Academic literature on the topic 'Internal reconstruction'

Diffuse Optical Tomography (DOT) has been applied to imaging functional activations in the adult brain. Registered-atlas models are acceptable alternative forward models for the subject-specific models. In this work, different landmark-based rigid registration methods are quantitatively evaluated and compared in geometrical accuracy of the registration result, accuracy of light propagation approximation and recovery accuracy of the brain activations based on the whole head and localized head regions. The most suitable registration methods are selected based on accuracy and efficiency and they vary based on region of interest. For example, the most suitable registration method for recovery of whole cortex activation is the registration method based on 19 landmarks from the EEG 10/20 system and non-iterative Point to Point algorithms (EEG19nP2P registration). Efficiency of the recovery process is another popular research area in DOT. In this work, a modified generation approach of the light propagation approximation is designed based on a reduced sensitivity matrix and parallelisation process. It improves the storage efficiency by >1000% and time efficiency by ~400%. Based on this approach, the brain activation recovery of DOT can be processed on a normal laptop without large memory requirements within 45 minutes which is more suitable for a portable system.

Orientadores: Luis Felipe de Toledo Ramos Pereira, Renato Neves Feio<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia<br>Made available in DSpace on 2018-08-27T16:33:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nunes-de-Almeida_CarlosHenriqueLuz_M.pdf: 2724728 bytes, checksum: 32daa352df879ffab82840075e1dc3f6 (MD5) Previous issue date: 2015<br>Resumo: Os anfíbios da família Cycloramphidae são endêmicos da porção oriental do Brasil e alguns estão ameaçados ou em perigo de extinção. Apesar de ser uma família com poucos grupos taxonômicos, apenas três gêneros (Cycloramphus, Thoropa e Zachaenus), até o momento não há uma proposta filogenética para o gênero Thoropa que abranja todas as espécies. Então, propomos a reconstrução filogenética de Thoropa usando como grupo esterno, uma espécie do gênero Hylodes (Hylodidae), duas do gênero Cycloramphus e uma espécie do gênero Zachaenus. Definimos 86 caracteres baseados em osteologia, ecologia e morfologia externa de adultos e larvas. Neste contexto realizamos a descrição da forma larval de Cycloramphus rhyakonastes, a qual foi utilizada como grupo esterno. A filogenia proposta é baseada em critérios de máxima parcimônia. Como duas das árvores resultantes indicam parafilia, propomos aqui um novo gênero para as espécies de menor porte, separando-as das espécies maiores<br>Abstract: The phylogenetic resolution of Neotropical amphibians increased considerably in recent decades, providing great understanding of the relationships of higher taxa, such as the relationships between families and genera. After such improvement, amphibian systemticians are now focusing their efforts on lower taxa, such as the relationships within congeneric species. Under such context we did a phylogenetic reconstruction of the genus Thoropa, for which no comprehensive phylogeny is available. We examined all species of the genus including two species with extinct populations and possible new species. We adopted the criteria of maximum parsimony to analyze 86 characters based on osteology, external morphology, behavior, bioacoustics, and tadpole external morphology of at least one specimen per species. As the resulting topology of Thoropa tree indicates a possible case of paraphyly, we propose a new genus, assuring the monophyly of Thoropa in all possible scenarios<br>Mestrado<br>Biodiversidade Animal<br>Mestre em Biologia Animal

In a mobile robotic system, the interaction with the surrounding environment is essential in order to complete tasks such as localisation and mapping. This interaction can only be conducted by means of sensors that permit the accumulation of a large amount of information from several sources. However, this information is useless without adequate interpretation; thus, in order to accurately determine the positioning of the robot, it is necessary to identify and characterise landmarks in the environment required to serve as anchoring points for both localisation and mapping. Having constructed the map, an accurate analysis of the information gathered is vital. In this manner, this work is focused on two main aspects of any mobile robotic system: first, the detection and characterisation of highly descriptive landmarks by using image and point cloud processing techniques; and second, the geometrical and spatial analysis of the information gathered from the environment. For the former, two novel techniques based on image processing and geometrical analysis are presented; for the latter, a guaranteed technique for the parameter estimation of primitive shapes using interval analysis is proposed.

