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Linear Loop Transformations in Optimizing Compilers for Parallel Machines
No full textWe present the linear loop transformation framework which is the formal basis for state of the art optimization techniques in restructuring compilers for parallel machines. The framework unifies most existing transformations and provides a systematic set of code generation techniques for arbitrary compound loop transformations. The algebraic representation of the loop structure and its transformation give way to quantitative techniques for optimizing performance on parallel machines. We discuss in detail the techniques for generating the transformed loop and deriving the desired linear transformation. Key Words: Dependence Analysis, Iteration Spaces, Parallelism, Locality, Load Balance, Conventional Loop Transformations, Linear Loop Transformations Corresponding author. y Parallel Systems Group, Department of Computer Science, 10 King's College Road, University of Toronto, Toronto, ON M5S 1A4, CANADA. Email: [email protected] Kulkarni and Stumm: Linear Loop Transformations 2 1..
An infrared-induced terahertz imaging modality for foreign insert detection in a glass fiber-skinned lightweight honeycomb composite panel
No full textIn this paper, terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) is used for the first time to detect fabricated defects in a glass fiber-skinned lightweight honeycomb composite panel. A novel amplitude polynomial regression (APR) algorithm is proposed as a pre-processing method. This method segments the amplitude-frequency curves to simulate the heating and the cooling monotonic behavior as in infrared thermography. Then, the method of empirical orthogonal function (EOF) imaging is applied on the APR pre-processed data as a post-processing algorithm. Signal-to-noise ratio analysis is performed to verify the image improvement of the proposed APR-EOF modality from a quantitative point of view. Finally, the experimental results and the physical analysis show that THz is more suitable with respect to the detection of defects in glass fiber lightweight honeycomb composites.Peer reviewed: YesNRC publication: Ye
Development of a system for controlling a terahertz time domain spectroscope and analyzing its performance characteristics
No full textWithin the scope of this work, a software used to carry out THz Spectroscopy has been implemented. This program, combined with the appropriate THz Spectroscope, allows a user to carryout Nondestructive Evaluation (NDE) over a wide range of materials. This software consist of three different modules that have been integrate into the Modular Measurement System (MMS) of Fraunhofer IZFP. This is a LabView architecture simplifes computer-aided measurements by allowing the separation of a complex software into simpler modules which perform different tasks. Furthermore, efficient LabView programming technique shave been used to make the program scalable and modular. The Scanner Module controls two servo motors used to move the sample, so different points and areas can be measured. The THz Modules carries out the THz Spectroscopy by opening a connection with the spectroscope, calibrating the hardware and making the corresponding measurements. Finally, the Scan Inspector Module displays the data and allows a user to process and analyze it. These three modules have been combined with the already implemented MMS Main Program, which calls the MMS Modules in the correct order, and the 4D Scan Controller, which allows the user to select the dimensions that will be measured and returns the two-dimensional coordinates. Three different measurement types have also been implemented. The Step by Step Mode measures every pixel with one THz Spectroscopy pulse and displays it at the moment; the Average Method measures every pixel a number of times that the user desires and averages the waveforms, also displaying the received data at the moment. Finally, the Line Scan Mode measures in vector form rows/columns without stop, thus increasing the measurement speed, and displays the whole vector once the row/column is completely measured. The results obtained with the different measurement methods were quite satisfying. Line ScanMode carried out quite fast measurements with an acceptable accuracy, whereas Spectroscopy with the Normal Mode provided really clear and precise measurements, although they took quite long time. Furthermore, the coordinates