http://hdl.handle.net/10256/4375 2013-05-18T09:15:26Z 2013-05-18T09:15:26Z Prados Carrasco, Ferran http://hdl.handle.net/10256/4513 2012-05-29T00:02:25Z 2012-03-01T00:00:00Z

Visualitzation and processing of diffusion tensor MRI Prados Carrasco, Ferran Diffusion Tensor Imaging (DTI) is a new magnetic resonance imaging modality capable of producing quantitative maps of microscopic natural displacements of water molecules that occur in brain tissues as part of the physical diffusion process. This technique has become a powerful tool in the investigation of brain structure and function because it allows for in vivo measurements of white matter fiber orientation. The application of DTI in clinical practice requires specialized processing and visualization techniques to extract and represent acquired information in a comprehensible manner. Tracking techniques are used to infer patterns of continuity in the brain by following in a step-wise mode the path of a set of particles dropped into a vector field. In this way, white matter fiber maps can be obtained.; La imatge amb tensor de difusió (DTI) és una nova modalitat de ressonància magnètica capaç de generar mapes del desplaçament a nivell microscòpic de l’aigua a dins del teixits del cervell com a part del procés físic de la difusió. Aquesta tècnica ha esdevingut una important eina en la investigació de les estructures i funcions cerebrals perquè ens permet tenir dades in vivo de l’orientació de les fibres de matèria blanca. Per aplicar el DTI en la pràctica clínica cal extreure i representar la informació de forma entenedora aplicant tècniques i processos de visualització especialitzats. Es poden utilitzar tècniques de tractografia per tal de trobar patrons de continuïtat dins del cervell, a partir de fer el seguiment pas a pas del camí seguit per un conjunt de partícules que es deixen en un camp vectorial. D’aquesta forma és com s’obtenen els mapes de fibres de matèria blanca.

2012-03-01T00:00:00Z Fort Masdevall, Marta http://hdl.handle.net/10256/4512 2013-01-08T07:42:47Z 2008-06-05T00:00:00Z

Visibility and proximity on triangulated surfaces Fort Masdevall, Marta En aquesta tesi es solucionen problemes de visibilitat i proximitat sobre superfícies triangulades considerant elements generalitzats. Com a elements generalitzats considerem: punts, segments, poligonals i polígons. Les estrategies que proposem utilitzen algoritmes de geometria computacional i hardware gràfic. Comencem tractant els problemes de visibilitat sobre models de terrenys triangulats considerant un conjunt d'elements de visió generalitzats. Es presenten dos mètodes per obtenir, de forma aproximada, mapes de multi-visibilitat. Un mapa de multi-visibilitat és la subdivisió del domini del terreny que codifica la visibilitat d'acord amb diferents criteris. El primer mètode, de difícil implementació, utilitza informació de visibilitat exacte per reconstruir de forma aproximada el mapa de multi-visibilitat. El segon, que va acompanyat de resultats d'implementació, obté informació de visibilitat aproximada per calcular i visualitzar mapes de multi-visibilitat discrets mitjançant hardware gràfic. Com a aplicacions es resolen problemes de multi-visibilitat entre regions i es responen preguntes sobre la multi-visibilitat d'un punt o d'una regió. A continuació tractem els problemes de proximitat sobre superfícies polièdriques triangulades considerant seus generalitzades. Es presenten dos mètodes, amb resultats d'implementació, per calcular distàncies des de seus generalitzades sobre superfícies polièdriques on hi poden haver obstacles generalitzats. El primer mètode calcula, de forma exacte, les distàncies definides pels camins més curts des de les seus als punts del poliedre. El segon mètode calcula, de forma aproximada, distàncies considerant els camins més curts sobre superfícies polièdriques amb pesos. Com a aplicacions, es calculen diagrames de Voronoi d'ordre k, i es resolen, de forma aproximada, alguns problemes de localització de serveis. També es proporciona un estudi teòric sobre la complexitat dels diagrames de Voronoi d'ordre k d'un conjunt de seus generalitzades en un poliedre sense pesos.; In this thesis, we solve visibility and proximity problems on triangulated surfaces concerning generalized elements. As generalized elements, we consider: points, segments, polygonal chains and polygonal regions. The proposed strategies use algorithms of Computational Geometry and Graphics Hardware. We start by studying multi-visibility problems on triangulated terrain models concerning a set of generalized view elements. We present two methods to obtain approximate multi-visibility maps. A multi-visibility map is a subdivision of the terrain domain encoding visibility according to different criteria. The first method, of complex implementation, uses exactly computed visibility information to approximately reconstruct the unknown multi-visibility map. The second, from which implementation results are provided, uses approximate visibility information to compute and visualize discrete multi-visibility maps by exploiting graphics hardware capabilities. As applications, we compute multi-visibility maps, solve inter-region multi-visibility problems and approximately answer point and polygonal region multi-visibility queries. Next, we tackle proximity problems on triangulated polyhedral surfaces, where generalized obstacles are allowed, considering generalized sources. We present two methods, with implementation results, to compute distances on polyhedral surfaces from a generalized source. The first method computes exact shortest path distances from generalized sources. The second provides approximate weighted shortest path distances from generalized sites on weighted polyhedral surfaces. Both methods are posteriorly extended to handle the multiple-site problem where the corresponding distance field is obtained. As applications, we compute discrete order-k Voronoi diagrams and approximately solve some facility location problems. We also provide a theoretical study on the order-k Voronoi diagram complexity of a set of generalized sources for the non-weighted case.