L’objectif de ces travaux de thèse est de proposer des approches bayésiennes “physiquement informées” pour l’estimation de directions d’arrivée de sources acoustiques sous-marines dans un milieu océanique fluctuant. Dans un premier temps nous verrons donc comment décrire ces fluctuations comme perturbation locale de la célérité du milieu pour ensuite décrire leur impact sur la propagation d’une onde et la mesure de celle-ci. Ce faisant nous pourrons décrire la dégradation subie par le signal, motivant la création d’un modèle statistique pour décrire cette perturbation. Après un état de l’art sur les méthodes d’estimation des directions d’arrivées (DOA), tout d’abord en milieu constant, puis en milieu incertain, nous définirons une modélisation de ces fluctuations sous forme d’un bruit de phase structuré selon une distribution gaussienne multivariée. Nous verrons que ce choix nous rapproche du modèle théorique de structure défini dans le premier chapitre. Cette modélisation nous permet alors de proposer la méthode paSAMP, algorithme d’Approximate Message Passing, inspirée des méthodes de reconstruction de phase et se révélant plus robuste au bruit additif, ainsi qu’au bruit de phase structuré, que les méthodes d’estimation des DOA classiques. Dans un deuxième temps, nous proposerons de réviser notre modélisation statistique et de considérer un bruit de phase distribuée selon une loi de Von Mises multivariée. Cette distribution permet une modélisation plus fidèle des bruits de phase. Considérant ce nouveau modèle, nous dériverons deux nouvelles méthodes : VitAMin et VistaBEM, respectivement extensions de paSAMP et paVBEM, déjà présent dans la littérature et reposant sur une autre approximation variationnelle bayésienne. Les premiers résultats, réalisés sur des données synthétiques considérant un modèle plus simple de VonMises unidimensionnel, s’avèrent prometteurs quant à la bonne intégration des modèles considérés et ainsi à leur robustesse au bruit de phase distribué selon ce modèle. Pour finir nous verrons que par le traitement de données réelles, il nous est possible d’extraire les mêmes grandeurs caractéristiques que celles décrites par le modèle théorique, mais également d’identifier certaines ondes internes spécifiques. Ceci à des fins de caractérisation rapide des fluctuations du milieu par méthode passive ou encore pour une initialisation informée des algorithmes proposés<br>The purpose of these works is to propose new "physically informed" bayesian algorithms for DOA estimationin presence of random fluctuations due to the presence of internal waves in the propagation medium. First we will seehow to describe these fluctuations as a local perturbation of the celerity of the medium and then the impact of such waveson a propagated signal. In doing so, we are able to observe the corruption of this signal and to propose a statistical modelof this perturbation.After a state of the art of DOA estimation techniques in both constant an uncertain media, we will propose a modelizationof the fluctuations as a multiplicative phase noise following a multivariate gaussian distribution. Very close to thetheoretical model, this distribution allows us to develop the paSAMP algorithm, an Approximate Message Passingtechnique inspired form phase retrieval litterature which integrates this multiplicative phase noise model. In order to getcloser to the theoretical model, we propose to upgrade the phase noise prior using a multivariate Von Mises prior,allowing us to propose new bayesian methods for DOA estimation such as the VitAMin and the VistaBEM algorithms asextensions of resp. the paSAMP and the paVBEM algorithms. The first results on synthetic measurement considering aunivariate Von Mises phase noise seems are promising regarding the robustness of these algorithms to this new noisemodel.To conclude, we will see with the processing of real data from the ALMA campaign that it is possible to retrieve quantitiesfrom the theoretical model through signal statistics. Moreover, these quantities allow us to identify known phenomenon inthe propagation medium with only passive measurement. Such knowledge can then be use for tomography or as "smartinitialization" of the different algorithms