given to the Controller were applied with exact precision, and the processing carried out by the Scan Inspector responded accordingly to the specifcations. Not only the software was tested, but also some performance characteristics of the Hardware has been analyzed. Specifically, the optimal measuring distance of the THz Spectroscope has been studied both in transmission and reflection. The analysis has been carried out with the same concept in all cases. A small are of a sample was measured for several distances, the data recorded was run with a python script that calculated, processed and plotted it in order to know at which distance the obtained results are optimal. After having extensively analyzed the results, it was learned that the the THz Spectroscope should be turned on some time (around 3 hours) before the beginning of the measurements for the temperature to become constant, so it does not affect the recorded results. Finally, as long as the temperature remains constant, it has been obtained that the distance does not affect measurements carried out in transmission, whereas the optimal distance in reflection is around 21-22 mm as, at these distances, the measurements are successfully captured with their maximal amplitude
Entwicklung eines Systems zur exakten Ausrichtung eines Terahertz-Zeitbereichs-Spektroskops zur Verbesserung der Messeigenschaften im Reflexionsbetrieb
No full textDie Arbeit begann mit der Aufgabe ein System zur exakten Ausrichtung eines Terahertz-Zeitbereichs-Spektroskop zum Messobjekt zu schaffen, wodurch
die Messeigenschaften des Reflexionsbetriebs verbessert werden sollen. Um dieses Ziel zu erreichen wurde sich für eine lasergestützte Ausrichteinheit
entschieden. Die Konstruktion der dazu nötigen Mechanik war der erste Schritt der in dieser Arbeit. Neben der Herstellung des Halters für die
Sensoren, die um den Messkopf angeordnet werden, wurden auch Positionierelemente an die THz-Vorrichtung adaptiert und mit der Grundplatte
fest verschraubt.
Der zweite Schritt befasste sich mit der Auswahl der Triangulationssensoren und deren Einbau. Damit diese für das Projekt genutzt werden konnten,
mussten sie über einen Konverter mit dem PC verbunden werden. Dafür wurden Kabel an einen Sub-D Stecker gelötet und zur Kurzschlusssicherheit
wurden die Enden durch einen Schrumpfschlauch versiegelt. Um die Sensoren steuern und die ausgegebenen Daten verwerten zu können,
wurden diese im nächsten Schritt mit der Programmiersprache LabVIEW an den PC angebunden. In dem entstandenen Programm werden die Abstandswerte
der Sensoren empfangen und in einer State-Machine, auch der Zustandsautomat genannt, mittels Trigonometrie verarbeitet. Die entstandenen
Ergebnisse beschreiben den Kipp- und Drehwinkel des Messobjekts und dessen Entfernung zum Messkopf. Durch diese Angaben konnte festgelegt
werden, in welchem Maße die Messebene von der idealen, parallelen zum Prüfkopf ausgelegten Fläche abweicht.
Abschließend wurde das System unter verschiedenen Vorraussetzungen getestet und validiert. Weiterhin wurde im experimentellen Teil die Größe des
Messbereichs des THz-Prüfkops und der bestmögliche Abstand von Messkopf zu Messobjekt ermittelt. Zusätzlich sollte auch der Einfluss der Kippund
Drehwinkel auf das Messergebnis untersucht werden. Bei der Ausrichtung der Sensoren musste festgestellt werden, dass die Sensoren S2 und S3 nicht auf einer Linie liegen und diese dadurch nur in einem Winkel von 0° betrachtet werden können. Die Ausrichtung des Prüflings erfolgte
weiterhin problemlos und die Größe der Ellipse mit den Abmaßen 3 mm x 10 mm (Höhe x Breite) festgestellt werden. Die Ermittlung des Abstandes
für das beste Messergebnis ergaben einen Wert von ca. 85,3 mm. An dieser Stelle besitzen die Messwerte die höchste Amplitude (Peak-to-
Peak-Wert). Der Einfluss des Kippwinkels auf das Messsystem konnte mit einer ungefähren Abweichung von 0,0075 auf 1° Verschiebung festgelegt werden, während der Drehwinkel einen höheren Einfluss von ca. 0,02 auf 1° Verschiebung aufwies. Eine Abstandsänderung um 0,01 mm hat einen Einfluss auf die
Amplitude um einen Wert von 0,004. Damit kann ein Eindruck über die Dimension des Fehlers bei der Abweichung des rechtwinkligen Einfalls der
THz-Wellen auf das Prüfobjekt gewonnen werden. Schlussendlich wurde sich auch mit möglichen Fehlerquellen für die Veränderung
der Programm-Messergebnisse beschäftigt. Hierbei wurden sowohl mathematische und mechanische als auch sensortechnische Fehlereinflüsse
