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Advances in Computational
Intelligence 13th International
Work Conference on Artificial
Neural Networks IWANN 2015 Palma de
Mallorca Spain June 10 12 2015
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Proceedings Part I 1st Edition
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Advances in Computational Intelligence 13th

International Work Conference on Artificial Neural
Networks IWANN 2015 Palma de Mallorca Spain June 10 12
2015 Proceedings Part II 1st Edition Ignacio Rojas
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Advances in Computational Intelligence 14th

International Work Conference on Artificial Neural
Networks IWANN 2017 Cadiz Spain June 14 16 2017
Proceedings Part I 1st Edition Ignacio Rojas
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Artificial Intelligence in Education 17th International

Conference AIED 2015 Madrid Spain June 22 26 2015
Proceedings 1st Edition Cristina Conati

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education-17th-international-conference-aied-2015-madrid-spain-
june-22-26-2015-proceedings-1st-edition-cristina-conati/

Artificial Intelligence and Soft Computing 14th

International Conference ICAISC 2015 Zakopane Poland
June 14 18 2015 Proceedings Part I 1st Edition Leszek
Rutkowski
https://textbookfull.com/product/artificial-intelligence-and-
soft-computing-14th-international-conference-
icaisc-2015-zakopane-poland-june-14-18-2015-proceedings-
Bioinspired Computation in Artificial Systems
International Work Conference on the Interplay Between
Natural and Artificial Computation IWINAC 2015 Elche
Spain June 1 5 2015 Proceedings Part II 1st Edition
José Manuel Ferrández Vicente
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artificial-systems-international-work-conference-on-the-
interplay-between-natural-and-artificial-computation-
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Bioinformatics and Biomedical Engineering 5th

International Work Conference IWBBIO 2017 Granada Spain
April 26 28 2017 Proceedings Part I 1st Edition Ignacio
Rojas
https://textbookfull.com/product/bioinformatics-and-biomedical-
engineering-5th-international-work-conference-
iwbbio-2017-granada-spain-april-26-28-2017-proceedings-
part-i-1st-edition-ignacio-rojas/

Formal Concept Analysis 13th International Conference

ICFCA 2015 Nerja Spain June 23 26 2015 Proceedings 1st
Edition Jaume Baixeries

https://textbookfull.com/product/formal-concept-analysis-13th-
international-conference-icfca-2015-nerja-spain-
june-23-26-2015-proceedings-1st-edition-jaume-baixeries/

Current Approaches in Applied Artificial Intelligence

28th International Conference on Industrial Engineering
and Other Applications of Applied Intelligent Systems
IEA AIE 2015 Seoul South Korea June 10 12 2015
Proceedings 1st Edition Moonis Ali
https://textbookfull.com/product/current-approaches-in-applied-
artificial-intelligence-28th-international-conference-on-
industrial-engineering-and-other-applications-of-applied-
intelligent-systems-iea-aie-2015-seoul-south-korea-june/

Artificial Neural Networks and Machine Learning ICANN

2018 27th International Conference on Artificial Neural
Networks Rhodes Greece October 4 7 2018 Proceedings
Part I V■ra K■rková
https://textbookfull.com/product/artificial-neural-networks-and-
machine-learning-icann-2018-27th-international-conference-on-
artificial-neural-networks-rhodes-greece-
 Ignacio Rojas
Gonzalo Joya
Andreu Catala (Eds.)

Advances in
LNCS 9094

Computational
Intelligence
13th International Work-Conference
on Artificial Neural Networks, IWANN 2015
Palma de Mallorca, Spain, June 10–12, 2015
Proceedings, Part I

123
Lecture Notes in Computer Science 9094
Commenced Publication in 1973
Founding and Former Series Editors:
Gerhard Goos, Juris Hartmanis, and Jan van Leeuwen

Editorial Board
David Hutchison
Lancaster University, Lancaster, UK
Takeo Kanade
Carnegie Mellon University, Pittsburgh, PA, USA
Josef Kittler
University of Surrey, Guildford, UK
Jon M. Kleinberg
Cornell University, Ithaca, NY, USA
Friedemann Mattern
ETH Zürich, Zürich, Switzerland
John C. Mitchell
Stanford University, Stanford, CA, USA
Moni Naor
Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israel
C. Pandu Rangan
Indian Institute of Technology, Madras, India
Bernhard Steffen
TU Dortmund University, Dortmund, Germany
Demetri Terzopoulos
University of California, Los Angeles, CA, USA
Doug Tygar
University of California, Berkeley, CA, USA
Gerhard Weikum
Max Planck Institute for Informatics, Saarbrücken, Germany
More information about this series at http://www.springer.com/series/7407
Ignacio Rojas · Gonzalo Joya
Andreu Catala (Eds.)

Advances in
Computational
Intelligence
13th International Work-Conference
on Artificial Neural Networks, IWANN 2015
Palma de Mallorca, Spain, June 10–12, 2015
Proceedings, Part I

ABC
Editors
Ignacio Rojas Andreu Catala
University of Granada Polytechnic University of Catalonia
Granada Vilanova i la Geltrú
Spain Spain

Gonzalo Joya
University of Malaga
Malaga
Spain

ISSN 0302-9743 ISSN 1611-3349 (electronic)

Lecture Notes in Computer Science
ISBN 978-3-319-19257-4 ISBN 978-3-319-19258-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-319-19258-1

Library of Congress Control Number: 2015939427

LNCS Sublibrary: SL1 – Theoretical Computer Science and General Issues

Springer Cham Heidelberg New York Dordrecht London

c Springer International Publishing Switzerland 2015
This work is subject to copyright. All rights are reserved by the Publisher, whether the whole or part of the
material is concerned, specifically the rights of translation, reprinting, reuse of illustrations, recitation,
broadcasting, reproduction on microfilms or in any other physical way, and transmission or information stor-
age and retrieval, electronic adaptation, computer software, or by similar or dissimilar methodology now
known or hereafter developed.
The use of general descriptive names, registered names, trademarks, service marks, etc. in this publication
does not imply, even in the absence of a specific statement, that such names are exempt from the relevant
protective laws and regulations and therefore free for general use.
The publisher, the authors and the editors are safe to assume that the advice and information in this book
are believed to be true and accurate at the date of publication. Neither the publisher nor the authors or the
editors give a warranty, express or implied, with respect to the material contained herein or for any errors or
omissions that may have been made.

Printed on acid-free paper

Springer International Publishing AG Switzerland is part of Springer Science+Business Media

(www.springer.com)
 Preface

We are proud to present the set of final accepted papers for the 13th edition of the
IWANN conference “International Work-Conference on Artificial Neural Networks”
held in Palma de Mallorca (Spain) during June 10–12, 2015.
IWANN is a biennial conference that seeks to provide a discussion forum for sci-
entists, engineers, educators, and students about the latest ideas and realizations in the
foundations, theory, models, and applications of hybrid systems inspired on nature (neu-
ral networks, fuzzy logic, and evolutionary systems) as well as in emerging areas related
to the above items. As in previous editions of IWANN, it also aims to create a friendly
environment that could lead to the establishment of scientific collaborations and ex-
changes among attendees. The proceedings will include all the presented communica-
tions to the conference. It has also foreseen the publication of an extended version of
selected papers in a special issue of several specialized journals (such as Neurocomput-
ing, Soft Computing, and Neural Processing Letters).
Since the first edition in Granada (LNCS 540, 1991), the conference has evolved and
matured. The list of topics in the successive Call for Papers has also evolved, resulting
in the following list for the present edition:

1. Mathematical and theoretical methods in computational intelligence. Mathe-

matics for neural networks. RBF structures. Self-organizing networks and meth-
ods. Support vector machines and kernel methods. Fuzzy logic. Evolutionary and
genetic algorithms.
2. Neurocomputational formulations. Single-neuron modelling. Perceptual mod-
elling. System-level neural modelling. Spiking neurons. Models of biological learn-
ing.
3. Learning and adaptation. Adaptive systems. Imitation learning. Reconfigurable
systems. Supervised, non-supervised, reinforcement, and statistical algorithms.
4. Emulation of cognitive functions. Decision Making. Multi-agent systems. Sen-
sor mesh. Natural language. Pattern recognition. Perceptual and motor functions
(visual, auditory, tactile, virtual reality, etc.). Robotics. Planning motor control.
5. Bio-inspired systems and neuro-engineering. Embedded intelligent systems.
Evolvable computing. Evolving hardware. Microelectronics for neural, fuzzy, and
bioinspired systems. Neural prostheses. Retinomorphic systems. Brain–computer
interfaces (BCI). Nanosystems. Nanocognitive systems.
6. Advanced topics in computational intelligence. Intelligent networks. Knowledge-
intensive problem-solving techniques. Multi-sensor data fusion using computational
intelligence. Search and meta-heuristics. Soft Computing. Neuro-fuzzy systems.
Neuro-evolutionary systems. Neuro-swarm. Hybridization with novel computing
paradigms.
7. Applications. Expert Systems. Image and Signal Processing. Ambient intelligence.
Biomimetic applications. System identification, process control, and manufacturing.
Computational Biology and Bioinformatics. Parallel and Distributed Computing.
VI Preface

Human–Computer Interaction, Internet Modeling, Communication and Network-

ing. Intelligent Systems in Education. Human–Robot Interaction. Multi-Agent Sys-
tems. Time series analysis and prediction. Data mining and knowledge discovery.

At the end of the submission process, and after a careful peer-review and evaluation
process (each submission was reviewed by at least 2, and on the average 2.7, Program
Committee members or additional reviewers), 100 papers were accepted for oral or
poster presentation, according to the recommendations of reviewers and the authors’
preferences.
It is important to note, that for the sake of consistency and readability of the book,
the presented papers are not organized as they were presented in the IWANN 2015 ses-
sions, but classified under 14 chapters. The organization of the papers is in two volumes
arranged basically following the topics list included in the Call for Papers. The first vol-
ume (LNCS 9094), entitled “IWANN 2015. Advances on Computational Intelligence.
Part I” is divided into eight main parts and includes the contributions on:

1. Computing Languages with Bio-Inspired Devices and Multi-Agent Systems

(Special Session, organized by: M. Dolores Jiménez-López and Alfonso Ortega
de la Puente)
2. Brain-Computer Interfaces: Applications and Tele-services (Special Session,
organized by: Ricardo Ron Angevin and Miguel Angel Lopez)
3. Multi-Robot Systems: Applications and Theory (MRSAT) (Special Session,
organized by: José Guerrero and Óscar Valero)
4. Video and Image Processing (Special Session, organized by: Enrique Domínguez
and Jose Garcia)
5. Transfer Learning (Special Session, organized by: Luis M. Silva and
Jorge M. Santos)
6. Structures, algorithms, and methods in artificial intelligence (Special Session,
organized by: Daniela Danciu and Vladimir Răsvan)
7. Interactive and Cognitive Environments (Special Session, organized by: Wei Chen
and Albert Samá)
8. Mathematical and theoretical methods in Fuzzy Systems

In the second volume (LNCS 9095), entitled “IWANN 2015. Advances on Compu-
tational Intelligence. Part II” is divided into six main parts and includes the contribu-
tions on:
1. Pattern Recognition
2. Embedded intelligent systems
3. Expert Systems
4. Advances in Computational Intelligence
5. Applications of Computational Intelligence
6. Invited Talks to IWANN 2015
In this edition of IWANN 2015, the plenary talks were given by Prof.
Cristina Urdiales (The shared control paradigm for assistive and rehabilitation robots),
Prof. Dan Ciresan (Deep Neural Networks for Visual Pattern Recognition), and finally
by Prof. Andrea Cavallaro.
 Preface VII

The 13th edition of the IWANN conference was organized by the University of
Granada, University of Málaga, Polytechnic University of Catalonia, and University
of the Balearic Islands, together with the Spanish Chapter of the IEEE Computational
Intelligence Society. We wish to thank the University of the Balearic Islands for their
support and grants.
We would also like to express our gratitude to the members of the different com-
mittees for their support, collaboration, and good work. We specially thank the Local
Committe, Program Committee, the Reviewers, Invited Speaker, and Special Session
Organizers. Finally, we want to thank Springer, and especially Alfred Hoffman and
Anna Kramer for their continuous support and cooperation.

