Computación y Sistemas

A New Kernel to use with Discretized Temporal Series

In this paper a new Kernel, from statistical learning theory is proposed to work with symbols chains (words) obtained from a discretization procedure of a continuous features. Although the exact definition of the discretization is not strictly necessary, there must always exist either, a measure of distance or a similarity between symbols in a certain alphabet (a set of symbols). This kernel is applied on a set of television shares obtained from the seven main television stations in Andalusia (Spain). A comparative study for classification purposes is done, and the associated parameter selection is studied. Finally, it must be mentioned that this kernel has certain implications in the type of considered similarity that will be studied in further researches. The small influence of the λ parameter in identification tasks must also be discussed.

En este artículo, un nuevo kernel (núcleo), procedente de la Teoría del aprendizaje Estadístico, es propuesto para trabajar con cadenas de símbolos obtenidos a través de un proceso de discretización de una variable continua. Aunque para la exacta definición de discretización no es estrictamente necesaria, siempre debe existir una medida de distancia o una medida de similitud entre símbolos en un determinado alfabeto (conjunto de símbolos). Este kernel es aplicado sobre un conjunto de repartos de audiencias en la televisión obtenido de las siete principales cadenas de televisión en Andalucía (España). Una comparativa con objeto de llevar a cabo una clasificación es realizada y la selección de parámetros es estudiada. Finalmente, mencionar que este kernel tiene ciertas implicaciones en el tipo de similaridad considerada las cuales serán estudiadas en futuras investigaciones. La poca influencia del parámetro λ en las tareas de identificación también debe ser analizada.

A New Stability Analysis Method for DC to DC Series Resonant Converters

In this note we present a novel stability analysis method for DC to DC series resonant converters which relies on the phase plane technique. This method gives more insight into the rationale behind the stability conditions because these are obtained from geometrical considerations instead of eigenvalues of linear discrete time approximations as presented in previous works. The proposed method allows to understand easily how the performance is affected as the location of the operating point changes on the phase plane which is not an easy task when previously proposed methods are used. We show how to use numerical computations, based on this stability analysis method, to determine graphically the region of the phase plane where asymptotically stable closed trajectories exist. Further, a nice geometrical condition is formulated to achieve the fastest convergence rate to the closed trajectory under study.

En este trabajo se presenta un nuevo método para el análisis de estabilidad de convertidores resonantes serie de CD a CD que se basa en al descripción del convertidor en el plano de fase. Este método facilita la comprensión del problema y de las condiciones que establecen su solución porque éstas son obtenidas a partir de consideraciones puramente geométricas en lugar de los eigenvalores de aproximaciones lineales en tiempo discreto como ha sido reportado en trabajos previos. Este método también facilita comprender como el desempeño del convertidor es afectado al cambiar la ubicación en el plano de fase del punto de operación, lo cual no es sencillo de determinar usando los métodos propuestos previamente. Se muestra como se pueden hacer cálculos numéricos, basados en este método, para determinar de manera gráfica la región del plano de fase donde existen trayectorias cerradas asintóticamente estables. También se establece una condición geométrica para obtener la tasa de convergencia más rápida a la trayectoria cerrada bajo estudio.

A Simple Deterministic Lorenz Chaotic-Based Methodology to Cipher and Decipher Information

We present a secure deterministic cipher and decipher mechanism based on the well-known Lorenz dynamic system. The ciphering process is performed by the combination of the message to be ciphered and the states of the Lorenz dynamic system, which act as the ciphering key. The deciphering process is implemented by the reconstruction of the key, which is generated using a Lorenz system state observer. The observed key is then used in the decipher process in order to recover the ciphered message.

En este artículo presentamos un mecanismo seguro de cifrado y descifrado determinístico basado en el muy conocido sistema dinámico de Lorenz. El proceso de cifrado se lleva a cabo mediante la combinación del mensaje a ser cifrado y los estados del sistema de Lorenz, el cual actúa como llave de cifrado. El proceso de descifrado se realiza mediante la reconstrucción de la llave, que es generada usando un observador de estado del sistema de Lorenz. La llave observada es usada en el proceso de descifrado con el objeto de recuperar el mensaje cifrado

Definition and Empirical Evaluation of Voters for Redundant Smart Sensor Systems

This study is the first attempt for integration voting algorithms with fault diagnosis devices. Voting algorithms are used to arbitrate between the results of redundant modules in fault-tolerant systems. Smart sensors are used for FDI (Fault Detection and Isolation) purposes by means of their built in intelligence. Integration of fault masking and FDI strategies is necessary in the construction of ultra-available/safe systems with on-line fault detection capability. This article introduces a range of novel software voting algorithms which adjudicate among the results of redundant smart sensors in a Triple Modular Redundant (TMR) system. Techniques to integrate replicated smart sensors and fault masking approach are discussed, and a classification of hybrid voters is provided based on result and confidence values, which affect the metrics of availability and safety.Thus, voters are classified into four groups: Independent-diagnostic safety-optimised voters, Integrated-diagnostic safety-optimised voters, Independent-diagnostic availability-optimised voters and Integrated-diagnostic availability-optimised voters. The properties of each category are explained and sample versions of each class as well as their possible application areas are discussed.