2008-06-05T00:00:00Z Paradinas Salsón, Teresa http://hdl.handle.net/10256/4511 2012-05-29T00:02:26Z 2011-10-13T00:00:00Z

Simplification, approximation and deformation of large models Paradinas Salsón, Teresa The high level of realism and interaction in many computer graphic applications requires techniques for processing complex geometric models. First, we present a method that provides an accurate low-resolution approximation from a multi-chart textured model that guarantees geometric fidelity and correct preservation of the appearance attributes. Then, we introduce a mesh structure called Compact Model that approximates dense triangular meshes while preserving sharp features, allowing adaptive reconstructions and supporting textured models. Next, we design a new space deformation technique called *Cages based on a multi-level system of cages that preserves the smoothness of the mesh between neighbouring cages and is extremely versatile, allowing the use of heterogeneous sets of coordinates and different levels of deformation. Finally, we propose a hybrid method that allows to apply any deformation technique on large models obtaining high quality results with a reduced memory footprint and a high performance.; L’elevat nivell de realisme i d’interacció requerit en múltiples aplicacions gràfiques fa que siguin necessàries tècniques pel processament de models geomètrics complexes. En primer lloc, presentem un mètode de simplificació que proporciona una aproximació precisa de baixa resolució d'un model texturat que garanteix fidelitat geomètrica i una correcta preservació de l’aparença. A continuació, introduïm el Compact Model, una nova estructura de dades que permet aproximar malles triangulars denses preservant els trets més distintius del model, permetent reconstruccions adaptatives i suportant models texturats. Seguidament, hem dissenyat *Cages, un esquema de deformació basat en un sistema de caixes multi-nivell que conserva la suavitat de la malla entre caixes veïnes i és extremadament versàtil, permetent l'ús de conjunts heterogenis de coordenades i diferents nivells de deformació. Finalment, proposem un mètode híbrid que permet aplicar qualsevol tècnica de deformació sobre models complexes obtenint resultats d’alta qualitat amb una memòria reduïda i un alt rendiment.

2011-10-13T00:00:00Z Mas Baixeras, Albert http://hdl.handle.net/10256/4510 2012-05-29T00:02:23Z 2011-03-30T00:00:00Z

Optimization of inverse reflector design Mas Baixeras, Albert Aquesta tesi presenta un nou mètode pel disseny invers de reflectors. Ens hem centrat en tres temes principals: l’ús de fonts de llum reals i complexes, la definició d’un algoritme ràpid pel càlcul de la il•luminació del reflector, i la definició d’un algoritme d’optimització per trobar més eficientment el reflector desitjat. Les fonts de llum estan representades per models near-field, que es comprimeixen amb un error molt petit, fins i tot per fonts de llum amb milions de raigs i objectes a il•luminar molt propers. Llavors proposem un mètode ràpid per obtenir la distribució de la il•luminació d’un reflector i la seva comparació amb la il•luminació desitjada, i que treballa completament en la GPU. Finalment, proposem un nou mètode d’optimització global que permet trobar la solució en menys passos que molts altres mètodes d’optimització clàssics, i alhora evitant mínims locals.; This thesis presents new methods for the inverse reflector design problem. We have focused on three main topics: the use of real and complex light sources, the definition of a fast lighting simulation algorithm to compute the reflector lighting, and the definition of an optimization algorithm to more efficiently find the desired reflector. The light sources are represented by near-field datasets, that are compressed with a low error, even with millions of rays and for very close objects. Then, we propose a fast method to obtain the outgoing light distribution of a reflector and the comparison with the desired one, working completely in the GPU. Finally, a new global optimization method is proposed to search the solution in less steps than most other classic optimization methods, also avoiding local minima.

