CLEI Electronic Journal

Energy Consumption of Clocks Synchronization on a Routing Algorithm for Sensor Networks

Cluditem is a routing algorithm for wireless sensor networks developed for applications of environmental monitoring with periodic measurement of variables. These applications tolerate a maximum phase shift of the clocks of nodes in the order of milliseconds. This paper proposes two centralized synchronization schemes that introduce a limited processing load. The objective of the work was to assess the impact on the energy consumption of the incorporation of synchronization techniques described. Simulations of the full communication protocol were conducted in the NS2 environment and a comparative study of results was performed. This study showed that the first proposed schema is more convenient with respect to energy consumption, when the area to monitor has reduced dimensions. On the other hand, the second scheme, although it permits to work in larger areas, introduces a decrease in the network lifetime in the order of 14%.

Cluditem es un algoritmo de encaminamiento para redes de sensores desarrollado para aplicaciones de supervisión ambiental con medición periódica de variables. Estas aplicaciones admiten un desfasaje máximo de los relojes de los nodos del orden de los milisegundos. En este paper se proponen dos esquemas de sincronización centralizados que introducen una carga de procesamiento acotado. El objetivo del trabajo realizado fue evaluar el impacto sobre el consumo de energía de la incorporación de las técnicas de sincronización descriptas. Se efectuaron ensayos de simulación del protocolo de comunicaciones completo en el ambiente NS2 y se realizó un estudio comparativo de los resultados obtenidos. Este análisis mostró que el primer esquema propuesto resulta más conveniente, respecto del consumo de energía, cuando el área a supervisar posee dimensiones reducidas. Por el contrario, el segundo esquema, aunque permite trabajar en áreas más extensas, introduce, respecto del primero, una disminución de la vida útil de la red del orden del 14%.

Reviewing the Service Specification of the IEEE 802.16 MAC Layer Connection Management: A Formal Approach

In most of the communication protocol specification documents, there is little, if any, use of more formal techniques for specifying the protocols, such as state and service primitive tables. Thus, these documents are sometimes ambiguous, difficult to understand, and imprecise. The IEEE 802.16 standard document is responsible for specifying and describing the air interface of the BWA systems (Broadband Wireless Access Systems) point to multipoint fixed and mobile networks, and is limited to the description of the MAC(Medium Access Control) layer and physical (PHY). Since the MAC layer is connection-oriented, the standard defines how the connection management service is provided. The service is specified as the occurrence of a set of well-defined service primitives. However, the description of the service specification is somehow informal and presents some ambiguities and inconsistences. So in this paper, we describe the omissions, uncertainties and discrepancies found in the standard documents and propose some solutions to fix these problems. We also provide a formal description of the connection management service specification using Finite State Automata (FSA).

En la mayoría de los documentos de especificación de protocolos de comunicación, hay poca, uso de métodos formales para la especificación de los protocolos, como las tablas de estado y primitivas de servicio. Así, estos documentos son a veces ambiguos, difíciles de entender, e imprecisos. El documento del estándar IEEE 802.16 es responsable de especificar y describir la interfaz de aire de los sistemas de BWA (Sistemas de Acceso Inalámbrico de Banda Ancha) de redes punto a multipunto fijas y móviles, y se limita a la descripción de la MAC (Medium Access Control) y la capa física (PHY). Puesto que la capa MAC es orientada a la conexión, la norma define cómo el servicio de gestión de conexión se proporciona. El servicio se especifica como la ocurrencia de un conjunto de primitivas de servicio bien definidas. Sin embargo, la descripción de la especificación del servicio es de alguna manera informal y presenta algunas ambigüedades e inconsistencias. Así que en este artículo se describen las omisiones, incertidumbres y discrepancias encontradas en los documentos del estándar, y se proponen algunas soluciones para corregir estos problemas. También proporcionamos una descripción formal de la especificación del servicio para la gestión de las conexiones mediante autómatas de estados finitos (FSA).

Virtual Colonoscopy

Nowadays, Virtual Colonoscopy (VC) is an important non-invasive alternative for the study of the colon. Substantial research efforts have been dedicated to this method, and one of the major challenges has always been producing accurate results in a short period of time. One of the most crucial phases of VC is the detection of polyp candidates, where possible lesions on the colon walls are automatically detected. Frequently, this stage requires intensive computations and therefore it is important to develop new techniques for reducing its execution time. This paper presents a technique for automatic detection of polyp candidates based on curvature analysis that reduces the execution time using parallel programming in CUDA. Additionally, we introduce a novel technique for discarding false positive detections based on the shape of a candidate in a planar cut. The obtained results show a remarkable reduction in execution time with respect to a CPU implementation as well as a low rate of false positives.

Actualmente, la Colonoscopia Virtual (CV) es una importante alternativa no-invasiva para el estudio del colon. A este método se le han dedicado sustanciales esfuerzos de investigación, y uno de los mayores restos siempre ha sido el de producir resultados precisos en un periodo corto de tiempo. Una de las fases más cruciales de la CV es la detección de candidatos a pólipos, donde se detectan automáticamente posibles lesiones en las paredes del colon. Frecuentemente, esta etapa requiere cálculos intensivos y por lo tanto es importante desarrollar nuevas técnicas para reducir su tiempo de ejecución. Este trabajo presenta una técnica para la detección automática de candidatos a pólipo basada en análisis de curvatura que reduce su tiempo de ejecución usando programación paralela en CUDA. Adicionalmente, se introduce una técnica novedosa para descartar falsos positivos basada en la forma de un candidato en un corte planar. Los resultados obtenidos muestran una reducción notable del tiempo de ejecución con respecto a una implementación para CPU, así como también una baja tasa de falsos positivos.

