[pt] Aborda-se o conhecido problema H2/Hinf - otimização de um funcional de custo definido em termos de uma norma quadrática com restrição definida em termos de uma norma infinito para o qual se estuda um método para a obtenção de soluções aproximadas, baseado na solução de seqüências de problema H2/H2 problemas de otimização com funcionais de custo quadráticos e restrições definidas em termos de normas quadráticas. Apresentam-se exemplos numéricos que permitem avaliar o desempenho do método. Estuda-se, também, o problema do rastreamento assintótico de sinais persistentes com restrições de desacoplamento total ou parcial - para sistemas lineares de controle em dimensão finiita. Para aqueles controladores que alcançam as propriedades do desacoplamento e do rastreamento, obtém- se a solução de um problema de otimização H2 - funcional de custo quadrático. Apresentam-se exemplos numéricos enfatizando o aumento do custo ótimo quando se impõe o desacoplamento total e como se pode obter um compromisso entre o valor do custo ótimo e o nível de desacoplamento do sistema através da solução de um problema H2/H2. / [en] A new method to obtain approximate solutions to H2/HINF problems is presented. This method is based on the solution of sequences of H2/H2 problems. Numerical examples are given to show the performance of the method. This work also considers the problem of asymptotic tracking of persistent signals and decoupling - include approximate decoupling to control linear systems. Undo these constraints, a H2 - optimization problem is resolved.

[pt] O rastreamento visual é uma etapa essencial em diversas aplicações de visão computacional. Em particular, o rastreamento facial é considerado uma tarefa desafiadora devido às variações na aparência da face, devidas à etnia, gênero, presença de bigode ou barba e cosméticos, além de variações na aparência ao longo da sequência de vídeo, como deformações, variações em iluminação, movimentos abruptos e oclusões. Geralmente, os rastreadores são robustos a alguns destes fatores, porém não alcançam resultados satisfatórios ao lidar com múltiplos fatores ao mesmo tempo. Uma alternativa é combinar as respostas de diferentes rastreadores para alcançar resultados mais robustos. Este trabalho se insere neste contexto e propõe um novo método para a fusão de rastreadores escalável, robusto, preciso e capaz de manipular rastreadores independentemente de seus modelos. O método prevê ainda a integração de detectores de faces ao modelo de fusão de forma a aumentar a acurácia do rastreamento. O método proposto foi implementado para fins de validação, tendo sido testado em diversas configurações que combinaram até cinco rastreadores distintos e um detector de faces. Em testes realizados a partir de quatro sequências de vídeo que apresentam condições diversas de imageamento o método superou em acurácia os rastreadores utilizados individualmente. / [en] Visual tracking is fundamental in several computer vision applications. In particular, face tracking is challenging because of the variations in facial appearance, due to age, ethnicity, gender, facial hair, and cosmetics, as well as appearance variations in long video sequences caused by facial deformations, lighting conditions, abrupt movements, and occlusions. Generally, trackers are robust to some of these factors but do not achieve satisfactory results when dealing with combined occurrences. An alternative is to combine the results of different trackers to achieve more robust outcomes. This work fits into this context and proposes a new method for scalable, robust and accurate tracker fusion able to combine trackers regardless of their models. The method further provides the integration of face detectors into the fusion model to increase the tracking accuracy. The proposed method was implemented for validation purposes and was tested in different configurations that combined up to five different trackers and one face detector. In tests on four video sequences that present different imaging conditions the method outperformed the trackers used individually.