genauer beleuchtet. Mathematische und sensorseitige Fehler konnten vorerst ausgeschlossen werden. Dadurch kam es zur Erkenntnis, dass es sich
wahrscheinlich um einen Fehler in der Mechanik des Systems handeln muss. Die mögliche Behandlung dieser Fehler kann im entsprechenden Unterkapitel
6.5.2 nachgelesen werden. Zusammenfassend kann gesagt werden, dass ein System entwickelt wurde, welches Verkippungen, Verdrehungen und Änderungen des Abstandes von Ist- zu Sollwert ermittelt und an den Benutzer weiter gibt. Zwar scheitert es vorerst an der Winkeländerung der Sensoren, jedoch ist an dieser Stelle Platz für eine Verbesserung des Systems. Es hat sich gezeigt, dass es durch diesen Aufbau zur Verbesserung der Messeigenschaften kommt, da nun mit Hilfe von beweglichen Bauteilen eine starre Konstruktion ersetzt und auf Verschiebungen des Prüfobjekts zum Prüfkopf reagiert werden kann. Entsprechend dieser Aussage konnten die Anforderungen die an das Projekt gestellt wurden erfolgreich erfüllt werden. Im Laufe weiterführender Arbeiten am Fraunhofer IZFP werden Fehlereinflussquellen des Systems genauer betrachtet und andere Lösungsmöglichkeiten, vor allem im Bereich der Mechanik, ermittelt werden. Hierzu werden andere Fertigungsverfahren verwendet und die Konstruktion des Bauteils überarbeitet
Terahertz amplitude polynomial principle component regression for aramid-basalt hybrid composite laminate inspection
No full textAs an emerging nondestructive diagnostic and monitoring technique, terahertz time-domain spectroscopy (THz-TDS) imagery is attracting more attention. In this regard, new THz image processing algorithms based on infrared thermography (IRT) concepts are greatly needed, since most IRT imagery modalities are fast for in-line industrial inspection. However, this scenario is difficult due to some physical constraints to be reached, although this idea should be followed to avoid the loss of useful information during image processing. In this paper, a novel THz amplitude polynomial principle component regression (APPCR) algorithm is proposed for the inspection of aramid-basalt hybrid composite laminates. This algorithm segments THz amplitude-frequency curves to simulate heating-up and cooling-down behaviors as in IRT; in addition, it uses an empirical orthogonal functions-based principle component regression modality to simplify the THz image analysis procedure. This experimental and analytical study shows that APPCR can, first, simplify the THz image analysis procedure, and second, enhance image contrast and spatial resolution. A theoretical analysis was conducted as experimental explanation, while the IRT imagery results were used for comparative purposes. In addition, signal-to-noise ratio analysis was used to evaluate quantitatively the image enhancement. Finally, it is possible to conclude that THz is more suitable to inspect transparent or semitransparent materials. Advantages and disadvantages of THz-TDS and IRT are summarized in the text
Modèles probabilistes pour la reconnaissance visuelle de lieux
No full textCette thèse traite de la cartographie et de la reconnaissance de lieux par vision en robotique mobile. Les recherches menées visent à identifier comment les modèles de localisation peuvent être améliorés en enrichissant les représentations existantes afin de mieux exploiter l'information visuelle disponible. Les problèmes de la cartographie et de la reconnaissance visuelle de lieux présentent un certain nombre de défis : les solutions doivent notamment être robustes vis-à-vis des scènes similaires, des changements de points de vue de d'éclairage, de la dynamique de l'environnement, du bruit des données acquises. La définition de la manière de modéliser et de comparer les observations de lieux est donc un élément crucial de définition d'une solution opérationnelle. Cela passe par la spécification des caractéristiques des images à exploiter, par la définition de la notion de lieu, et par des algorithmes de comparaison des lieux. Dans la littérature, les lieux visuels sont généralement définis par un ensemble ou une séquence d'observations, ce qui ne permet pas de bien traiter des problèmes de similarité de scènes ou de reconnaissance invariante aux déplacements. Dans nos travaux, le modèle d'un lieu exploite la structure d'une scène représentée par des graphes de covisibilité, qui capturent des relations géométriques approximatives entre les points caractéristiques observés. Grâce à cette représentation, un lieu est