June 2015 Ignacio Rojas

Gonzalo Joya
Andreu Catala
 Organization

Program Committee
Leopoldo Acosta University of La Laguna, Spain
Vanessa Aguiar-Pulido RNASA-IMEDIR, University of A Coruña, Spain
Arnulfo Alanis Garza Instituto Tecnológico de Tijuana, Mexico
Ali Fuat Alkaya Marmara University, Turkey
Amparo Alonso-Betanzos University of A Coruña, Spain
Juan Antonio Alvarez-García University of Seville, Spain
Jhon Edgar Amaya University of Tachira (UNET), Venezuela
Gabriela Andrejkova Pavol Jozef Šafarik University, Slovak Republic
Cesar Andres Universidad Complutense de Madrid, Spain
Miguel Ángel López University of Cádiz, Spain
Anastassia Angelopoulou University of Westminster, UK
Plamen Angelov Lancaster University, UK
Davide Anguita University of Genova, Italy
Cecilio Angulo Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Javier Antich Universitat de les Illes Balears, Spain
Angelo Arleo CNRS - University Pierre and Marie Curie Paris VI,
France
Corneliu Arsene SC IPA SA, Romania
Miguel Atencia University of Málaga, Spain
Jorge Azorín-López University of Alicante, Spain
Davide Bacciu University of Pisa, Italy
Javier Bajo Universidad Politécnica de Madrid, Spain
Juan Pedro Bandera Rubio ISIS Group, University of Málaga, Spain
Cristian Barrué Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Andrzej Bartoszewicz Technical University of Lodz, Poland
Bruno Baruque University of Burgos, Spain
David Becerra Alonso University of the West of Scotland, UK
Lluís Belanche Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Sergio Bermejo Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Francesc Bonin Universitat de les Illes Balears, Spain
Francisco Bonnín Pascual Universitat de les Illes Balears, Spain
Julio Brito University of La Laguna, Spain
Antoni Burguera Universitat de les Illes Balears, Spain
Joan Cabestany Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Inma P. Cabrera University of Málaga, Spain
Tomasa Calvo University of Alcalá, Spain
X Organization

Jose Luis Calvo Rolle University of A Coruña, Spain

Francesco Camastra University of Naples Parthenope, Italy
Carlos Carrascosa GTI-IA DSIC Universidad Politecnica de Valencia,
Spain
Luis Castedo Universidad de A Coruña, Spain
Pedro Castillo University of Granada, Spain
Andreu Catala Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Ana Cavalli GET/INT, France
Miguel Cazorla University of Alicante, Spain
Wei Chen Eindhoven University of Technology,
The Netherlands
Jesus Cid-Sueiro Universidad Carlos III de Madrid, Spain
Maximo Cobos Universidad de Valencia, Spain
Valentina Colla Scuola Superiore Sant’Anna, Italy
Pablo Cordero Universidad de Málaga, Spain
Francesco Corona Aalto University, Finland
Ulises Cortes Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Marie Cottrell SAMM Université Paris 1 Panthéon-Sorbonne,
France
Raúl Cruz-Barbosa Universidad Tecnológica de la Mixteca, Mexico
Manuel Cruz-Ramírez University of Córdoba, Spain
Erzsébet Csuhaj-Varjú Eötvös Loránd University, Hungary
Daniela Danciu University of Craiova, Romania
Suash Deb C.V. Raman College of Engineering, India
Angel Pascual Del Pobil UNIVERSITAT JAUME I, Spain
Enrique Domínguez University of Málaga, Spain
Julian Dorado Universidade da Coruña, Spain
Abrahan Duarte Universidad Rey Juan Carlos, Spain
Richard Duro Universidad de A Coruña, Spain
Gregorio Díaz University of Castilla - La Mancha, Spain
Emil Eirola Aalto University, Finland
Patrik Eklund Umeå University, Sweden
Javier Fernández de Cañete University of Málaga, Spain
Francisco Fernandez De Vega Grupo de Evolucion Artificial,
Universidad de Extremadura, Spain
Alberto Fernandez Gil CETINIA, Universidad Rey Juan Carlos, Spain
Enrique Fernandez-Blanco University of A Coruña, Spain
Manuel Fernández Carmona Universidad de Málaga, Spain
Antonio J. Fernández Leiva Universidad de Málaga, Spain
Francisco Fernández Navarro University of Córdoba, Spain
 Organization XI

Carlos Fernández-Lozano Universidade da Coruña, Spain

Jose Manuel Ferrandez Universidad Politécnica de Cartagena, Spain
Ricardo Ferreira Nove de Julho University, Brazil
Aníbal R. Figueiras-Vidal Universidad Carlos III de Madrid, Spain
Oscar Fontenla-Romero University of A Coruña, Spain
Colin Fyfe University of the West of Scotland, UK
Emilio Garcia Universitat de les Illes Balears, Spain
Rodolfo García-Bermudez Universidad Laica Eloy Alfaro de Manabí, Ecuador
Carlos Garcia Puntonet University of Granada, Spain
Juan M Garcia-Gomez Universidad Politecnica de Valencia, Spain
Francisco Garcia-Lagos Universidad de Málaga, Spain
Jose Garcia-Rodriguez University of Alicante, Spain
Patricio García Báez Universidad de La Laguna, Spain
Pablo García Sánchez University of Granada, Spain
Maribel García-Arenas Universidad de Granada, Spain
Patrick Garda Université Pierre et Marie Curie - Paris 6, France
Peter Gloesekoetter Münster University of Applied Sciences, Germany
Juan Gomez Romero Universidad Carlos III de Madrid, Spain
Juan Gorriz University of Granada, Spain
Karl Goser Technical University Dortmund, Germany
Bernard Gosselin University of Mons, Belgium
Manuel Grana University of the Basque Country, Spain
Bertha Guijarro-Berdiñas University of A Coruña, Spain
Nicolás Guil Mata University of Málaga, Spain
Alberto Guillén University of Granada, Spain
Francisco Herrera University of Granada, Spain
Álvaro Herrero University of Burgos, Spain
Cesar Hervas University of Cordoba, Spain
Tom Heskes Radboud University Nijmegen, The Netherlands
Wei-Chiang Hong Oriental Institute of Technology, India
José M. Jerez Universidad de Málaga, Spain
M. Dolores Jimenez-Lopez Rovira i Virgili University, Spain
Juan Luis Jiménez Laredo University of Granada, Spain
Gonzalo Joya University of Málaga, Spain
Vicente Julian Universidad Politécnica de Valencia, Spain
Fernando L. Pelayo University of Castilla - La Mancha, Spain
Alberto Labarga University of Granada, Spain
Raul Lara Cabrera University of Málaga, Spain
XII Organization

Nuno Lau Universidade de Aveiro, Portugal

Amaury Lendasse The University of Iowa, USA
Miguel Lopez University of Granada, Spain
Otoniel López Granado Miguel Hernandez University, Spain
Rafael Marcos Luque Baena University of Málaga, Spain
Ezequiel López-Rubio University of Málaga, Spain
Kurosh Madani LISSI/Université PARIS-EST Creteil, France
Mario Martin Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Bonifacio Martin Del Brio University of Zaragoza, Spain
Jose D. Martin-Guerrero University of Valencia, Spain
Luis Martí Universidad Carlos III de Madrid, Spain
Francisco Martínez Estudillo ETEA, Spain
José Luis Martínez Martínez University of Castilla-La Mancha, Spain
José Fco. Martínez-Trinidad INAOE, Instituto Nacional de Astrofísica,
Óptica y Electrónica, Mexico
Miquel Massot University of the Balearic Islands, Spain
Francesco Masulli University of Genoa, Italy
Montserrat Mateos Universidad Pontificia de Salamanca, Spain
Jesús Medina-Moreno University of Cádiz, Morocco
Maria Belen Melian Batista University of La Laguna, Spain
Mercedes Merayo Universidad Complutense de Madrid, Spain
Gustavo Meschino Universidad Nacional de Mar del Plata, Spain
Margaret Miro University of the Balearic Islands, Spain
Jose M. Molina Universidad Carlos III de Madrid, Spain
Augusto Montisci University of Cagliari, Italy
Antonio Mora University of Granada, Spain
Angel Mora Bonilla University of Málaga, Spain
Claudio Moraga European Centre for Soft Computing, Spain
Ginés Moreno University of Castilla-La Mancha, Spain
Jose Andres Moreno University of La Laguna, Spain
Juan Moreno Garcia Universidad de Castilla-La Mancha, Spain
J. Marcos Moreno Vega University of La Laguna, Spain
Susana Muñoz Hernández Technical University of Madrid, Spain
Pep Lluís Negre Carrasco University of the Balearic Islands, Spain
Alberto Núñez Universidad de Castilla La Mancha, Spain
Manuel Ojeda-Aciego University of Málaga, Spain
Sorin Olaru “SUPELEC” École Supérieur d’Électricité, France
Iván Olier The University of Manchester, UK
Madalina Olteanu SAMM, Université Paris 1, France
Julio Ortega Universidad de Granada, Spain
Alfonso Ortega de La Puente Universidad Autónoma de Madrid, Spain
Alberto Ortiz University of the Balearic Islands, Spain
Emilio Ortiz-García Universidad de Alcalá, Spain
 Organization XIII

Osvaldo Pacheco Universidade de Aveiro, Portugal

Esteban José Palomo University of Málaga, Spain
Diego Pardo Barcelona Tech, Spain
Miguel Angel Patricio Universidad Carlos III de Madrid, Spain
Alejandro Pazos Sierra University of A Coruña, Spain
Jose Manuel Perez Lorenzo Universidad de Jaén, Spain
Vincenzo Piuri University of Milan, Italy
Héctor Pomares University of Granada, Spain
Alberto Prieto Universidad de Granada, Spain
Alexandra Psarrou University of Westminster, UK
Francisco A. Pujol University of Alicante, Spain
Pablo Rabanal Universidad Complutense de Madrid, Spain
Juan Rabuñal University of A Coruña, Spain
Vladimir Răsvan Universitatea din Craiova, Romania
Ismael Rodríguez Universidad Complutense de Madrid, Spain
Juan A. Rodriguez Universidad de Málaga, Spain
Sara Rodríguez University of Salamanca, Spain
Fernando Rojas University of Granada, Spain
Ignacio Rojas University of Granada, Spain
Samuel Romero-Garcia University of Granada, Spain
Ricardo Ron-Angevin University of Málaga, Spain
Eduardo Ros University of Granada, Spain
Francesc Rossello University of the Balearic Islands, Spain
Fabrice Rossi SAMM, Université Paris 1, France
Fernando Rubio Universidad Complutense de Madrid, Spain
Ulrich Rueckert University of Paderborn, Germany
Addisson Salazar Universidad Politécnica de Valencia, Spain
Sancho Salcedo-Sanz Universidad de Alcalá, Spain
Albert Samà Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Francisco Sandoval Universidad de Málaga, Spain
José Santos University of A Coruña, Spain
Jose A. Seoane University of Bristol, UK
Eduardo Serrano Universidad Autónoma de Madrid, Spain
Luís Silva University of Aveiro, Portugal
Olli Simula Helsinki University of Technology, Finland
Jordi Solé-Casals Universitat de Vic, Spain
Carmen Paz Suárez Araujo Universidad de las Palmas de Gran Canaria, Spain
Peter Szolgay Pázmány Péter Catholic University, Hungary
Javier Sánchez-Monedero University of Córdoba, Spain
Ricardo Tellez Pal Robotics, Spain
Ana Maria Tome Universidade de Aveiro, Portugal
Carme Torras IRI (CSIC-UPC), Spain
Joan Torrens University of the Balearic Islands, Spain
XIV Organization