Beaucoup de services vitaux de la vie quotidienne dépendent de systèmes d'ingénierie hautement complexes et interconnectés; Ces systèmes sont constitués d'un grand nombre de capteurs interconnectés, d'actionneurs et de composants du système. L'étude des systèmes interconnectés joue un rôle important dans l'étude de la fiabilité des systèmes dynamiques; car elle permet d'étudier les propriétés d'un système interconnecté en analysant ses sous-composants moins complexes. Le diagnostic des pannes est essentiel pour assurer des opérations sûres et fiables des systèmes de contrôle interconnectés. Dans toutes les situations, le système global et / ou chaque sous-système peuvent être analysés à différents niveaux pour déterminer la fiabilité du système global. Dans certains cas, il est important de déterminer les informations anormales des variables internes du sous-système local, car ce sont les causes qui contribuent au fonctionnement anormal du processus global. Cette thèse porte sur les défis de l'application de la théorie inverse du système et des techniques FDD basées sur des modèles pour traiter le problème articulaire du diagnostic des fautes et de l'analyse des causes racines (FD et RCA). Nous étudions ensuite le problème de l'inversibilité de la gauche, de l'observabilité et de la diagnosticabilité des fauts du système interconnecté, formant un algorithme FD et RCA multi-niveaux basé sur un modèle. Ce système de diagnostic permet aux composants individuels de surveiller la dynamique interne localement afin d'améliorer l'efficacité du système et de diagnostiquer des ressources de fautes potentielles pour localiser un dysfonctionnement lorsque les performances du système global se dégradent. Par conséquent, un moyen d'une combinaison d'intelligence locale avec une capacité de diagnostic plus avancée pour effectuer des fonctions FDD à différents niveaux du système est fourni. En conséquence, on peut s'attendre à une amélioration de la localisation des fauts et à de meilleurs moyens de maintenance prédictive. La nouvelle structure du système, ainsi que l'algorithme de diagnostic des fautes, met l'accent sur l'importance de la RCA de défaut des dispositifs de terrain, ainsi que sur l'influence de la dynamique interne locale sur la dynamique globale. Les contributions de cette thèse sont les suivantes: Tout d'abord, nous proposons une structure de système non linéaire interconnecté inversible qui garantit le fauts dans le sous-système de périphérique de terrain affecte la sortie mesurée du système global de manière unique et distincte. Une condition nécessaire et suffisante est développée pour assurer l'inversibilité du système interconnecté qui nécessite l'inversibilité de sous-systèmes individuels. Deuxièmement, un observateur interconnecté à deux niveaux est développé; Il se compose de deux estimateurs d'état, vise à fournir des estimations précises des états de chaque sous-système, ainsi que l'interconnexion inconnue. En outre, il fournira également une condition initiale pour le reconstructeur de données et le filtre de fauts local une fois que la procédure FD et RCA est déclenchée par tout fauts. D'une part, la mesure utilisée dans l'estimateur de l'ancien sous-système est supposée non accessible; La solution est de la remplacer par l'estimation fournie par l'estimateur de ce dernier sous-système<br>Many of the vital services of everyday life depend on highly complex and interconnected engineering systems; these systems consist of large number of interconnected sensors, actuators and system components. The study of interconnected systems plays a significant role in the study of reliability theory of dynamic systems, as it allows one to investigate the properties of an interconnected system by analyzing its less complicated subcomponents. Fault diagnosis is crucial in achieving safe and reliable operations of interconnected control systems. In all situations, the global system and/or each subsystem can be analyzed at different levels in investigating the reliability of the overall system; where different levels mean from system level down to the subcomponent level. In some cases, it is important to determine the abnormal information of the internal variables of local subsystem, in order to isolate the causes that contribute to the anomalous operation of the overall process. For example, if a certain fault appears in an actuator, the origin of that malfunction can have different causes: zero deviation, leakage, clogging etc. These origins can be represented as root cause of an actuator fault. This thesis concerns with the challenges of applying system inverse theory and model based FDD techniques to handle the joint problem of fault diagnosis &amp; root cause analysis (FD &amp; RCA) locally and performance monitoring globally. By considering actuator as individual dynamic subsystem connected with process dynamic subsystem in cascade, we propose an interconnected nonlinear system structure. We then investigate the problem of left invertibility, fault observability and fault diagnosability of the interconnected system, forming a novel model based multilevel FD &amp; RCA algorithm. This diagnostic algorithm enables individual component to monitor internal dynamics locally to improve plant efficiency and diagnose potential fault resources to locate malfunction when operation performance of global system degrades. Hence, a means of acombination of local intelligence with a more advanceddiagnostic capability (combining fault monitoring anddiagnosis at both local and global levels) to performFDDfunctions on different levels of the plantis provided. As a result, improved fault localization and better predictive maintenance aids can be expected. The new system structure, together with the fault diagnosis algorithm, is the first to emphasize the importance of fault RCA of field devices, as well as the influences of local internal dynamics on the global dynamics. The developed model based multi-level FD &amp; RCA algorithm is then a first effort to combine the strength of the system level model based fault diagnosis with the component level model based fault diagnosis. The contributions of this thesis include the following: Firstly, we propose a left invertible interconnected nonlinear system structure which guarantees that fault occurred in field device subsystem will affect the measured output of the global system uniquely and distinguishably. A necessary and sufficient condition is developed to ensure invertibility of the interconnected system which requires invertibility of individual subsystems. Second, a two level interconnected observer is developed which consists of two state estimators, aims at providing accurately estimates of states of each subsystem, as well as the unknown interconnection. In addition, it will also provide initial condition for the input reconstructor and local fault filter once FD &amp; RCA procedure is triggered by any fault. Two underlyingissues are worth to be highlighted: for one hand, the measurement used in the estimator of the former subsystem is assumed not accessible; the solution is to replace it by the estimate provided by the estimator of the latter subsystem. In fact, this unknown output is the unknown interconnection of the interconnected system, and also the input of the latter subsystem