identifié et reconnu comme un sous-graphe. La reconnaissance de lieux exploite un modèle génératif, dont la sensibilité par rapport aux similarités entre scènes, aux bruits d'observation et aux erreurs de cartographie est analysée. En particulier, les probabilités de reconnaissance sont estimées de manière rigoureuse, rendant la reconnaissance des lieux robuste, et ce pour une complexité algorithme sous-linéaire en le nombre de lieux définis. Enfin les modèles de lieux basés sur des sacs de mots visuels sont étendus pour exploiter les informations structurelles fournies par le graphe de covisibilité, ce qui permet un meilleur compromis entre la qualité et la complexité du processus de reconnaissance.This thesis deals with the task of appearance-based mapping and place recognition for mobile robots. More specifically, this work aims to identify how location models can be improved by exploring several existing and novel location representations in order to better exploit the available visual information. Appearance-based mapping and place recognition presents a number of challenges, including making reliable data-association decisions given repetitive and self-similar scenes (perceptual aliasing), variations in view-point and trajectory, appearance changes due to dynamic elements, lighting changes, and noisy measurements. As a result, choices about how to model and compare observations of locations is crucial to achieving practical results. This includes choices about the types of features extracted from imagery, how to define the extent of a location, and how to compare locations. Along with investigating existing location models, several novel methods are developed in this work. These are developed by incorporating information about the underlying structure of the scene through the use of covisibility graphs which capture approximate geometric relationships between local landmarks in the scene by noting which ones are observed together. Previously, the range of a location generally varied between either using discrete poses or loosely defined sequences of poses, facing problems related to perceptual aliasing and trajectory invariance respectively. Whereas by working with covisibility graphs, scenes are dynamically retrieved as clusters from the graph in a way which adapts to the environmental structure and given query. The probability of a query observation coming from a previously seen location is then obtained by applying a generative model such that the uniqueness of an observation is accounted for. Behaviour with respect to observation errors, mapping errors, perceptual aliasing, and parameter sensitivity are examined, motivating the use of a novel normalization scheme and observation likelihoods representations. The normalization method presented in this work is robust to redundant locations in the map (from missed loop-closures, for example), and results in place recognition which now has sub-linear complexity in the number of locations in the map. Beginning with bag-of-words representations of locations, location models are extended in order to include more discriminative structural information from the covisibility map. This results in various representations ranging between unstructured sets of features and full graphs of features, providing a tradeoff between complexity and recognition performance
TeaM Cables - European Tools and Methodologies for an efficient ageing management of nuclear power plant Cables
No full textTeraherz measurements performed on xlpe specimens.pyArrow / Feather / Python-Panda
Zerstörungsfreie Charakterisierung thermisch und/oder radioaktiv gealterter Polyethylenkabel durch THz-Zeitbereichsspektroskopie unter Zuhilfenahme maschineller Lernprozesse
No full textIn Anbetracht des weltweit stetig ansteigenden Energiebedarfs und des Wunsches nach möglichst CO2-neutraler Energieerzeugung planen heutzutage viele Länder eine Laufzeitverlängerung ihrer Kernkraftwerke (KKW). Zwar werden bis Ende 2022 alle KKW in Deutschland heruntergefahren, dennoch bleibt es wichtig, den Zustand internationaler Anlagen bewerten zu können. In einem typischen KKW sind durchschnittlich 25000 Kabel mit einer Gesamtlänge von 1500 km verlegt, die teils rauen Umgebungsbedingungen wie erhöhter Temperatur und radioaktiver Strahlung ausgesetzt sind. Diese Bedingungen können zur Alterung der Kabelisolierungen führen, wodurch es zu Versprödung und auch Rissen des Materials kommen kann, was wiederum Kurzschlüsse bedingen kann.