Claude Touzet University of Provence, France

Olga Valenzuela University of Granada, Spain
Óscar Valero University of the Balearic Islands, Spain
Miguel Ángel Veganzones Universidad del País Vasco (UPV/EHU), Spain
Francisco Velasco-Álvarez Universidad de Málaga, Spain
Sergio Velastin Kingston University, UK
Marley Vellasco PUC-Rio, Brazil
Alfredo Vellido Universitat Politècnica de Catalunya, Spain
Francisco J. Veredas Universidad de Málaga, Spain
Michel Verleysen Université catholique de Louvain, Belgium
Changjiu Zhou Singapore Polytechnic, Singapore
Ahmed Zobaa University of Exeter, UK

Additional Reviewers
Azorín-López, Jorge Navarro-Ortiz, Jorge
Cortes, Ulises Ortiz, Alberto
De La Cruz, Marina Palomo, Esteban José
Fernandez-Blanco, Enrique Peters, Peter
Garcia-Fidalgo, Emilio Rodriguez, Juan A.
Georgieva, Petia Rodriguez-Benitez, Luis
Luque-Baena, Rafael M. Sánchez-Morillo, Daniel
López-Rubio, Ezequiel Volosyak, Ivan
Martinez-Gomez, Jesus Wang, Qi
Moreno Garcia, Juan Wetzels, Mart
 Contents – Part I

Computing Languages with Bio-Inspired Devices

and Multi-Agent Systems

A Grammatical Inference Model for Measuring Language Complexity . . . . . 3

Leonor Becerra-Bonache and M. Dolores Jiménez-López

A Proposal for Contextual Grammatical Inference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Leonor Becerra-Bonache, María Galván, and François Jacquenet

How to Search Optimal Solutions in Big Spaces with Networks

of Bio-Inspired Processors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
José Ramón Sánchez Couso, Sandra Gómez Canaval,
and David Batard Lorenzo

Distributed Simulation of NEPs Based On-Demand Cloud Elastic

Computation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Sandra Gómez Canaval, Alfonso Ortega de la Puente,
and Pablo Orgaz González

How Nets of Evolutionary Processors (NEPs) Could be Simulated

in a Distributed Way . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Karina Jiménez, Antonio Jiménez, Marina de la Cruz,
and Sandra Gómez Canaval

Brain-Computer Interfaces: Applications and Tele-services

A Comparison of SSVEP-Based BCI-Performance Between Different

Age Groups . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
Felix Gembler, Piotr Stawicki, and Ivan Volosyak

Training in Realistic Virtual Environments: Impact on User Performance

in a Motor Imagery-Based Brain–Computer Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Leandro da Silva-Sauer, Luis Valero-Aguayo, Francisco Velasco-Álvarez,
Sergio Varona-Moya, and Ricardo Ron-Angevin

Real-Time Monitoring of Biomedical Signals to Improve Road Safety . . . . . 89

José Miguel Morales, Leandro Luigi Di Stasi, Carolina Díaz-Piedra,
Christian Morillas, and Samuel Romero
XVI Contents – Part I

Brain-Computer Interface: Usability Evaluation of Different P300 Speller

Configurations: A Preliminary Study. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
Liliana Garcia, Véronique Lespinet-Najib, Sarah Saioud,
Victor Meistermann, Samuel Renaud, Jaime Diaz-Pineda,
Jean Marc André, and Ricardo Ron-Angevin

Accessing Tele-Services Using a Hybrid BCI Approach . . . . . . . . . . . . . . . 110

Chris Brennan, Paul McCullagh, Gaye Lightbody, Leo Galway,
Diana Feuser, José Luis González, and Suzanne Martin

Authentication of Brain-Computer Interface Users in Network Applications. . . 124

M.A. Lopez-Gordo, Ricardo Ron-Angevin, and Francisco Pelayo

A Label-Aided Filter Method for Multi-objective Feature Selection

in EEG Classification for BCI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
Pedro Martín-Smith, Julio Ortega, Javier Asensio-Cubero,
John Q. Gan, and Andrés Ortiz

Multi-Robot Systems: Applications and Theory (MRSAT)

A First Step Toward a Possibilistic Swarm Multi-robot Task Allocation . . . . 147

José Guerrero, Óscar Valero, and Gabriel Oliver

A Bottom-up Robot Architecture Based on Learnt Behaviors Driven Design . . . 159

Ignacio Herrero, Cristina Urdiales García, José Manuel Peula Palacios,
and Francisco Sandoval Hernández

From Human Eye Fixation to Human-like Autonomous Artificial Vision . . . 171

Viachaslau Kachurka, Kurosh Madani, Cristophe Sabourin,
and Vladimir Golovko

Towards a Shared Control Navigation Function: Efficiency Based

Command Modulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
Manuel Fernández-Carmona, José Manuel Peula,
Cristina Urdiales, and Francisco Sandoval

AMiRo: A Mini Robot for Scientific Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

Thomas Schöpping, Timo Korthals, Stefan Herbrechtsmeier,
and Ulrich Rückert

Video and Image Processing

Visualization of Complex Datasets with the Self-Organizing Spanning Tree. . . 209

Ezequiel López-Rubio, Esteban José Palomo,
Rafael Marcos Luque Baena, and Enrique Domínguez
 Contents – Part I XVII

A Detection System for Vertical Slot Fishways Using Laser Technology

and Computer Vision Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
Angel J. Rico-Diaz, Alvaro Rodriguez, Daniel Villares,
Juan R. Rabuñal, Jeronimo Puertas, and Luis Pena

Interactive Relevance Visual Learning for Image Retrieval . . . . . . . . . . . . . 227

Hsin-Chia Fu, Z.H. Wang, W.J. Wang, and Hsiao-Tien Pao

Scene Classification Based on Local Binary Pattern and Improved Bag

of Visual Words . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
Gholam Ali Montazer, Davar Giveki, and Mohammad Ali Soltanshahi

An Experimental Comparison for the Identification of Weeds in Sunflower

Crops via Unmanned Aerial Vehicles and Object-Based Analysis. . . . . . . . . 252
María Pérez-Ortiz, Pedro Antonio Gutiérrez, Jose Manuel Peña,
Jorge Torres-Sánchez, César Hervás-Martínez,
and Francisca López-Granados

A Novel Framework for Hyperemia Grading Based on Artificial

Neural Networks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Luisa Sánchez, Noelia Barreira, Hugo Pena-Verdeal,
and Eva Yebra-Pimentel

Applying a Genetic Algorithm Solution to Improve Compression

of Wavelet Coefficient Sign . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Antonio Martí, Otoniel López, Francisco Rodríguez-Ballester,
and Manuel Malumbres

Finding the Texture Features Characterizing the Most Homogeneous

Texture Segment in the Image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
Alexander Goltsev, Vladimir Gritsenko, Ernst Kussul, and Tatiana Baidyk

Robust Tracking for Augmented Reality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301

José M. González-Linares, Nicolás Guil, and Julián Ramos Cózar

Bio-inspired Motion Estimation with Event-Driven Sensors . . . . . . . . . . . . . 309

Francisco Barranco, Cornelia Fermuller, and Yiannis Aloimonos

Transfer Learning

Domain Generalization Based on Transfer Component Analysis. . . . . . . . . . 325

Thomas Grubinger, Adriana Birlutiu, Holger Schöner,
Thomas Natschläger, and Tom Heskes

Deep Transfer Learning Ensemble for Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

Chetak Kandaswamy, Luís M. Silva, Luís A. Alexandre,
and Jorge M. Santos
XVIII Contents – Part I

Development of a Power Output Forecasting Tool for Wind Farms

Based in Principal Components and Artificial Neural Networks . . . . . . . . . . 349
P. del Saz-Orozco, J. Fernández de Cañete, and R. Alba

CO2 RBFN-CS: First Approach Introducing Cost-Sensitivity

in the Cooperative-Competitive RBFN Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
María Dolores Pérez-Godoy, Antonio Jesús Rivera, Francisco Charte,
and Maria Jose del Jesus

Transfer Learning for the Recognition of Immunogold Particles

in TEM Imaging. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
Ricardo Gamelas Sousa, Tiago Esteves, Sara Rocha,
Francisco Figueiredo, Joaquim Marques de Sá, Luís A. Alexandre,
Jorge M. Santos, and Luís M. Silva

Structures, Algorithms and Methods in Artificial Intelligence

BSO-FS: Bee Swarm Optimization for Feature Selection in Classification. . . 387

Souhila Sadeg, Leila Hamdad, Karima Benatchba, and Zineb Habbas

Improved Retrieval for Challenging Scenarios in Clique-Based

Neural Networks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
Xiaoran Jiang, Max Raphael Sobroza Marques, Pierre-Julien Kirsch,
and Claude Berrou

On Structures with Emergent Computing Properties. A Connectionist versus

Control Engineering Approach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
Daniela Danciu and Vladimir Răsvan

Deep Neural Networks for Wind Energy Prediction . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430

David Díaz, Alberto Torres, and José Ramón Dorronsoro

Ensemble of Classifiers for Length of Stay Prediction in Colorectal Cancer . . . 444

Ruxandra Stoean, Catalin Stoean, Adrian Sandita, Daniela Ciobanu,
and Cristian Mesina

Interactive and Cognitive Environments

Monitoring Motor Fluctuations in Parkinson’s Disease Using a Waist-Worn

Inertial Sensor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
Carlos Pérez-López, Albert Samà, Daniel Rodríguez-Martín,
Andreu Català, Joan Cabestany, Eva de Mingo,
and Alejandro Rodríguez-Molinero
 Contents – Part I XIX

Convolutional Neural Networks for Detecting and Mapping Crowds

in First Person Vision Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475
Juan Sebastian Olier, Carlo Regazzoni, Lucio Marcenaro,
and Matthias Rauterberg

E-COmate: What’s Your Non-consumption? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486

Veranika Lim, Mathias Funk, Matthias Rauterberg, Lucio Marcenaro,
and Carlo Regazzoni

Mathematical and Theoretical Methods in Fuzzy Systems

Extended Bag of Visual Words for Face Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503

Gholam Ali Montazer, Mohammad Ali Soltanshahi, and Davar Giveki

Improving Multi-adjoint Logic Programs by Unfolding Fuzzy Connective

Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511
Pedro J. Morcillo and Ginès Moreno

A Mixed Fuzzy Similarity Approach to Detect Plagiarism in Persian Texts . . . 525

Hamid Ahangarbahan and Gholam Ali Montazer

A Neural-Network-Based Robust Observer for Simultaneous Unknown

Input Decoupling and Fault Estimation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535
Piotr Witczak, Marcin Mrugalski, Krzysztof Patan, and Marcin Witczak

Consequences of Structural Differences Between Hierarchical Systems

While Fuzzy Inference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
Begum Mutlu, Ebru A. Sezer, and Hakan A. Nefeslioglu

SIRMs Fuzzy Inference Model with Linear Transformation of Input

Variables and Universal Approximation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 561
Hirofumi Miyajima, Noritaka Shigei, and Hiromi Miyajima

A New Approach of Fuzzy Neural Networks in Monthly Forecast

of Water Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576
Ruben Araújo, Mêuser Valença, and Sérgio Fernandes

Ordering Relations over Intuitionistic Fuzzy Quantities . . . . . . . . . . . . . . . . 587

Elena Mielcova

On Fuzzy c-Means and Membership Based Clustering . . . . . . . . . . . . . . . . 597