2011-03-30T00:00:00Z Bardera i Reig, Antoni http://hdl.handle.net/10256/4509 2012-10-16T07:34:44Z 2008-11-20T00:00:00Z

New medical registration and segmentation techniques using information-theoretic tools Bardera i Reig, Antoni El processament d'imatges mèdiques és una important àrea de recerca. El desenvolupament de noves tècniques que assisteixin i millorin la interpretació visual de les imatges de manera ràpida i precisa és fonamental en entorns clínics reals. La majoria de contribucions d'aquesta tesi són basades en Teoria de la Informació. Aquesta teoria tracta de la transmissió, l'emmagatzemament i el processament d'informació i és usada en camps tals com física, informàtica, matemàtica, estadística, biologia, gràfics per computador, etc. En aquesta tesi, es presenten nombroses eines basades en la Teoria de la Informació que milloren els mètodes existents en l'àrea del processament d'imatges, en particular en els camps del registre i la segmentació d'imatges. Finalment es presenten dues aplicacions especialitzades per l'assessorament mèdic que han estat desenvolupades en el marc d'aquesta tesi.; Medical imaging is an important focus of research. The development of new techniques that assist and enhance visual image interpretation in a timely and accurate manner is fundamental in real clinical environments. Most of the contributions of this thesis are based on Information Theory. This theory deals with the transmission, storage and processing of information and it is used in fields such as physics, computer science, mathematics, statistics, economics, biology, computer graphics, etc. In this thesis, several information theoretic tools have been presented in order to improve the existing methods in the image processing area, in particular in the image registration and segmentation fields. Finally, two of the specialized applications for medical assessment which have been developed in the scope of this thesis are presented.

2008-11-20T00:00:00Z Madern Leandro, Narcís http://hdl.handle.net/10256/4508 2013-01-08T07:42:12Z 2010-10-08T00:00:00Z

Good-visibility computation using graphics hardware Madern Leandro, Narcís Aquesta tesi tracta del disseny, implementació i discussió d'algoritmes per resoldre problemes de visibilitat i bona-visibilitat utilitzant el hardware gràfic de l'ordinador. Concretament, s'obté una discretització dels mapes de multi-visibilitat i bona-visibilitat a partir d'un conjunt d'objectes de visió i un conjunt d'obstacles. Aquests algoritmes són útils tant per fer càlculs en dues dimensions com en tres dimensions. Fins i tot ens permeten calcular-los sobre terrenys.; In this thesis we design, implement and discuss algorithms that run in the graphics hardware for solving visibility and good-visibility problems. In particular, we compute a discretization of the multi-visibility and good-visibility maps from a set of view objects (points or segments) and a set of obstacles. This computation is carried out for two-dimensional and three-dimensional spaces and even over terrains, which in computational geometry are defined as a 2.5D space.

2010-10-08T00:00:00Z Soler i Masó, Josep http://hdl.handle.net/10256/4507 2012-05-29T00:02:23Z 2010-11-04T00:00:00Z

Entorno virtual para el aprendizaje y la evaluación automática en bases de datos Soler i Masó, Josep La enseñanza y evaluación automática a través de un sistema Computer Based Assessment (CBA) requiere de software especializado que se adapte a la tipología de actividades a tratar y evaluar. En esta tesis se ha desarrollado un entorno CBA que facilita el aprendizaje y evaluación de los principales temas de una asignatura de bases de datos. Para ello se han analizado las herramientas existentes en cada uno de estos temas (Diagramas Entidad/Relación, diagramas de clases, esquemas de bases de datos relacionales, normalización, consultas en álgebra relacional y lenguaje SQL) y para cada uno de ellos se ha analizado, diseñado e implementado un módulo de corrección y evaluación automática que aporta mejoras respecto a los existentes. Estos módulos se han integrado en un mismo entorno al que hemos llamado ACME-DB.; Teaching and automatic evaluation through Computer Based Assessment (CBA) requires of specialized software tools capable to correct different type of activities. In this work, we have analyzed the main topics of a database course (entity/ relationship diagrams, class diagrams, relational database schemas, normalization, relational algebra and SQL) and for each one of them we have reported the state of art on CBA tools. Afterwards, we have proposed a new CBA environment for teaching and learning database. This environment, denoted ACME-DB, is composed of different modules capable to automatically correct and evaluate exercises of main topics of a database course providing improvements over existing tools.