Este estudio es una primer aproximación para la integración de algoritmos de voteo con dispositivos de diagnóstico de fallas. Los algoritmos de voteo son usados para arbitrar entre los resultados de elementos redundantes en sistemas tolerantes a fallas. Los sensores inteligentes son usados para propósitos de detección y separación de fallas (FDI) dada la capacidad su capacidad de inteligencia construida. La integración de enmascaramiento de fallas y las estrategias de FDI is necesaria en la construcción de sistemas altamente disponibles y seguros con la capacidad de detección de fallas en línea. Este artículo introduce un rango de algoritmos de voteo los cuales adjudican un resultado entre los resultados generados por los sensores inteligentes en un módulo de redundancia triple. Las técnicas para integrar los sensores inteligentes replicados y la aproximación de enmascaramiento de fallas son revisadas en este artículo. Una clasificación de algoritmos de voteo híbrido es provista con base en el resultado y los valores de confianza los cuales afectan las métricas de disponibilidad y seguridad de estos algoritmos. De hecho los algoritmos de voteo son clasificados en cuatro grupos: Diagnóstico-Independiente con seguridad-optimizada, Diagnóstico-Integrado con seguridad-optimizada, Diagnóstico-Independiente con disponibilidad-opitimizada y Diagnóstico-Integrado con disponibilidad-optimizada. Las propiedades de cada categoría son revisadas asi como muestras de sus implementaciones son discutidas.

Real-Time MCLT Audio Watermarking and Comparison of Several Whitening Methods in Receptor Side

A Real-Time audio watermarking scheme is proposed, where the strength of audio signal modifications is limited by the requirement of producing an output audio signal that is perceptually equal to the original one. The watermark embedding stage, based on a spread spectrum algorithm operating in the Modulated Complex Lapped Transform (MCLT) domain, inserts a watermark that is generated using a private key which modeled according to the Human Auditory System (HAS). The proposed blind detection approach is based on the Additive White Gaussian Noise (AWGN) channel theory; and to achieve this goal several whitening methods in the receptor side were evaluated. Evaluation results show that the proposed watermarking embedding scheme is robust to common attacks such like, D/A and A/D conversion, filtering, additive noise and high quality MPEG audio coding.

Se propone un esquema para marcado de agua en tiempo real, donde la modificación introducida a las señales de audio esta limitada por la necesidad de producir una señal de salida que sea perceptualmente igual a la salida original. El sistema propuesto usa una detección a ciegas. Para llevar acabo la inserción se emplea un esquema de dispersión del espectro basado en la transformada MCLT. Aquí la marca de agua se genera usando una llave privada y modelado de acuerdo al sistema auditivo humano. Se lleva a cabo además una comparación de diversos métodos que pueden ser empleados para decorrelacionar la señal marcada en el receptor. La marca de agua insertada es robusta contra ataques comunes tales como: conversión A/D y D/A, filtrado, adición de ruido y codificación MPEG entre otros.

Development and Implementation of High Dimensional Model Representations (HDMR) using a Software Design Process

Las Representaciones de Modelos de Alta Dimensionalidad (HDMR: "High Dimensional Model Representations") son una herramienta que sirve para modelar sistemas físicos, especialmente aquellos que contienen una gran cantidad de variables. Una de las principales aplicaciones de las HDMR es el uso del Modelo Operacional Completamente Equivalente (FEOM Fully Equivalent Operational Model) para modelar sistemas físicos descritos por medio de un sistema de ecuaciones diferenciales. Un FEOM es un modelo que reemplaza a la parte lenta de un sistema y permite obtener salidas equivalentes a las del modelo original pero más rápidamente. En este trabajo se presenta el desarrollo de un FEOM como una alternativa más rápida para resolver sistemas rígidos de ecuaciones diferenciales, cuya solución es computacionalmente intensiva. Finalmente, se aplicó el FEOM a la solución del problema de valor inicial para el sistema rígido de ecuaciones diferenciales ordinarias que describe a los mecanismos de reacciones químicas del modelo en 3 dimensiones de difusión/advección de contaminantes. Con el uso del FEOM logramos reducir significativamente la carga computacional.

High Dimensional Model Representations (HDMR) techniques are tools to improve the mathematical modeling of physical systems, especially those with a high number of variables. One of the main HDMR applications is the development and use of a Fully Equivalent Operational Model (FEOM) in the modeling of a physical system described by means of a set of differential equations. A FEOM is a model which replaces the slow part of a system obtaining equivalent outputs but faster than the original model. In this work we present a FEOM development as a faster alternative to solve stiff systems of differential equations, for which the solution is computationally intensive. Finally, we use a FEOM to solve the initial-value problem for the stiff system of ordinary differential equations which describe the chemical reaction mechanisms used in the 3-dimensional model of diffusion/advection of air pollution. With the use of FEOM we achieved a significant reduction of the computational load.