Im Rahmen des Europäischen Forschungsprogramms Horizon2020 wurde vor diesem Hintergrund das Projekt TeaM Cables ins Leben gerufen. Themenbereiche des Projekts sind unter anderem die Charakterisierung und Modellierung diverser Temperatur und Strahlungseinflüsse und die möglichst frühzeitige zerstörungsfreie Detektion von Alterungseffekten. Da Alterungseffekte zu Änderungen im dielektrischen Verhalten von Polymeren führen können, trägt das Fraunhofer IZFP mit seiner Kompetenz in der Terahertz-Spektroskopie zum Forschungsvorhaben bei, indem Proben aus vernetztem Polyethylen mittels THz-Zeitbereichsspektroskopie untersucht werden. Die dadurch erhaltenen Daten werden am Fraunhofer IZFP mit den Daten der zerstörenden Prüfverfahren, die in den Einrichtungen anderer Partner durchgeführt werden, wie bspw. Bruchdehnung oder Oxidationsinduktionszeit, fusioniert. Anschließend wird auf dieser Datengrundlage mithilfe von Methoden des maschinellen Lernens ein Modell zur Vorhersage des Alterungsverhaltens entwickelt, mit dem es möglich ist, die verschieden gealterten Proben voneinander zu unterscheiden und unterschiedlichen Alterungsdauern zuzuordnen. Im vorliegenden Beitrag werden einige ausgewählte Ergebnisse dieser Untersuchungen vorgestellt
Conceptualizing authorship in late imperial Chinese philology
No full textDuring the Qing dynasty (1644-1912) philology dominated the scholarly discourse in China. Scholars worked extensively on received texts dating from around 500 to 200 BCE and employed their sophisticated methodology to them in order to distinguish the authentic from the spurious. This dissertation is a study of the discussions scholars had on the topic and argues that two factors decisively shaped Chinese textual scholarship of the 18th century. First, the conceptual framework on which it rested posited only one author for each text; second, scholars considered the sages of antiquity infallible paragons of virtue. However, received texts were at odds with both assumptions. As a result of this tension, scholars argued that the textual records could not be trusted and, based on their concept of authorship, pointed to insertions of unauthorized contributors. This dissertation shows that the narrow concept of authorship was the most determining factor in their philological work, forcing them to view received texts in a different light and giving rise to the wide-spread concern over forgeries. Chiang Ching-kuo Foundation for International Scholarly ExchangeAsian Studie
Burials: specific-moments
No full textA pesquisa refletiu sobre a ação poética de Enterro, capaz de romper com a continuidade em curso da imagem, instrumentalizando, ainda, o repetir e o registrar de outros Enterros por distintas autorias. A partir do Enterro de uma obra cerâmica na Avenida Paulista, em 2007, a imagem- documento dessa ação desencadeou outros Enterros realizados sob distintas interpretações, por participantes em diferentes lugares (2007-2010). Os pensamentos de Walter Benjamin e Gilles Deleuze apoiaram o entendimento do Enterro como ação que causa estranhamento e ruptura com o que está posto, deflagrando visualizações de outras realidades possíveis. Assim, o diferencial do trabalho apontou para o potencial dos Enterros produzirem momentos específicos de transformações de sentidos à ação, produção de imagens e autoria, possibilitando ao artista retomar seu trabalho a partir do sentido construído pelo outro, agir ora como participante, ora como autor, na mesma obra, em momentos diferentes.Research centered on the poetic action of a Burial, which presents a rupture within an image and its course, while providing instruments for the repetition and documentation of other Burials by distinct contributors. The piece initiates with the Burial of ceramics work of art on Avenida Paulista, in 2007, the image-document of this act led to other Burials carried out in various guises by participants in different locations (2007-2010). Walter Benjamin and Gilles Deleuze support the understanding that a Burial is an act that causes distancing and rupture, prompting visualizations of alternative realities. The work explores the potencial of these Burials to produce specific-moments that transform an act and its meaning, image production and authorship, allowing the artist to reclaim a work based on meanings assigned to it by others, while acting both as a participant and as author on the same piece at different times throughout its process
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