Vicenç Torra

Author Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609

 Contents – Part II

Pattern Recognition

Developing Gene Classifier System for Autism Recognition . . . . . . . . . . . . 3

Tomasz Latkowski and Stanislaw Osowski

A Distributed Feature Selection Approach Based on a Complexity Measure. . . 15

Verónica Bolón-Canedo, Noelia Sánchez-Maroño,
and Amparo Alonso-Betanzos

Ensemble Feature Selection for Rankings of Features . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Borja Seijo-Pardo, Verónica Bolón-Canedo, Iago Porto-Díaz,
and Amparo Alonso-Betanzos

A Medical Case-Based Reasoning Approach Using Image Classification

and Text Information for Recommendation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Sara Nasiri, Johannes Zenkert, and Madjid Fathi

Non Spontaneous Saccadic Movements Identification in Clinical

Electrooculography Using Machine Learning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Roberto Becerra-García, Rodolfo García-Bermúdez,
Gonzalo Joya-Caparrós, Abel Fernández-Higuera,
Camilo Velázquez-Rodríguez, Michel Velázquez-Mariño,
Franger Cuevas-Beltrán, Francisco García-Lagos,
and Roberto Rodríguez-Labrada

Applying a Hybrid Algorithm to the Segmentation of the Spanish Stock

Market Index Time Series . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
Antonio Manuel Durán-Rosal, Mónica de la Paz-Marín,
Pedro Antonio Gutiérrez, and César Hervás-Martínez

Nonlinear Ordinal Logistic Regression Using Covariates Obtained

by Radial Basis Function Neural Networks Models. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Manuel Dorado-Moreno, Pedro Antonio Gutiérrez,
Javier Sánchez-Monedero, and César Hervás-Martínez

Energy Flux Range Classification by Using a Dynamic Window

Autoregressive Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Pedro Antonio Gutiérrez, Juan Carlos Fernández, Mária Pérez-Ortiz,
Laura Cornejo-Bueno, Enrique Alexandre-Cortizo, Sancho Salcedo-Sanz,
and César Hervás-Martínez
XXII Contents – Part II

Automatic Eye Blink Detection Using Consumer Web Cameras. . . . . . . . . . 103

Beatriz Remeseiro, Alba Fernández, and Madalena Lira

Insights on the Use of Convolutional Neural Networks for Document

Image Binarization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
J. Pastor-Pellicer, S. España-Boquera, F. Zamora-Martínez,
M. Zeshan Afzal, and Maria Jose Castro-Bleda

A Genetic Algorithms-Based LSSVM Classifier for Fixed-Size

Set of Support Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
Danilo Avilar Silva and Ajalmar R. Rocha Neto

Ensemble of Minimal Learning Machines for Pattern Classification . . . . . . . 142

Diego Parente Paiva Mesquita, João Paulo Pordeus Gomes,
and Amauri Holanda Souza Junior

Extreme Learning Machines for Multiclass Classification: Refining

Predictions with Gaussian Mixture Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
Emil Eirola, Andrey Gritsenko, Anton Akusok, Kaj-Mikael Björk,
Yoan Miche, Dušan Sovilj, Rui Nian, Bo He, and Amaury Lendasse

Modeling the EUR/USD Index Using LS-SVM and Performing

Variable Selection. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
Luis-Javier Herrera, Alberto Guillén, Rubén Martínez, Carlos García,
Hector Pomares, Oresti Baños, and Ignacio Rojas

Embedded Intelligent Systems

Modeling Retina Adaptation with Multiobjective Parameter Fitting . . . . . . . 175

Pablo Martínez-Cañada, Christian Morillas, Samuel Romero,
and Francisco Pelayo

Stochastic-Based Implementation of Reservoir Computers . . . . . . . . . . . . . . 185

Miquel L. Alomar, Vincent Canals, Víctor Martínez-Moll,
and Josep L. Rosselló

FPGA Implementation Comparison Between C-Mantec

and Back-Propagation Neural Network Algorithms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
Francisco Ortega-Zamorano, José M. Jerez, Gustavo Juárez,
and Leonardo Franco

Expert Systems

Logic Programming and Artificial Neural Networks in Breast Cancer

Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
José Neves, Tiago Guimarães, Sabino Gomes, Henrique Vicente,
Mariana Santos, João Neves, José Machado, and Paulo Novais
 Contents – Part II XXIII

An ANFIS-Based Fault Classification Approach in Double-Circuit

Transmission Line Using Current Samples. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
Mohammad Amin Jarrahi, Haidar Samet, Hossein Raayatpisheh,
Ahmad Jafari, and Mohsen Rakhshan

Evolutionary Hybrid Configuration Applied to a Polymerization Process

Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
Silvia Curteanu, Elena-Niculina Dragoi, and Vlad Dafinescu

Multi-layer Perceptrons for Voxel-Based Classification of Point Clouds

from Natural Environments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
Victoria Plaza, Jose Antonio Gomez-Ruiz, Anthony Mandow,
and Alfonso J. Garcia-Cerezo

An Improved RBF Neural Network Approach to Nonlinear Curve Fitting . . . 262

Michael M. Li and Brijesh Verma

QSVM: A Support Vector Machine for Rule Extraction . . . . . . . . . . . . . . . 276

Guido Bologna and Yoichi Hayashi

Multiwindow Fusion for Wearable Activity Recognition . . . . . . . . . . . . . . . 290

Oresti Baños, Juan-Manuel Galvez, Miguel Damas, Alberto Guillén,
Luis-Javier Herrera, Hector Pomares, Ignacio Rojas, Claudia Villalonga,
Choong Seon Hong, and Sungyoung Lee

Ontological Sensor Selection for Wearable Activity Recognition . . . . . . . . . 298

Claudia Villalonga, Oresti Baños, Hector Pomares, and Ignacio Rojas

Short-Term Spanish Aggregated Solar Energy Forecast . . . . . . . . . . . . . . . . 307

Nicolas Perez-Mora, Vincent Canals, and Víctor Martínez-Moll

Intelligent Presentation Skills Trainer Analyses Body Movement . . . . . . . . . 320

Anh-Tuan Nguyen, Wei Chen, and Matthias Rauterberg

Performing Variable Selection by Multiobjective Criterion: An Application

to Mobile Payment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
Alberto Guillén, Luis-Javier Herrera, Francisco Liébana, Oresti Baños,
and Ignacio Rojas

Advances in Computational Intelligence

Aggregation of Partial Rankings – An Approach Based on the Kemeny

Ranking Problem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343
Gonzalo Nápoles, Zoumpoulia Dikopoulou, Elpiniki Papageorgiou,
Rafael Bello, and Koen Vanhoof

Existence and Synthesis of Complex Hopfield Type Associative Memories . . . 356

Garimella Rama Murthy and Moncef Gabbouj
XXIV Contents – Part II

On Acceleration of Incremental Learning in Chaotic Neural Network . . . . . . 370

Toshinori Deguchi, Toshiki Takahashi, and Naohiro Ishii

Comparing Optimization Methods, in Continuous Space, for Modelling

with a Diffusion Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
Nuria Rico, Maribel García Arenas, Desirée Romero,
J.M. Crespo, Pedro Castillo, and J.J. Merelo

Estimating Artificial Neural Networks with Generalized Method Moments . . . 391

Alexandre Street de Aguiar and João Marco Braga da Cunha

An Hybrid Ensemble Method Based on Data Clustering

and Weak Learners Reliabilities Estimated Through Neural Networks . . . . . 400
Marco Vannucci, Valentina Colla, and Silvia Cateni

Conventional Prediction vs Beyond Data Range Prediction

of Loss Coefficient for Quarter Circle Breakwater Using ANFIS . . . . . . . . . 412
Arkal Vittal Hegde and Raju Budime

Performance Evaluation of Least Squares SVR in Robust Dynamical

System Identification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422
José Daniel A. Santos, César Lincoln C. Mattos,
and Guilherme A. Barreto

On the Generalization of the Uninorm Morphological Gradient . . . . . . . . . . 436

Manuel González-Hidalgo, Sebastia Massanet, Arnau Mir,
and Daniel Ruiz-Aguilera

Revisiting Image Vignetting Correction by Constrained Minimization

of Log-Intensity Entropy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
Laura Lopez-Fuentes, Gabriel Oliver, and Sebastia Massanet

Hybrid Dynamic Learning Systems for Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464

Kaushala Dias and Terry Windeatt

A Novel Algorithm to Train Multilayer Hardlimit Neural Networks Based

on a Mixed Integer Linear Program Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477
Jose B. da Fonseca

On Member Labelling in Social Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488

Rafael Corchuelo, Antonia M. Reina Quintero, and Patricia Jiménez

Applications of Computational Intelligence

Deconvolution of X-ray Diffraction Profiles Using Genetic Algorithms

and Differential Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
Sidolina P. Santos, Juan A. Gomez-Pulido, and Florentino Sanchez-Bajo
 Contents – Part II XXV

Using ANN in Financial Markets Micro-Structure Analysis . . . . . . . . . . . . . 515

Brayan S. Reyes Daza and Octavio J. Salcedo Parra

Cluster Analysis of Finger-to-nose Test for Spinocerebellar Ataxia

Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524
Michel Velázquez-Mariño, Miguel Atencia, Rodolfo García-Bermúdez,
Daniel Pupo-Ricardo, Roberto Becerra-García, Luis Velázquez Pérez,
and Francisco Sandoval

Exploiting Neuro-Fuzzy System for Mobility Prediction in Wireless

Ad-Hoc Networks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536
Mohamed Elleuch, Heni Kaaniche, and Mohamed Ayadi

A New Method for an Optimal SOM Size Determination in Neuro-Fuzzy

for the Digital Forensics Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
Andrii Shalaginov and Katrin Franke

SVRs and Uncertainty Estimates in Wind Energy Prediction . . . . . . . . . . . . 564

Jesús Prada and José Ramón Dorronsoro

Search for Meaning Through the Study of Co-occurrences in Texts . . . . . . . 578

Nicolas Bourgeois, Marie Cottrell, Stéphane Lamassé,
and Madalina Olteanu

Evaluation of Fitting Functions for the Saccade Velocity Profile

in Electrooculographic Records . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592
Rodolfo García-Bermúdez, Camilo Velázquez-Rodríguez, Fernando Rojas,
Manuel Rodríguez, Roberto Becerra-García, Michel Velázquez-Mariño,
José Arteaga-Vera, and Luis Velázquez

esCam: A Mobile Application to Capture and Enhance Text Images. . . . . . . 601

J. Pastor-Pellicer, Maria Jose Castro-Bleda, and J.L. Adelantado-Torres

Computer Access and Alternative and Augmentative Communication

(AAC) for People with Disabilities: A Multi-modal Hardware
and Software Solution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605
Salvador Sancha-Ros and Esther García-Garaluz

Invited Talks to IWANN 2015

The Shared Control Paradigm for Assistive and Rehabilitation Robots . . . . . 613
Cristina Urdiales

Author Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617

Computing Languages with Bio-Inspired
Devices and Multi-Agent Systems
 A Grammatical Inference Model
for Measuring Language Complexity

Leonor Becerra-Bonache1 and M. Dolores Jiménez-López2(B)

1
Laboratoire Hubert Curien, Jean Monnet University, 18 rue Benoit Lauras,
42100 Saint-Etienne, France
leonor.becerra@univ-st-etienne.fr
2
Research Group on Mathematical Linguistics, Universitat Rovira i Virgili,
Av. Catalunya, 35, 43002 Tarragona, Spain
mariadolores.jimenez@urv.cat

Abstract. The 21st century has re-opened the interest of Linguistics

on the complexity of natural languages. The equi-complexity dogma –the
idea that all languages must be equally complex– has been challenged by
a number of researchers that claim that indeed natural languages differ
in complexity. In the last fifteen years, challengers of the equi-complexity
dogma have proposed many complexity measures that depend on their
way of defining complexity. In this paper, we propose a grammatical
inference model to measure the relative complexity of languages. The
computational tool we introduce is the result of an interdisciplinary study
inspired in the process of natural language acquisition.