[pt] O presente estudo investiga o processamento incremental de orações relativas restritivas de objeto. Considera-se, em particular, o mapeamento antecipado do referente do DP complexo, por meio da integração incremental de informação contextual, durante o processamento da oração relativa, explorando-se a possibilidade de esse tipo de integração ser conciliado à concepção de um processador sintático autônomo. Esse tema é abordado em duas direções: (i) investigando-se o momento da integração de informação contextual e as condições em que poderia haver mapeamento antecipado de referentes de um DP complexo; e (ii) avaliando-se as vantagens computacionais de um processador autônomo (frente a modelos interativos) com vistas a propor procedimento de análise que permita compatibilizá-las com os resultados experimentais obtidos. Em razão de (i), foram conduzidos três experimentos de rastreamento ocular. Sentenças com um DP-sujeito complexo contendo relativas de objeto foram apresentadas concomitantemente (experimento 1) ou precedidas (experimento 2) de contextos discursivos e visuais que poderiam permitir a desambiguização da referência em diferentes segmentos da oração relativa. Os resultados, em consonância com a literatura, sugerem que estímulos verbais foram incrementalmente processados e mapeados em referentes visuais, de modo que a busca pelo referente do DP complexo parece ter emergido tão logo houvesse informação distintiva disponível. O experimento 3 teve por objetivo investigar em que medida o mapeamento antecipado ocorreria também em estímulos temporariamente ambíguos (entre uma leitura completiva ou relativa restritiva), apresentados verbalmente em entonação natural, e precedidos por informação contextual que poderia favorecer uma análise restritiva. Ao contrário de resultados anteriores, contudo, o direcionamento contextual não pareceu suplantar a aplicação de uma análise compatível com o princípio de aposição mínima. Em função de (ii), o modelo de computação online de Corrêa e Augusto (2007) e seus desdobramentos em Augusto, Corrêa e Forster (2012) foram explorados, incorporando-se unidades de processamento correspondentes ao conceito minimalista de fase, de forma a permitir a transferência gradual de material já parcialmente processado aos sistemas de interface com vistas a possibilitar a integração incremental de informação contextual. Propõe-se, adicionalmente, que um mecanismo de pré-ativação de relações temáticas, baseado em informação contextual, poderia ser capaz de caracterizar o mapeamento antecipado do referente de um DP complexo. / [en] This study investigates the incremental processing of restrictive object relative clauses. The anticipation of the referent of the complex DP, as contextual information is integrated during the analysis of relative clause, is particularly considered and the possibility is explored of this sort of incremental processing being reconciled with an autonomous parser. The argument is conducted two-way: (i) by characterizing the moment in time at which the information provided by the complex DP is integrated with background information, and the conditions that allow for the anticipation of the referent of a complex DP; (ii) by considering the computational advantages of an autonomous parser (vis a vis interactive models), and possible means of reconciling the experimental results obtained. As for (i), three experiments were conducted in the visual world paradigm. Sentences with a complex DP subject containing a restrictive object relative clause were presented either concomitantly to a visually supported discourse context (Experiment 1) or preceded by it (Experiment 2). The visual context was manipulated in such a way as to enable the integration of the information provided by the complex DP and the discourse context to take place at different sentence segments. The results confirmed previously reported findings suggesting that sentences are incrementally interpreted and mapped onto the external world, and that the referent of the complex DP is search for as soon as possible. Experiment 3 was intended to verify the extent to which such an anticipation would take place in temporally ambiguous sentences (complement sentences or relative clauses), presented in normal intonation and preceded by contexts that would bias for the parsing of restrictive relative clauses. Unlike previous findings, however, the biasing context did not override Minimal Attachment. As for (ii), the on-line model of sentence computation in Corrêa and Augusto (2007) and its expansion in Augusto, Corrêa and Forster (2012) were further developed. The minimalist concept phase with a partially analyzed material being transferred to the interfaces, when adapted to left-right on-line computation, enables a partially analyzed complex DP to be minimally interpreted and integrated with background information. Additionally, the pre-activation of thematic relations on the basis of discourse/contextual information was proposed as a means of accounting for the anticipation of the referent of complex DP as the subject of the relative clause is analyzed.

[pt] A importância da rastreabilidade na evolução de sistemas é um fato amplamente reconhecido, mas apesar dos esforços despendidos até agora, ainda encontramos vários obstáculos a sua efetiva utilização. Esses obstáculos são relacionados a geração e validação das informações sobre os relacionamentos e interdependências entre o mundo real, os requisitos e o sistema de software. Estas informações freqüentemente não são confiáveis devido a inconsistência causada pela evolução distinta dos vários artefatos resultantes do processo de desenvolvimento de um sistema. Esta tese tem como objetivo estudar a utilização da tecnologia transformacional na implementação de um mecanismo de rastreamento de maneira a se obter a atualização automática das informações de rastreamento, através da identificação das mudanças ocorridas entre versões consecutivas dos artefatos produzidos e o seu subseqüente armazenamento na forma de transformações. Os benefícios obtidos pelo uso deste mecanismo permitirão: a eliminação dos problemas da falta de atualização das informações de rastreamento e o conseqüente aumento do valor destas informações para o desenvolvedor; a sistematização do processo de rastreamento; e a diminuição do custo para se obter, atualizar e validar as informações de rastreamento. Além destes benefícios, o armazenamento das informações de rastreamento na forma de transformações incorpora um maior conhecimento sobre a modelagem realizada, ao contrário de outros mecanismos que armazenam somente os artefatos e seus interrelacionamentos estáticos. / [en] The importance of traceability in software evolutions was quite established, but despite the effort spent, they are many issues that difficult they effective use. These issues are related to the generating and validating of trace information about the relationships and interdependencies between the real world, the requirements and the software system. This information is often mistrusted since they may have become obsolete due to separate evolution of models and systems. This thesis study the use of the transformational technology in the implementation of a traceability mechanism that automatically obtain trace information by identifying the changes made in consecutive artifact versions and store it as transformations. The main advantages gained with it uses are the elimination of the problems of the lack of trace information updating, the systematization of the trace process and the decrease of the cost to obtain, update and validate trace information. Besides these benefits, the storage of trace information in the form of transformations incorporates a larger knowledge on the accomplished modeling, unlike other mechanisms that only store the artifacts and their static inter- relationships.