The generated HTTP traffic of users' interactions with a Web application can be logged for further analysis. In this thesis, we present the ``Session Reconstruction'' problem that is the reconstruction of user interactions from recorded request/response logs of a session. The reconstruction is especially useful when the only available information about the session is its HTTP trace, as could be the case during a forensic analysis of an attack on a website. New Web technologies such as AJAX and DOM manipulation have provided more responsive and smoother Web applications, sometimes called ``Rich Internet Applications''(RIAs). Despite the benefits of RIAs, the previous session reconstruction methods for traditional Web applications are not effective anymore. Recovering information from a log in RIAs is significantly more challenging as compared with classical Web applications, because the HTTP traffic contains often only application data and no obvious clues about what the user did to trigger that traffic. This thesis studies applying different techniques for efficient reconstruction of RIA sessions. We define the problem in the context of the client/server applications, and propose a solution for it. We present different algorithms to make the session reconstruction possible in practice: learning mechanisms to guide the session reconstruction process efficiently, techniques for recovering user-inputs and handling client-side randomness, and also algorithms for detections of actions that do not generate any HTTP traffic. In addition, to further reduce the session reconstruction time, we propose a distributed architecture to concurrently reconstruct a RIA session over several nodes. To measure the effectiveness of our proposed algorithms, a prototype called D-ForenRIA is implemented. The prototype is made of a proxy and a set of browsers. Browsers are responsible for trying candidate actions on each state, and the proxy, which contains the observed HTTP trace, is responsible for responding to browsers' requests and validating attempted actions on each state. We have used this tool to measure the effectiveness of the proposed techniques during session reconstruction process. The results of our evaluation on several RIAs show that the proposed solution can efficiently reconstruct use-sessions in practice.

Les dernières décennies ont connu l’essor des communications numériques. Ceci a donné lieu à la prolifération des standards de communication, ce qui demande une plus grande adaptabilité des systèmes de communication. Une manière de rendre ces systèmes plus flexibles consiste à concevoir un récepteur intelligent qui serait capable de retrouver l’ensemble des paramètres de l’émetteur. Dans ce manuscrit, nous nous intéressons à l’identification en aveugle des codes correcteurs d’erreurs. Nous proposons des méthodes originales, basées sur le calcul de distances euclidiennes entre des séquences de symboles bruités. Tout d’abord, un premier algorithme de classification permet la détection d’un code puis l’identification de la longueur de ses mots de code. Un second algorithme basé sur le nombre de collisions permet quand à lui d’identifier la longueur des mots d’informations. Ensuite, nous proposons une autre méthode utilisant cette fois les distances euclidiennes minimales pour l’identification de la longueur d’un code en bloc. Enfin, une méthode de reconstruction du code dual d’un code correcteur d’erreurs est présentée<br>Recent decades have seen the rise of digital communications. This has led to a proliferation of communication standards, requiring greater adaptability of communication systems. One way to make these systems more flexible is to design an intelligent receiver that would be able to retreive all the parameters of the transmitter from the received signal. In this manuscript, we are interested in the blind identification of error-correcting codes. We propose original methods based on the calculation of Euclidean distances between noisy symbol sequences. First, a classification algorithm allows the detection of a code and then the identification of its code words lenght. A second algorithm based on the number of collisions allows to identify the length of the information words. Then, we propose another method using the minimum Euclidean distances to identify block codes length. Finally, a method for reconstructing the dual code of an error-correcting code is presented

The goal of our projectis to „restart“ the Jaroslavice village. It was a well established settlement before the war, but has been on a downfall ever since. The problem began by eviction of german population after the war, followed by close distance to highly guarded border. This project is aiming on the possibility of living in the „ near border area and resumption of forgotten countryside. It proposes to connect old with new. The core of the project is renovation of majer near the castle. It is located on the edge of Jaroslavice and is connected to newly established part of the village. The site of the majer is becomming a connection point of history and present. Therefore, the object provides areas needed by students of newly designed high school. It includes accomodation, cafeteria and residental yard. It blends with additional areas of art centre nearby and is connected to the centre of village. Among the functions ths project provides, there is also a variable hall desired by village management.