Keywords: Linguistic complexity · Relative complexity · Grammatical

inference · Machine Learning

1 Introduction

This paper focuses on one of the basic assumptions of linguistics: the linguis-
tic equi-complexity dogma. When asked if all languages are equally complex,
twentieth century most theoretical linguists have answered with the principle of
invariance in language complexity, defending the equilibrium hypothesis, which
states that the total complexity of a language is fixed because sub-complexities
in linguistic sub-systems trade off. This idea of equi-complexity, seen for decades
as an unquestioned truism of Linguistics, has begun to be explicitly questioned
in recent years [6,15,16,20,21,23].
Many models have been proposed to confirm or refute the hypothesis of
linguistic equi-complexity. The tools, criteria and measures to quantify the level
of complexity of languages vary and depend on the specific research interests
and on the definition of complexity adopted. Currently, there is no clear solution
to quantify the complexity of languages and each of the proposed models has
advantages and disadvantages.

c Springer International Publishing Switzerland 2015

I. Rojas et al. (Eds.): IWANN 2015, Part I, LNCS 9094, pp. 3–17, 2015.
DOI: 10.1007/978-3-319-19258-1 1
4 L. Becerra-Bonache and M.D Jiménez-López

The main objective of this paper is to demonstrate the differences in the

levels of complexity of natural languages by providing an objective and mean-
ingful method to calculate linguistic complexity. To achieve this goal, we propose
an interdisciplinary solution that uses a solidly defined computational model to
quantify the cost/difficulty in the process of acquisition of different languages
(relative complexity), showing that it is not identical in all cases. The computa-
tional model we propose is inspired by the process of language acquisition and is
included in the field of Grammatical Inference, a Machine Learning subdiscipline.
The paper is organized as follows. Firstly, we present an overview of research
on linguistic complexity by summarizing the main types of complexity definitions
and the variety of metrics that have been proposed to quantify natural language
complexity. Secondly, we briefly introduce the field of grammatical inference.
Thirdly, we present a grammatical inference algorithm that calculates the com-
plexity of natural languages in relative terms (cost/ difficulty of processing).
Finally, we conclude with some remarks and possible directions for future work.

2 Linguistic Complexity
Are all languages equally complex? Does it make sense to compare the complexity
of languages? Can languages differ in complexity? If we analyze the answers to
these questions we can find two different types of responses: those who have
agreed that all languages are equal in terms of complexity and those who consider
that it is relevant to talk about different levels of linguistic complexity.
The first type of answer predominates in the 20th century Linguistics. It
has been defended for a long time that the linguistic complexity is invariant and
that languages are not measurable in terms of complexity. Those ideas have been
dubbed the ALEC statement (‘All Language are Equally Complex’) [8] or the
linguistic equi-complexity dogma [15].
Three different structural interpretations of the thesis that ?all languages are
equal? can be found in the literature [27]:

– the total grammatical complexity, where language complexity is equal for all
languages, and interdomain complexity balances;
– the minimum argument, where there is a minimum threshold for language
structure, and everything over that threshold is equal. Languages can differ
in complexity; all that is important is that they meet the standard;
– the maximum argument, where there is a maximum threshold for language
complexity; there is an upper limit above which no language can be more
complex.

Of those three structural interpretations, one of them is discussed far more

than the other two: it is the total grammatical complexity. In fact, the general
idea behind the ALEC statement or the equi-complexity dogma ‘is that the
total complexity of a language is fixed because sub-complexities in linguistic
subsystems trade off’ [14]. This interpretation is clearly related to Hockett [12]
 A Grammatical Inference Model for Measuring Language Complexity 5

who, with the following assertion, first proposed total grammatical complexity
as an interpretation of the thesis that all language are equal:

Objective measurement is difficult, but impressionistically it would seem

that the total grammatical complexity of any language, counting both
morphology and syntax, is about the same as that of any other. This is
not surprising, since all languages have about equally complex jobs to
do, and what is not done morphologically has to be done syntactically.
Fox, with a more complex morphology than English, thus ought to have
a somewhat simpler syntax; and this is the case [12].
The questions that arise in front of the ALEC statement are obvious: If lan-
guages differ in the complexity of individual subsystems (this is supported by
the equi-complexity axiom), why is the total complexity always the same? What
mechanism stops the complexity in one area when the complexity has increased
in another one? Why complexity in one sub-system should be compensated by
simplicity in another? What is the factor responsible for the equi-complexity?
Those questions have opened again the debate on linguistic complexity. The
beginning of the 21st century have witnessed an important number of chal-
lengers of the equi-complexity dogma that have tried to show that high levels
of complexity in some domain of a given language do not necessarily entail low
local complexity in some other domain of the same language.
The article by McWhorter [16] in the special volume of the journal Lin-
guistic Typology is considered one of the primers to re-open the interest in
the study of linguistic complexity. From this pioneering work, there have been
many seminars, conference, articles, monographs [6,15] and collective volumes
[20,21,23] that have dealt with the topic of linguistic complexity and that have
challenged the equi-complexity dogma. In those works, the notion of complex-
ity have been understood in many different ways and there have been many
measurement proposals. In what follows, we will try to briefly summarize those
different approaches to the concept of complexity

2.1 Linguistic Complexity Typology

There is agreement in the literature about the difficulty of defining complexity.
This difficulty has had as a consequence an important number of different types
of definitions of the notion. In fact, a unified definition of complexity does not
exist. Instead, in the literature, we can find a variety of approaches that has led
to a linguistic complexity taxonomy. In what follows, we will try to summarize
some of the most common types of linguistic complexity.
Fist of all, it is important to distinguish between absolute complexity and
relative complexity [17–19]:

– The absolute complexity –or objective complexity– approach defines complex-

ity as an objective property of the system. It is measured in terms of the
number of parts of the system, the interrelations between the parts or the
6 L. Becerra-Bonache and M.D Jiménez-López

length of the description of the phenomenon. It is a usual complexity notion

in cross-linguistic typology studies [6,16].
– The relative complexity –or agent-related complexity– approach takes into
account the users of language. In this category, complexity is identified with
difficulty/cost of processing, learning or acquisition. In general, it is accepted
that what is costly or difficult to language users is complex. This type of app-
roach is very common in the fields of sociolinguistics and psycholinguistics
[15].

Some authors [6] prefer to reserve the term complexity for absolute complexity
and to use other terms such as cost, difficulty or demandingness to denote relative
complexity.
Another common dichotomy in the literature is the one that distinguish global
complexity from local complexity [18]:

– Global complexity is understood as complexity of a language as such. It is

about the overall complexity of an entity. It calculates the total complexity
of the linguistic system.
– Local complexity is understood as domain-specific complexity. This type of
complexity is about some part of an entity. It analyzes the complexity of par-
ticular sub-domains of the language. When concerned with measures of local
complexity, it is very frequent to focus on one of the following subdomains
[14]: 1) phonological complexity, interested in measuring the size of phoneme
inventory, the suprasegmental phonology or the phonotactic restrictions; 2)
morphological complexity, where it is specially important to consider inflec-
tional morphology; 3) syntactic complexity, where the number of rules or
clausal embedding is measured; 4) semantic and lexical complexity, where
homonymous and polysemous words or lexical variation are important; and
5) pragmatic complexity, where inference is a central topic.

It is also very frequent in the linguistic complexity bibliography to distinguish

between system complexity and structural complexity [6]:

– System complexity considers the properties of the language and calculates

the content of the speaker’s competence. It can be understood as a measure
of the content that language learners have to master in order to be proficient
in language.
– Structural complexity calculates the quantity of structure of a linguistic
object, analyzes the structure of the expressions. It is about the complexity
of expressions at some level of description.

More specific complexity notions of complexity –absolute-quantitative com-

plexity, redundancy-induced complexity, irregularity-induced complexity, L2
acquisition complexity– are discussed in [14].
Pallotti [22] summarizes the different notions of ‘complexity’ in the field of
linguistics by referring to three main meanings:
Another random document with
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s’ouvrait sur une grande arsa [25] aux vertes perspectives
mystérieuses. Mais je ne songeai plus à regarder nulle chose
lorsque parut Lella Kenza. Car elle est plus belle et charmante
qu’aucune des « vierges aux yeux noirs » dont les bons Musulmans
goûteront les délices dans les « jardins élevés, pleins de sources
vives, où les fruits seront à portée de la main [26] ».
[25] Verger.
[26] Koran.

Lella Kenza est presque une enfant, mais elle possède déjà les
grâces troublantes de la femme. Ses yeux profonds, ombragés par
de longs cils bruns, s’ouvrent, candidement étonnés, sous l’arc
parfait des sourcils. Le nez est petit et droit, la bouche vermeille
comme une fleur fraîche éclose, le teint doré, l’ovale exquis… Des
nattes sombres, piquées d’agates et d’émeraudes brutes, encadrent
son visage, et vont se perdre dans un volumineux turban d’étoffe
dorée. Elle est mince, souple, et chacun de ses mouvements révèle
l’harmonie du corps sous les brocarts aux plis lourds. On dirait une
vivante petite idole égyptienne. C’est la perle soigneusement
cachée [27] qui fut connue par un seul… : Mouley Abbas est son
époux.
[27] Koran.

Lella Kenza sembla toute joyeuse de ma visite imprévue.

— Je ne vois jamais personne — me confia-t-elle, — ma famille
habite Meknès [28] . Depuis mon mariage, nulle femme n’est entrée
dans cette maison, et mon mari est souvent absent.
[28] Une partie de la famille impériale habite à
Meknès, dans les Palais de l’Aguedal.

— As-tu des enfants ?

— Non, — dit-elle, avec une moue petite de fillette prête aux
larmes, — le Seigneur ne m’en a pas accordé.
 — S’il plaît à Dieu, tu auras bientôt un fils.
— S’il plaît à Dieu, le Puissant, le Miséricordieux ! — répondit
avec ferveur Lella Kenza.
Elle voulut me faire visiter sa demeure qui était somptueuse,
immense et mal entretenue. Dans une des chambres, une jeune
négresse allaitait un nouveau-né.
— C’est une esclave, — me dit Lella Kenza, — et le fils qu’elle
vient de donner à mon mari.
De nouveau, son joli visage s’attrista : ses lèvres se
contractaient, ses paupières aux longs cils s’abaissèrent…, mais je
n’osai l’interroger, de peur d’être indiscrète.
— Tu ne connais pas un remède pour avoir des enfants ? — me
demanda-t-elle tout à coup. — J’ai tout essayé, — et elle se mit à
pleurer.
Le chagrin de cette petite fille qui se désolait de ne pas être mère
à l’âge où l’on joue encore à la poupée, était touchant et drôle.
— Pourquoi te lamenter ainsi, — lui répondis-je, — tu n’as peut-
être pas quinze ans.
— Je ne sais pas, — dit-elle, — mais j’ai déjà jeûné quatre fois
au Ramadan depuis mes noces, et je suis toujours stérile… Alors,
j’ai peur… Et puis, il y a cette Marzaka, fille du diable, que tu as vue
tout à l’heure…
— Que crains-tu ? Elle est affreuse et noire, et toi, tu es plus belle
que la lune d’été.
— C’est juste, Mouley Abbas le sait bien, mais il veut des
enfants, et elle lui en donne…
— Aimerais-tu mieux qu’il eût une seconde épouse ?
— Allah m’en préserve !… C’est pour ne pas amener une autre
femme dans la maison que le Chérif a pris Marzaka. Elle a eu tout
de suite un fils, puis un autre, et celui qu’elle allaite est le troisième.
Elle me nargue avec tous ses enfants, je ne puis les sentir…
 — Connais-tu l’histoire de la hase et de la lionne ? Je vais te la
dire : « Une hase, un jour, parlait à une lionne : « Je suis plus
féconde que toi. Je mets au monde chaque année une quantité de
rejetons, tandis que, tout au long de ta vie, tu n’en as guère plus
d’un ou deux. — Cela est vrai, répondit la lionne, mais un seul de
mes enfants dévore tous les tiens [29] . »
[29] De Lokman le sage. Poète arabe de la tribu d’Ad,
à qui l’on attribue des fables rappelant celles d’Ésope.

