involving pyrimidine and phenyl rings in both complexes drives their self-assembly. Noncovalent interactions involving aromatic rings are key processes in both chemical and biological recognition, contributing to overall complex stability and forming recognition motifs. It is noteworthy that in Ph2SnCl2(EtOH)2(dptp)2 \u3c0\u2013\u3c0 stacking interactions between pairs of antiparallel triazolopyrimidine rings mimick basepair interactions physiologically occurring in DNA (Fig.1). M\uf6ssbauer spectra suggest for Et2SnCl2(dbtp)2 a distorted octahedral structure, with C-Sn-C bond angles lower than 180\ub0. The estimated angle for Et2SnCl2(dbtp)2 is virtually identical to that determined by X-ray diffraction. Ph2SnCl2(EtOH)2(dptp)2 is characterized by an essentially linear C-Sn-C fragment according to the X-ray all-trans structure. The compounds were screened for their in vitro antibacterial activity on a group of reference staphylococcal strains susceptible or resistant to methicillin and against two reference Gramnegative pathogens [4] . We tested the biological activity of all the specimen against a group of staphylococcal reference strains (S. aureus ATCC 25923, S. aureus ATCC 29213, methicillin resistant S. aureus 43866 and S. epidermidis RP62A) along with Gram-negative pathogens (P. aeruginosa ATCC9027 and E. coli ATCC25922). Ph2SnCl2(EtOH)2(dptp)2 showed good antibacterial activity with a MIC value of 5 \u3bcg mL-1 against S. aureus ATCC29213 and also resulted active against methicillin resistant S. epidermidis RP62A

    CORPORATE SOCIAL RESPONSIBILITY IN ROMANIA

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    The purpose of this paper is to identify the main opportunities and limitations of corporate social responsibility (CSR). The survey was defined with the aim to involve the highest possible number of relevant CSR topics and give the issue a more wholesome perspective. It provides a basis for further comprehension and deeper analyses of specific CSR areas. The conditions determining the success of CSR in Romania have been defined in the paper on the basis of the previously cumulative knowledge as well as the results of various researches. This paper provides knowledge which may be useful in the programs promoting CSR.Corporate social responsibility, Supportive policies, Romania
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