Dans cette thèse, nous élaborons, dans le cadre méthodologique de la physique quantique, un cadre variationnel générique en traitement d'images bas niveau, fondé sur le principe de l'Information Physique Extrême. Nous utilisons cet outil, récemment développé, pour dériver, entre autres, la théorie des espaces d'échelles, et retrouver des diffusions linéaires et non linéaires classiques. Cette approche permet d'être optimal au sens d'un compromis entre imprécision des mesures et incertitude sur le phénomène mesuré. A ce nouveau modèle variationnel on associe l'équation de Klein-Gordon avec champs, ou en limite, celle de Schrödinger avec champs.<br />L'application associée concerne la détection et la reconstruction de prothèses coronaires, autrement appelées stents, à partir d'images rayons X. Notre méthode s'apparente à une méthode de reconstruction 2D-3D orientée forme. En effet, nous couplons deux équations de Schrödinger avec champs. Cette écriture nous permet de tirer pleinement parti de l'acquisition tomographique, ainsi que d'une contrainte de ressemblance avec un modèle d'objet à reconstruire. Chacune de ces deux sources d'information est ainsi traduite de manière algorithmique par une équation de Schrödinger. An de déterminer un potentiel d'attraction du modèle 2D vers la projection du stent, nous avons développé un nouveau descripteur multi-local ou de la surface de luminance d'une image, ainsi que deux algorithmes pragmatiques de détection et de localisation de pixels appartenant à la projection du stent.

En médecine nucléaire, les images de Tomographie d'Emission Mono-Photonique (TEMP) permettent de diagnostiquer un certain nombre de maladies dégénératives, comme la maladie de Parkinson. Le principe de ce type de diagnostic est de comparer l'activité reconstruite au sein de deux régions d'intérêt particulières. Cette comparaison est problématique car les mesures ayant des fluctuations aléatoires, les activités reconstruites en ont aussi. La statistique de ces fluctuations étant inconnue, le diagnostic obtenu est souvent peu fiable. Pour rendre ce type de diagnostic plus fiable, il est important de quantifier, dans chaque région d'intérêt, l'impact des fluctuations aléatoires des mesures de projection sur l'activité reconstruite. Dans cette thèse, nous nous intéressons à cette quantification via des méthodes de reconstruction basées sur une nouvelle modélisation du processus d'acquisition tomographique. Une des particularités de ces méthodes est que les valeurs des activités reconstruites ne sont pas des valeurs précises mais des intervalles d'activités. Une propriété importante de ces estimations intervallistes est que la largeur des intervalles quantifie l'erreur statistique de reconstruction. Une contribution importante de ce travail est la mise en place d'un protocole dérivé de la méthode de comparaison quantitative appliquée en routine clinique. Ce protocole peut être utilisé, d'une part, pour évaluer la performance d'une méthode de quantification d'erreur dans une tâche de comparaison d'activités reconstruites et d'autre part, pour comparer les performances de plusieurs algorithmes de quantification. Nous montrons et discutons les performances de deux méthodes de quantification intervallistes et d'une méthode de quantification choisie comme référence<br>In nuclear medicine, Single-Photon Emission Computed Tomography (SPECT) images are used to diagnose a certain number of degenerative diseases such as Parkinson's disease. The principle of this kind of diagnosis is to compare the activity reconstructed in two specific regions of interest. The random fluctuations of the reconstructed activities, due to the random fluctuations of the measurement, have unknown statistical properties. This lack of knowledge makes the comparison, and thus the diagnosis, unreliable. To make the diagnosis more reliable, it is important to quantify the impact of random fluctuations of the projection measurements on the reconstructed activities in each region of interest.In this thesis, we focused on this quantification by using reconstruction methods based on a new modelling of the acquisition tomography process. A special feature of the obtained reconstructions is that the reconstructed activities are not precise- but interval-valued activities. The width of the reconstructed intervals quantifies the reconstruction error. As important contribution, we have proposed a protocol derived from the quantitative comparison method applied in clinical routine. This protocol can be used to evaluate the performance of an error quantification algorithm or, to compare the performances of two quantification algorithms. We show and discuss the performance of two interval-based quantification methods and a chosen reference method