Lella Kenza se mit à rire, toute consolée :

— Oh ! ta tête est pleine !… Ils sont noirs et laids comme elle, les
fils de Marzaka. Si j’en avais un, Mouley Abbas le préférerait à eux…
Et ce jour-là, il n’irait plus chez la négresse, il me l’a promis.
— Tu vois bien qu’il ne l’aime pas.
— Sans doute, mais chaque fois qu’il entre dans sa chambre,
mon cœur me fait mal et je pleure… Ensuite, elle se pavane devant
moi avec les bijoux qu’il lui donne.
Lella Kenza portait des émeraudes, des rubis et des perles pour
plusieurs milliers de douros, et j’avais remarqué les bracelets
d’argent et les colliers de simple verroterie dont l’esclave ornait sa
peau noire.
— Par Allah ! — m’exclamai-je, — ses bijoux ne sauraient être
comparés aux tiens !
— Et que m’importe ? — répliqua-t-elle, — tout ce qu’il lui offre
m’est cuisant.
Elle m’emmena prendre le thé dans l’arsa, où les esclaves
avaient étendu des tapis sous les arbres en fleurs. Les bananiers,
les bambous et les hautes herbes formaient un fouillis sauvage, au-
dessus duquel le palmier, que j’avais aperçu de la rue, balançait sa
tête flexible. Un invisible ruisseau gazouillait au milieu des joncs ;
des centaines d’oiseaux pépiaient dans les orangers, et des
cigognes passaient, les pattes jointes, les ailes largement étendues,
le bec pointant à l’avant, d’un vol japonais noir et blanc sur le bleu du
ciel… On eût pu se croire très loin de la ville, dont on ne soupçonnait
aucune muraille ni aucune demeure.
L’air était doux, les pétales tombaient sur nous en pluie
silencieuse et parfumée, les branches s’inclinaient, trop lourdement
fécondes ; parfois, une orange mûre roulait sur le sol. Lella Kenza,
accroupie devant les plateaux d’argent, préparait le thé avec des
gestes harmonieux ; des rayons de soleil faisaient luire les pierreries
de sa coiffure et les ramages dorés de son caftan ; les esclaves
noires s’agitaient autour de nous. Quelques-unes d’entre elles, un
peu à l’écart, chantaient d’étranges mélopées en s’accompagnant du
gumbri.
Certes, Mouley Abbas ne devait pas être bien pressé d’aller au
paradis !…
Je retournai souvent chez Lella Kenza. Elle s’était prise pour moi
d’une vive affection, et m’eût voulue sans cesse auprès d’elle. Je
rompais l’uniformité de sa vie en lui apportant quelques échos de ce
monde extérieur qu’elle ne devait jamais connaître.
Le Chérif était un homme encore jeune, au visage accueillant et
sympathique. Il semblait adorer sa femme, et insistait toujours pour
que je vinsse la voir et la distraire. Mon départ fut un vrai chagrin
pour Lella Kenza ; elle me fit mille recommandations, comme si je
dusse aller au bout du monde. Je l’assurai que le voyage de Meknès
à Fez ne m’effrayait nullement, et que je ne tarderais pas à revenir.
Je la revis en effet à la fin de l’automne. Elle me parut moins jolie
et moins souple sous l’ampleur des caftans ; ses traits tirés, ses
yeux trop noirs, révélaient une grande fatigue. Mais elle était fort
joyeuse et ne tarda pas à m’annoncer la bonne nouvelle :
— Enfin ! — me dit-elle, — je suis enceinte de ce printemps, juste
à l’époque de ton départ. Mouley Abbas est bien heureux. Il ne va
plus du tout chez Marzaka, maintenant que le Seigneur lui a montré
que je puis avoir des enfants.
L’esclave traversait le patio, suivie de ses trois petits ; le dernier
né trottinait en trébuchant. Il avait une tête ronde et crépue et un
teint à peine plus clair que celui de la négresse. Les aînés
ressemblaient davantage à leur père, bien qu’ils fussent aussi fort
noirs.
Marzaka vint s’accroupir avec nous, à une distance respectueuse
de Lella Kenza ; elle se faisait très humble et sa maîtresse lui
témoignait une hautaine bienveillance depuis que son triomphe était
assuré. Les négrillons s’ébattaient, comiques et mal élevés,
poussant des cris aigus, dérangeant les coussins, se roulant sur les
tapis comme de jeunes animaux. De temps à autre, Lella Kenza leur
donnait une amicale petite claque. Même, elle prit le plus jeune sur
ses genoux et le fit danser en chantant :

— Ah, Mouley Saïd !

Tu auras bientôt un frère, s’il plaît à Dieu !
Et son visage sera blanc, comme le haïk d’une femme riche.
En te voyant auprès de lui,
Les gens te prendront pour son esclave,
Et te demanderont si tu viens de Marrakech.
S’il plaît à Dieu,
Mouley Saïd !…

L’enfant riait aux éclats, et la négresse, obséquieuse, battait des

mains en répétant le refrain improvisé :

— S’il plaît à Dieu,

Mouley Saïd !…

Je n’avais jamais vu tant de gaîté dans cette maison. Pourtant,

Lella Kenza semblait fort éprouvée par sa grossesse ; elle revint
toute haletante d’une promenade dans l’arsa, où les peupliers roux
semaient leurs feuilles mortes sous l’éternelle verdure des orangers.
— Je ne puis plus me traîner, — dit-elle, — c’est que demain
j’entre dans mon mois… Tu seras là, pour le sba [30] . Nous aurons
des cheikhat [31] et beaucoup de réjouissances.
[30] Septième jour. Fête des relevailles.
[31] Musiciennes et danseuses de profession.
 Mais je m’inquiétais en la voyant si lasse et si frêle, à la pensée
des souffrances que cette petite fille devrait bientôt supporter.
— Écoute, — lui dis-je. — Il y a ici une toubiba [32] qui est très
savante. Elle a étudié toutes choses dans notre pays. S’il plaît à
Dieu, ton accouchement sera heureux et facile ; mais si, par
malheur, toi ou ton enfant étiez malades, je t’en prie, fais-la venir, car
elle saurait bien vous soigner.
[32] Doctoresse.

— J’aurais trop peur, — répondit Lella Kenza, — on dit que vos

médecins ont des instruments en acier… Du reste, chez nous, les
vieilles connaissent des remèdes excellents.
— Sans doute, — répliquai-je avec un manque de conviction qui
ne put échapper à mon amie.
— Par notre Seigneur Mohammed, Envoyé d’Allah ! elles sont
plus malignes que tu ne le crois. Sais-tu ce qui est arrivé à Zohra
Bent Othman Ez Zayani ?
— Je ne connais même pas son nom.
— C’était une jeune fille d’une bonne famille de Fez, jolie comme
le printemps, et pleine de pudeur. La seconde femme de son père en
était fort jalouse. Or, voici que le ventre de Zohra se mit à enfler, à
enfler, à s’arrondir… et elle souffrait comme celle dont le mois est
échu… La femme disait à tous :
« — Voyez cette éhontée, cette chienne, fille de chienne, elle n’a
pas attendu ses noces pour enfanter. »
» Zohra pleurait sans comprendre pourquoi le Seigneur lui
infligeait cette honte, car elle sentait remuer dans son sein et se
croyait elle-même enceinte, malgré son innocence. Mais une vieille
femme à qui elle se confia lui dit :
« — Ce sont les fruits de la méchanceté que tu portes, et non
ceux du péché. Celle qui te hait a dû te faire manger dans le
couscous des œufs de serpent. Ils ont éclos par la chaleur de ton
corps ; les petits s’y trouvent bien et y grandissent. »
 » Zohra disait :
« — O ma mère, qu’arrivera-t-il ? Les serpents finiront par me
tuer !… »
» Alors, la vieille, la démone, eut une idée, — ces vieilles
connaissent toutes les ruses ! — Elle fit manger à Zohra beaucoup
de pois chiches et de poisson très salé, puis la suspendit par les
pieds au-dessus d’un seau d’eau. Les serpents, que cette nourriture
avait altérés, sentirent la fraîcheur de l’eau ; ils se précipitèrent pour
boire. Il en sortit sept et la jeune fille fut délivrée. A présent, elle est
mariée à l’Amin El Mostafad. O ces vieilles ! vois-tu, qui s’aviserait
de dénombrer leurs secrets ? Elles savent où le loup a caché ses
petits… »
Je n’avais pas d’aussi extraordinaires récits à opposer aux siens.
Pourtant, j’arrivai à la convaincre que nos médecins n’étaient pas
non plus sans posséder quelque science. Mais Allah me préserve de
médire des vieilles !
La semaine suivante, une esclave vint m’annoncer, de la part du
Chérif, la naissance d’un garçon.
— L’impatience de Lella Kenza était si grande que le Seigneur ne
lui a pas fait attendre la fin de son mois.
— Et comment va-t-elle ?
— Allah soit loué ! tout s’est bien passé. Mouley Abbas, est ravi
d’avoir un fils. Il te prie de venir chez lui.
J’accourus anxieuse auprès de mon amie la Chérifa, et la trouvai,
très pâle encore, accroupie au milieu des coussins. De lourds
rideaux de brocart fermaient l’immense lit et l’on y voyait à peine à la
clarté d’un cierge de cire dont la flamme jaunâtre menaçait
constamment les étoffes. Quelques femmes étaient assemblées
autour de Lella Kenza, dans l’atmosphère pesante de l’alcôve, et
une de ces vieilles aux mille ruses, qui l’avait accouchée, tenait un
informe paquet vagissant.
— Regarde mon fils, — me dit avec fierté Lella Kenza en
soulevant les linges, parmi lesquels j’aperçus un pauvre petit être
frêle et grimaçant. — Il ne recevra son nom que le jour du sba. Je
l’appelle à présent « le béni ». Oh ! que fut grande la bénédiction
d’Allah !… Reviens vendredi pour la fête, et surtout, n’arrive pas plus
tard que le dohor [33] .
[33] Chant du muezzin au milieu du jour.

Un serviteur de Mouley Abbas vint le matin même renouveler

l’invitation, de peur que je ne l’eusse oubliée. La maison du Chérif
s’emplissait d’une joyeuse rumeur. D’innombrables négresses en
vêtements de fête se bousculaient dans le patio, portant des
aiguières, des plateaux, des corbeilles remplies de gâteaux. Tout
autour de la grande salle, les invitées se tenaient accroupies sur les
divans, immobiles, silencieuses et solennelles comme des idoles.
Leurs visages, insolemment fardés, s’encadraient d’énormes
anneaux d’oreilles ornés de pierreries, et de longs glands en perles
fines ou en émeraudes. Quelques-unes avaient des diadèmes
enrichis de diamants, d’autres se couronnaient d’un turban de
plumes roses ou d’une étoffe brodée. Les hautes ceintures à
ramages leur montaient, très raides, jusque sous les aisselles. Les
brocarts des caftans se cassaient en plis lourds, à peine voilés sous
la gaze éclatante des ferajiat [34] et les colliers splendides, aux
plaques finement ciselées, reposaient sur de très ridicules petites
collerettes dont la mode est venue d’Europe.
[34] Robes de dessus transparentes.