A volume segmentation approach based on GrabCut

Abstract The representation of an image as a flow network has gained an increased interest in research for the 2D and 3D segmentation field. One of these segmentation approaches consists in applying a minimum cut algorithm to separate the image in background and foreground. The most remarkable algorithm to segment a 2D image using this approach is GrabCut. This article presents a novel segmentation of 3D image using GrabCut implemented on the GPU. We proposed a scheme where a volume dataset is used as input, instead of a 2D image. The original GrabCut algorithm is adapted to be executed on the GPU efficiently. Our algorithm is fully parallel and is optimized to run on Nvidia CUDA. Tests performed showed excellent results with different volumes, reducing the computation time and maintaining a correct separation background/foreground.

Spanish abstract La representación de una imagen como una red de flujo ha ganado un creciente interés de investigación en el campo de la segmentación 2D y 3D. Uno de dichos enfoques consiste en aplicar un algoritmo de corte mínimo para separar la imagen en fondo (background) y primer plano (foreground). El algoritmo más notable para segmentar una imagen 2D empleando este enfoque es el algoritmo GrabCut. Este artículo presenta una segmentación novedosa de una imagen 3D usando GrabCut implementada en la GPU. Nosotros proponemos un esquema donde los datos volumétricos son usados como entrada en lugar de una imagen 2D. El algoritmo original de GrabCut es adaptado para ser ejecutado eficientemente en la GPU. Nuestro algoritmo es totalmente paralelo y está optimizado para ejecutarse con Nvidia CUDA. Las pruebas realizadas mostraron excelentes resultados con diferentes volúmenes, reduciendo el tiempo de cálculo y el manteniendo una correcta separación fondo/primer plano.

Mathematical Models of Coordination Mechanisms in Multi-Agent Systems

The good performance of a set of computer systems based on agents depends on the coherence degree and coordination between their activities. The study of coordination problem is an important topic for designers and researchers in the multi-agents systems field. There are several coordination mechanisms in the current literature, being the auction and the contract net the most popular ones. These mechanisms allow the agents to allocate resources and tasks to achieve their objectives. This paper aims to present formal models of the auction and the contract net as coordination mechanisms in multi-agents systems based on FIPA (Foundation for Intelligent Physical Agents) Protocols. Mathematical equations describe the different parameters characterizing the auction and the contract net mechanisms; they allow define a generic structure of each mechanism and groups of agents can create several instances of them to coordinate their needs

Spanish abstract El buen desempeño de un conjunto de sistemas computacionales basados en agentes depende del grado de coherencia y la coordinación entre sus actividades. El estudio de la coordinación es un tópico importante entre diseñadores e investigadores en el área de sistemas multi-agentes. Existen diversos mecanismos de coordinación en la literatura actual, siendo la subasta y la red de contratos los más populares. Estos mecanismos permiten asignar recursos y tareas a los agentes para el logro de sus objetivos. Este trabajo tiene como finalidad presentar modelos formales para la subasta y la red de contratos como mecanismo de coordinación en sistema multi-agentes basados en protocolos FIPA (Fundación para Agentes Físicos Inteligentes, por sus siglas en inglés). Las ecuaciones matemáticas describen los diferentes aspectos que caracterizan los mecanismos de subasta y red de contratos; permitiendo la definición de una estructura genérica para cada mecanismo y grupos de agentes pueden crear varias instancias de ellos para coordinar sus necesidades

The Influence of Process Quality on Product Usability: A Systematic Review

When organizations implement software process improvement programs they are seeking to increase productivity, reduce costs and enhance the quality of the resulting software. In fact, the quality of software products depends, to a great extent, on the processes used for their development and/or maintenance. However, despite this belief concerning the influence of the process on product quality, the specific process-product relationship has been poorly addressed in literature. This paper therefore analyzes the influence that software processes can have on software product usability, which is one of the most important quality characteristics since it influences how the user perceives the product. To this end, we present a systematic literature review examining the relationship between usability and software processes, which has allowed us to identify the processes that relevant studies consider to be important in enhancing product usability.

Las organizaciones implementan programas de mejora de procesos porque buscan mejorar la productividad, reducir costes y aumentar la calidad del software resultante. De hecho, la calidad de los productos software depende, en gran medida, de los procesos usados para su desarrollo y/o mantenimiento. Sin embargo, a pesar de esta creencia, respecto de la influencia del proceso en la calidad del producto, la relación específica proceso-producto ha sido pobremente abordada en la literatura. Así pues, este artículo analiza la influencia que los procesos software pueden tener en la usabilidad del producto software, la cual es una de las características de calidad más importantes dado que influencia la manera en que el usuario percibe el producto. Para este fin, presentamos una revisión sistemática de literatura en la cual examinamos la relación entre usabilidad y procesos software. Como resultado, identificamos los procesos que los estudios relevantes consideran importantes para incrementar la usabilidad del producto software.