2010-11-04T00:00:00Z Serarols i Font, Joan Lluís http://hdl.handle.net/10256/4506 2012-11-19T09:05:24Z 2001-02-23T00:00:00Z

Adsorció d'or i zinc amb resines impregnades XAD-2. Superfície d'Equilibri, un nou concepte per a l'adsorció Serarols i Font, Joan Lluís Dins dels processos de recuperació de metalls de dissolucions diluïdes s'ha realitzat un estudi del procés d'extracció d'or i de zinc mitjançant resines amberlite XAD-2 impregnades amb sulfur de triisobutil fosfina (TIBPS) i àcid di-(2-etilhexil) fosfòric (DEHPA) respectivament. S'ha realitzat un estudi de l'equilibri de l'adsorció d'espècies metàl·liques d'aquests metalls amb les resines indicades anteriorment. Amb la metodologia emprada per a la determinació dels punts d'equilibri dels experiments en batch i en columna, s'ha vist que una única isoterma no podia descriure el fenomen global d'equilibri i que en funció de la metodologia emprada s'obtenien isotermes diferents. Es va introduir una nova variable per poder explicar el fenomen observat, i per tant, amb aquesta nova variable l'equació de la isoterma es converteix amb l'equació d'una supèrfície que s'ha definit com a Superfície d'Equilibri. S'han determinat les equacions de les Suprfícies d'Equilibri dels sistemes d'adsorció estudiats (Au(III) TIBPS/XAD-2 i Zn(II) DEHPA/XAD-2) observan una bona coincidència de tots els punts d'equilibri obtinguts sobre la superfície, així com, un bon ajust de totes les isotermes obtingudes en funció de les diferents metodologies emprades sobre les respectives superfícies d'equilibri. Aquest nou concepte generalitza el concepte d'isoterma d'un procés d'adsorció. Fimalment, s'ha plantejat un model matemàtic d'adsorció per a determinar el coeficient efectiu de difusió (De) i el coeficient de transferància de matèria (kf) per ambdós sistemes d'adsorció estudiats mitjançant l'aplicació del model de difusió de sòlid homogeni (HSDM), utilitzant com a condició de contorn en el model la isoterma de Langmuir obtinguda mitjançant els experiments en columna de llit fix i emprant també l'equació obtinguda mitjançant el nou concepte de Superfície d'Equilibri. Els resultats obtinguts són molt satisfactoris, per tant, es pot concloure que la Superfície d'Equilibri és una bona eina per a descriure l'equilibri en els processos d'adsorció d'or i zinc amb les resines amberlite XAD-2 impregnades amb TIBPS i DEHPA respectivament.; The study of the extraction process of gold and zinc with Amberlite XAD-2 resins impregnated with tri-isobutylphosphine sulfide(TIBPS) and di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid (DEHPA), respectively, has been studied. The equilibria governing the metallic ions adsorption by the studied systems have been established. Taking into account the methodology used to get the equilibria points corresponding to batch and column experiments performed, it was noticed that a unique isotherm could not describe the global equilibrium and that different isotherms were obtained in function of the experimental methodology carried out. It was introduced a new variable for explaining the phenomenon observed. By doing this, the isotherm became a surface that it was called equilibrium isotherm. The equations corresponding the Equilibrium Surfaces of the adsorption systems studied (Au(III) / TIBPS-XAD-2 and Zn(II) / DEHPA-XAD-2) were determined. The equilibria points obtained by batch and column experiments as well as obtained isotherms were very well placed on the surface. Thus, this new concept generalises the concept of isotherm in an adsorption process. Finally, the homogeneous solid diffusion model (HSDM) was applied for performing an adsorption mathematical model for determining the effective diffusion coefficient (De) and the mass transfer coefficient (kf) of both studied systems. The obtained results were very successful, so, it can be concluded that the Equilibrium Surface is a very good tool for describing the equilibria of the studied adsorption processes.

2001-02-23T00:00:00Z