Lella Kenza m’installa tout près d’elle, à côté de son lit. Elle me
comblait d’amabilités et se penchait constamment vers moi pour me
désigner ses parentes ou me faire remarquer un détail de la fête.
Pourtant je lui trouvai un air soucieux, malgré son apparente gaîté.
— Comment va ton fils ?
— Grâce à Dieu !… L’assemblée est belle, n’est-ce pas ? Tu
resteras toute la nuit.
— Non, non, c’est impossible.
 Elle en fut désolée, et, à force d’instances, obtint de me garder
jusqu’au moghreb.
Les invitées ne se départissaient pas de leur attitude rigide,
tandis qu’à l’autre extrémité de la pièce, les cheikhat
accompagnaient rageusement, de leurs instruments, des chants
nasillards. On ne s’entendait plus… il me fallait parler très haut à
Lella Kenza et je perdais la moitié de ses phrases. Elle semblait, du
reste, de plus en plus lasse et préoccupée.
Quelques vieilles femmes, accroupies autour de l’accoucheuse,
tenaient de longs conciliabules. Elles firent apporter sur le lit un petit
canoun allumé, dans lequel on jeta divers ingrédients qui dégagèrent
une âcre fumée. L’enfant fut exposé au-dessus des charbons, puis
frotté avec un liquide mystérieux. Il poussait de faibles cris en
s’agitant.
Lella Kenza le regardait d’un air inquiet.
— Que lui fait-on ? — demandai-je.
— Rien… des choses à nous… — me répondit-elle évasivement,
et elle détourna mon attention sur le thé, le lait d’amandes, les
sucreries et les parfums que les négresses passaient à la ronde.
L’une d’elles offrait aussi de la gouza [35] en poudre, dont les invitées
avalaient une pincée, tandis que leurs regards devenaient plus
vagues et leur expression plus hébétée.
[35] Noix de muscade avec laquelle les Marocaines se
donnent une sorte d’ivresse.

Les cheikhat, excitées par leurs chants, se démenaient avec une

frénésie grandissante. Le soleil avait quitté le haut des murs, et les
esclaves alignaient sur les tapis de gigantesques chandeliers en
cuivre garnis de cierges.
Je me levai pour partir, malgré les instances de Lella Kenza.
Alors, subitement, son visage se décomposa, et elle me dit d’une
voix suppliante, tandis que ses yeux s’emplissaient de larmes :
 — Je t’en conjure, va me chercher cette toubiba dont tu m’as
parlé. Mon enfant est très malade, les vieilles ont vainement essayé
tous leurs remèdes…
— Allah ! — m’écriai-je, — est-ce possible ! Pourquoi ne m’as-tu
pas avertie plus tôt ? Voilà trois heures que je suis ici.
— Je ne voulais pas qu’aucun souci troublât pour toi la fête. Mais
à présent tu pars… Mouley Abd Es Selem va mourir si tu ne trouves
rien pour le sauver !
Un chagrin si poignant la bouleversait, que je n’arrivais pas à
comprendre comment cette femme en pleurs avait pu, tout le jour,
dissimuler son anxiété par simple politesse envers ses hôtes.
Je partis en courant à travers les ruelles noires, avec un petit
esclave qui portait une lanterne. La toubiba habitait à l’autre
extrémité de la ville, et je dus attendre son retour. Il était au moins
huit heures lorsque nous revînmes à la demeure du Chérif Jilali.
Mouley Abbas nous attendait, très anxieux, dans ses
appartements, puis nous passâmes à ceux des femmes
qu’emplissait toujours la joyeuse rumeur. Les cheikhat continuaient
leur concert endiablé, et les invitées dodelinaient de la tête au
rythme de la musique, tout en croquant des pâtisseries. Quelques-
unes se levaient parfois pour esquisser un mouvement de danse…
Derrière les tentures du grand lit, Lella Kenza sanglotait à côté de
l’enfant moribond… La toubiba s’accroupit auprès d’elle, prit le petit
des mains de la vieille et l’examina.
— J’arrive trop tard, — me dit-elle en français.
— Comment le trouves-tu ? — interrogea Lella Kenza toute
tremblante.
— N’aie pas peur, je vais le soigner.
— Il ne mourra pas ? Oh, que tu deviendras chère à mon cœur si
tu le guéris !
— Je donne les remèdes, Allah accorde la guérison…
— Cela est vrai, opinèrent les vieilles, Allah seul est grand.
 En hâte, la doctoresse avait griffonné une ordonnance
qu’emportait un serviteur du Chérif, puis elle demanda de quoi
baigner l’enfant. Les esclaves s’agitaient dans le tumulte de la fête.
De temps à autre, les invitées soulevaient les rideaux de l’alcôve et
s’enquéraient de Mouley Abd Es Selem, puis elles reprenaient leur
thé ou leurs danses.
On apporta sur le lit un bassin de cuivre rempli d’eau chaude, où
la toubiba plongea le bébé, dont le misérable petit corps aux
membres raidis était secoué par des convulsions.
— Il allait bien jusqu’à mercredi, — expliquait en pleurant Lella
Kenza ; — cette nuit-là, je suis allée au hammam. A mon retour je
l’ai trouvé malade, et, depuis, il ne veut plus téter.
La doctoresse me dit tout bas :
— C’est le tétanos, il est perdu… Voici la première fois que je
vois un pareil cas. La plaie ombilicale a dû être infectée au moment
de l’accouchement. Ces femmes ont un tel manque de soins !
Lella Kenza levait sur nous ses grands yeux pleins de détresse :
— Oh, que j’ai peur ! — murmura-t-elle d’une voix brisée…
Mouley Abd Es Selem mourut avant l’aube, avec les derniers
accords de la musique, alors que les invitées prenaient congé de la
Chérifa. Il fut enterré le matin même.
Lorsque je quittai Fez, quelques jours plus tard, j’emportai la
hantise du désespoir où je laissais Lella Kenza.
Et puis, les mois ont passé, insensibilisant, peu à peu, l’acuité de
sa douleur. Aux premiers jours d’avril, j’ai retrouvé la Chérifa
charmante et joyeuse dans son arsa pleine d’orangers. Elle a repris
son air ingénu de petite fille aux grands yeux étonnés. Les esclaves
étalent des tapis sous l’ombrage et préparent le thé ; la neige
odorante des pétales tombe toujours autour de nous et l’air frémit
doucement, chargé de toutes les senteurs et de toutes les ivresses
du printemps.
Les fils du Chérif jouent dans les hautes herbes ; le plus jeune
trotte à présent, très assuré sur ses jambes. Il s’est approché de
Lella Kenza, qui fronce les sourcils et le renvoie d’un geste brusque.
Mouley Saïd en tombe assis sur son petit derrière noir.
— Dieu te pardonne, — lui dis-je étonnée, — comme tu es dure
avec cet enfant !
— C’est celui de Marzaka, — répliqua-t-elle d’une voix altérée
par la haine, — de la pécheresse qui a tué mon fils.
— Par le Prophète ! — m’écriai-je, — tu l’accuses à tort. Certes,
je comprends que tu n’aimes pas cette femme, mais elle est
étrangère à la mort de Mouley Abd Es Selem…
— Écoute ! le mensonge ne sort pas de mes lèvres, j’en jure par
Mouley Idriss [36] ! mon enfant allait bien tant que je suis restée
auprès de lui. Le cinquième jour, je suis allée me purifier au
hammam. A mon retour, je l’ai trouvé tout raide, il ne voulait plus
téter… C’est cette fille du diable qui l’a empoisonné en mon
absence, pour que ses fils restent les seuls. La toubiba a dit que
Mouley Abd Es Selem est mort d’une maladie dont j’ai oublié le nom,
et Mouley Abbas l’a crue. Mais moi, je connais la malice de Marzaka
la chienne. Puisse Dieu la confondre ! je la déteste, je lui souhaite
tous les maux de la terre ! De ma vie, je n’oublierai son crime.
[36] Le Saint protecteur de Fez.

Lella Kenza, frémissante et les yeux pleins de larmes, jette ses

malédictions sous les arbres en fleurs.
Et j’aperçois Marzaka, suivie de ses trois rejetons, qui passe
lourdement à l’autre bout de l’arsa, la démarche pesante, la taille
déformée…
Le Seigneur, une fois encore, a béni le ventre de la négresse.
 II
LA JUIVE

Un cortège de noces se déroulait à travers les ruelles du Mellah.

Les musiciens chantaient à tue-tête, avec des voix éraillées, et les
invités, malgré la circonstance, conservaient cet air lamentable de
leurs visages aux longs nez, de leurs crânes rongés de teigne sous
le calot crasseux, et de leurs lugubres lévites d’un noir déteint. L’un
d’eux portait à bras tendus, au-dessus de sa tête, la chaise où se
tenait assise la mariée.
C’était une toute petite fille, une minuscule petite fille, si chétive,
si frêle, qu’on lui eût à peine donné cinq ou six ans, bien qu’elle en
eût atteint huit depuis les Pâques, âge auquel il convient qu’une
petite Juive de Fez soit mariée.
Juchée sur ce siège mouvant, Meryem s’efforçait de conserver
sa dignité, mais ses mains s’agrippaient aux bras du fauteuil dont les
balancements l’inquiétaient. La peur de tomber était son unique
préoccupation. Du reste, elle se souciait fort peu des événements en
perspective, malgré que les conseils maternels eussent essayé de
l’y préparer. Les fêtes nuptiales qui duraient depuis neuf jours
n’avaient été pour la fillette que des alternatives de plaisirs et de
tourments : joie d’être belle et parée, de manger les sucreries,
présents du fiancé ; joie des bombances données en son honneur et
qui se terminaient invariablement par des orgies de mahia, l’eau-de-
vie de figues, âpre et brûlante.
Mais elle avait eu aussi l’ennui des interminables cérémonies
durant lesquelles il faut être sage, ne pas bouger, ne pas rire ni
parler, et surtout de cette piscine glaciale où on l’avait plongée trois
fois, selon les rites, et dont le souvenir la faisait encore frissonner.
Elle connaissait son fiancé depuis longtemps et n’éprouvait aucun
sentiment à son égard.
Moché Abitbol exerçait le métier de bijoutier dans l’échoppe de
son grand-oncle, dont il était un des meilleurs apprentis. Il avait
appris l’art des émaux et des filigranes ; il savait ciseler à la lime les
bagues, les bracelets, les ferronnières chères aux Musulmanes,
ainsi que ces plaques d’or, légères comme des rosaces de dentelle,
au milieu desquelles s’épanouit la fleur d’une émeraude pâle. Il
assemblait en collier les perles et les pierreries venues des Indes,
avec une harmonie délicate, un sens réel de la beauté. Pourtant
Moché n’était qu’un petit Juif sale et dépenaillé, aux regards fuyants,
à l’air vicieux…, on eût dit un vieillard malgré ses dix-sept ans et il
avait déjà causé plusieurs fois le scandale de la Communauté par
ses fredaines.
Meryem n’avait que faire de tout cela… Le mariage était pour elle
une suite de fêtes après lesquelles, devenue dame, elle porterait la
coiffure des femmes mariées. Déjà le premier jour, on avait remplacé
sa sebenia de fillette par le fistoul, qui retombe en voile jusqu’à la
taille, et sur lequel les soualef de fil noir forment deux bandeaux
réguliers de chaque côté du visage.
Le cortège approchant de la maison nuptiale, les musiciens
redoublaient de pathétique nasillard. Ils chantaient :

Bienvenue à la beauté de Fez !

Accourez et prosternez-vous,
Devant la sultane du Palais !

« — Viens chez moi te reposer,

Dans mon cœur, je t’aime,
Je tolérerai tous tes caprices,
Même si tu marches sur mon cœur…

Comment ferai-je, ô femmes ?

L’amour m’a déchiré,
Le supporter est pénible,
Je suis fatigué de l’attente…
Il n’y a pas de remède à mes maux.
Il n’y a pas de médecin,
Qui puisse me guérir
Ni même me soulager [37] !… »

[37] Paroles attribuées au fiancé.

« — Pourquoi ma tête est-elle partie ? [38]

Mon cœur est tranquille
Il n’y a pas de honte à aimer…
Reconnais-le et excuse-moi !

[38] Réponse de la fiancée.

Pourquoi ma tête est-elle partie ?

Pourtant mes os sont rassemblés,
Rien de mes os n’est cassé.
Mon cœur se réjouit des parfums,

Un parfum passe en ma tête,

Tout entière je suis pure,
Les arbres ne se dessèchent
Que lorsque les fleurs sont fanées.

Viens, le malheur ne t’atteindra pas !

Ma salive est douce,
Ma tête est toute troublée,
Je vais de droite et de gauche… »

O la fleur qui s’épanouit !

Petite sultane est son vrai nom,
Voici que son maître paraît…

Bienvenue à la beauté de Fez !

Accourez et inclinez-vous,
Devant madame la mariée.
 Le cortège s’était engouffré dans une étroite cour, fraîchement
badigeonnée d’outremer et de jaune serin, et l’on déposa Meryem
sous un dais où Moché Abitbol vint la rejoindre. Son regard oblique
s’illumina d’une lueur en contemplant la petite épouse qui lui était
destinée. Elle avait bon air au milieu du scintillement de ses bijoux !
Des rangs de perles se mêlaient aux soualef, des bracelets
chargeaient ses bras fluets, des boucles d’oreilles aux longues
pendeloques tremblaient à chacun de ses mouvements, et
d’innombrables colliers de pierreries couvraient sa gorge enfantine,
toute plate, mais dont la peau très blanche apparaissait entre les
joyaux. Meryem n’osait remuer dans son beau costume de velours
vert brodé d’or ; l’ample jupe à godets s’étalait autour d’elle en plis
raides, et le boléro enserrait son buste d’une cuirasse étincelante,
au-dessus de laquelle une guimpe décolletée, en mousseline lamée
d’or, jetait un éclat plus fin. Le visage de la petite, rehaussé de rouge
et de kohol, restait invisible sous un voile.
Moché lui mit dans la main un guirch [39] , en prononçant les
paroles sacramentelles :

Au nom de la loi de Moïse,

Tu m’es consacrée.
[39] Petite pièce d’argent valant environ 0 fr. 25.

Puis on emporta Meryem sur le lit nuptial où elle passa le reste

du jour à s’amuser avec ses petites compagnes, tandis que les
invités festoyaient au son des chants et des instruments. Lorsque la
fête fut terminée, tout le monde se retira et Moché Abitbol pénétra
dans la chambre où l’attendait la petite mariée. Elle eut bien soin de
se tourner vers la muraille comme on le lui avait recommandé ; mais
l’époux s’approcha d’elle, la prit par les épaules et la fit virer de son
côté…; il exhalait une forte odeur de mahia et avait des gestes
imprécis…
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
… Ce fut un viol hideux, sans pitié pour la terreur ni les cris aigus de
l’enfant…
*
* *

La vie de Meryem reprit au domicile de l’époux à peu près telle

que chez ses parents. Sa belle-mère Rebka, une grande femme
pâle et maladive, l’initiait peu à peu aux soins du ménage et lui
montrait à confectionner les petits boutons de passementerie, que
l’on vend aux Musulmans, et dont le produit est l’unique revenu des
femmes juives. Mais, comme Meryem était encore très jeune, elle
passait la plus grande partie de son temps à jouer avec ses belles-
sœurs et elle se fût trouvée tout à fait heureuse sans le supplice des
nuits conjugales, auxquelles, malgré divers remèdes conseillés par
les matrones, elle ne pouvait s’habituer. Quand arrivait le
crépuscule, Meryem commençait à trembler et à pleurer. Même elle
tomba sérieusement malade ; elle ne mangeait plus, avalait à peine
quelques gorgées de mahia, toujours secouée de fièvre, avec des
yeux trop grands, et trop brillants dans son pauvre petit visage
blême.
Un jour Moché réussit à amener chez lui un médecin étranger
dont la réputation tenait du miracle et du sortilège. Il était vêtu
comme un Musulman et parlait l’arabe. Il examina la petite en
fronçant le sourcil, puis entraîna l’époux et la belle-mère hors de la
pièce et leur posa des questions précises. Et, tout à coup, il fut saisi
d’une grande colère ; il secouait par les épaules Moché Abitbol en
criant que les mœurs juives le dégoûtaient et que, si le mari voulait
achever cette malheureuse, il n’avait qu’à continuer l’œuvre si bien
entreprise. Quant à lui, il s’en lavait les mains, aucun remède autre
que l’abstinence n’étant capable de sauver la pauvre enfant.
Bien entendu, Moché n’en crut rien…, mais à quelques jours de
là, le Seigneur intervint.
D’inquiétantes rumeurs circulaient entre les murs bleus… une
sorte d’angoisse planait sur le Mellah, si souvent éprouvé, où le
souvenir des derniers massacres hantait encore les esprits. Un jour,
de longs cris d’épouvante et de mort retentirent de nouveau à
travers les ruelles. La populace, mêlée de soldats et de Chleuhs,
folle de cruauté, grisée de meurtres, montait de Fez… Après avoir
massacré les chrétiens, elle se ruait sur le quartier juif, détruisant
tout sur son passage, enfonçant les portes, sabrant les femmes et
les enfants.
Une folle épouvante précipita le Mellah vers la fuite, l’unique
salut. Rebka entraînait ses filles ; Moché emportait Meryem, trop
faible pour marcher. Poursuivi par une bande d’assassins, il ne tarda
pas à se débarrasser du léger fardeau qui entravait sa course, peut-
être avec l’espoir que l’enfant arrêterait la meute enragée… Mais les
massacreurs négligèrent la petite malade, et elle les vit avec horreur
assommer, à quelques pas d’elle, son mari qui demandait grâce,
sans même essayer de se défendre…
Plus tard, un Juif ramassa l’enfant évanouie et la chargea sur ses
épaules. Il atteignit sans encombre le Palais du Sultan dont les
portes, sur l’ordre de Moulay Hafid, avaient été ouvertes aux
malheureux.
Les cris durèrent jusqu’à la nuit ; puis, las de tuer et de piller,
dispersés par quelques moghaznis, les Fasi rentrèrent chez eux.
Mais, dès le lendemain, la fusillade reprit avec
l’accompagnement sourd des canons. Les Berbères de la montagne,
attirés par l’appât du pillage, s’abattirent autour de Fez comme une
nuée de faucons, et les soldats français accouraient, de leur côté, au
secours de leurs compatriotes enfermés dans la ville. Les Juifs
gémissaient en implorant l’Éternel, à chaque explosion qui venait du
Mellah, car leur malheureuse cité paraissait une cible pour tous les
adversaires… Et, pendant des jours et des jours, le chœur de leurs
lamentations s’unit au fracas des combats. Puis, le calme ayant
repris ses droits, ils se hasardèrent à rentrer chez eux, le désir de
vérifier si la cachette des trésors familiaux avait échappé aux
investigations dominant leur terreur. Mais les femmes et les enfants
restaient encore au palais. On les avait parqués, en différentes
cours, même dans celle de l’impériale ménagerie. C’est là que
Meryem avait retrouvé sa famille échouée entre les cages dans
lesquelles tournaient, viraient, rugissaient et glapissaient
affreusement des lions, des tigres, des hyènes affolés par cet amas
de chair humaine à forte senteur.
Les fillettes pleuraient, secouées de peur, une épouvante
succédant à l’autre, Meryem en oubliait ses souffrances, elle ne
pouvait détacher ses yeux d’une panthère dont l’énorme patte, aux
griffes contractées, se tendait vers elle à travers les barreaux,
comme pour la saisir. La nuit, des yeux phosphorescents brillaient
au fond des cages, et tout à coup un horrible rugissement secouait
le silence, prélude du concert auquel tous les fauves ne tardaient
pas à prendre part… Le froid était encore vif, et les misérables
n’avaient qu’une litière de paille pour s’étendre ; des esclaves noirs
leur distribuaient, l’air méprisant, quelques pains et un peu de soupe.
Le Sultan, protecteur attitré des Juifs en son empire chérifien, ne
pouvait moins faire que leur accorder cette hospitalité.
Après quelques semaines de ce cauchemar, ils commencèrent à
regagner le Mellah. Ceux dont les demeures n’étaient plus
habitables, trouvaient asile chez des amis et dans les synagogues ;
les autres réparaient en hâte les dommages de leurs maisons pour
s’y réinstaller.
Meryem rentra chez ses parents. Les esprits s’apaisaient peu à
peu ; les enfants, avec l’insouciance de leur âge, recommençaient à
jouer, les femmes à se faire des visites où elles buvaient du thé tout
en savourant les confitures de cédrat et de fleur d’oranger.
Le petite veuve, délivrée du supplice quotidien, revint à la santé.
On l’avait aussitôt promise au frère aîné de Moché, le vieux
Chlamou Abitbol qui venait de perdre sa femme, et était allé à
Gibraltar régler quelques fructueuses affaires.
Meryem avait onze ans et devenait fort jolie, elle se plaisait à la
parure, s’attardait devant les miroirs venus d’Espagne, et le jour du
Sabbat, où l’on se promène gravement en toilette à travers les
ruelles nauséabondes, lui procurait un plaisir jusqu’alors inconnu.
Elle sentait le regard des hommes s’arrêter sur elle avec insistance,
une étincelle allumée au fond de leurs longs yeux sournois. De
romanesques pensées hantaient son esprit ; elle imaginait mille
aventures dont elle serait l’héroïne, des paroles d’amour suaves et
troublantes, des compliments, de grands personnages agenouillés
devant sa beauté, lui prodiguant les bijoux et les parures… Mais, à
vrai dire, toutes ces rêvasseries n’avaient rien à faire avec l’avenir
réel, le fiancé à mâchoire édentée, ni la vie conjugale dont la
première expérience l’avait si fort rebutée, bien qu’à présent elle
sentît quelques secrets penchants aux plaisirs sensuels.
Non, le héros de ses rêves n’était, il faut l’avouer, pas même un
coreligionnaire, mais plutôt un être fantaisiste doué de toutes les
qualités, de tous les prestiges, un étranger venu d’un pays très
lointain… peut-être, à la rigueur, un de ces Juifs de la jeune
génération qui portent des complets européens, des chapeaux de
feutre et de scintillantes chaînes de montre. Tout en y songeant,
Meryem supportait sans peine son veuvage et l’attente prolongée du
vieux Chlamou.
*
* *

Un samedi, tandis que Meryem se promenait avec sa mère et

ses sœurs, fière, droite, le châle de soie blanche coquettement
drapé sur ses épaules, selon la mode nouvelle, un cavalier
musulman vint à la croiser.
El Hadj Mohamed Ben Zakour, jeune et riche négociant en
soieries, se faisait édifier une maison au Tala [40] , et, malgré sa
répugnance à circuler à travers le Mellah, il s’était décidé à y aller
voir certain plafond d’un style moderne, dont on vantait la
décoration.
[40] Quartier de Fez.

Les Juifs se rangeaient, humbles et serviles, devant lui, mettant

un empressement exagéré à lui indiquer son chemin. Mais à peine
El Hadj Mohamed eut-il aperçu la petite veuve qu’il en oublia l’objet
de ses recherches.