[pt] Esta tese possui como objetivo investigar o mapeamento entre o conteúdo de sentenças e aquele apresentado em gráficos no processo de compreensão multimodal. Assume-se uma abordagem experimental, baseada nos aportes teórico-metodológicos da Psicologia Cognitiva e da Psicolinguística, aliada a discussões pertinentes à área de Educação Matemática e aos estudos sobre multimodalidade e letramento. Consideram-se duas propostas acerca da integração entre informação linguística e visual: uma vinculada à hipótese de modularidade representacional de Jackendoff (1996), em que se defende a ideia de módulos de interface, de natureza híbrida, e uma proposta alternativa, assumida no presente trabalho, segundo a qual tanto o processamento linguístico como o visual gerariam representações de natureza abstrata/proposicional, que seriam integradas em uma interface conceitual. Buscou-se verificar (i) se fatores top-down como conhecimento prévio do assunto afetam essa integração e (ii) em que medida informação linguística instaura expectativas acerca da informação expressa no gráfico. Foram conduzidos dois experimentos de comparação sentença-figura com gráficos de coluna e de linha, utilizando o programa psyscope, e um envolvendo gráficos de linha com a técnica de rastreamento ocular. Não foram encontradas evidências de efeitos top-down no experimento com gráfico de colunas. Foram obtidos, contudo, efeitos significativos para tempo de resposta associados a outros fatores, quais sejam correção do gráfico, expressão lexical usada para comparar itens do gráfico (maior vs menor, p. ex.) e número de itens referidos na sentença a serem localizados no gráfico. Nos dois experimentos com gráficos de linha, as variáveis independentes foram (i) congruência (linha congruente/incongruente em relação ao verbo – exemplo: linha inclinada para cima ou para baixo vs. verbo subir) e (ii) correção do gráfico em expressar o conteúdo da frase, manipulada com alterações na linha e na ordenação (ascendente/descendente) de informação temporal no eixo x. No experimento com psyscope, os resultados indicaram não haver dificuldade de julgar a compatibilidade frase/gráfico quando congruência e correção não divergiam. Para tempo de resposta, houve efeito principal de congruência e correção, com menores tempos associados, respectivamente, às condições em que a linha era congruente com o verbo e o gráfico correto. Também houve efeito de interação entre as variáveis. No experimento com rastreador ocular, foram analisados índice de acertos, número e tempo total de duração das fixações e trajetória do olhar nas áreas de interesse demarcadas. Em relação a índice de acerto, assim como no experimento com psycope, maior dificuldade de processamento estava associada à condição incongruente correta, em que há quebra de expectativa em relação à posição da linha (vs. verbo) e ao modo usual de organização dos gráficos no eixo x. Quanto aos movimentos oculares, na área do gráfico, observou-se maior número e tempo total de duração das fixações nas condições corretas; na área da frase, tais condições apresentaram resultados opostos. Quanto à trajetória do olhar, os dados sugerem ser a informação linguística acessada em primeiro lugar, orientando a leitura do gráfico. Considerando os resultados em conjunto, pode-se afirmar que o custo de integração é determinado pela compatibilidade (ou não) entre as proposições geradas pelos módulos linguístico e visual. / [en] This thesis aims at investigating the mapping between the sentential content and the content presented in graphs in a multimodal comprehension process. We assume an experimental approach, based on Cognitive Pyschology and Psycholinguistics methodological and theoretical contributions as well as literacy and multimodality studies. Two proposals concerning the integration between linguistic and visual information are considered: one linked to Jackendoff s (1996) representational modularity hypothesis, in which, the idea of interface modules, of hybrid nature, is defended; and an alternative one according to which linguistic and visual processing could generate propositional/abstract representations which could be integrated into a conceptual interface. We tried to check (i) if top-down aspects such as prior knowledge can affect this integration and (ii) in what extent linguistic information may bring expectations about the information expressed in the graph. Sentence-picture comparison experiments were conducted with line and columns graphs using the pyscope software, and another one concerning line graphs with eye tracking technique. Top-down effects were not found in columns graphs experiment. However, significant effects related to response time associated with other aspects such as graph accuracy, lexical expression used in order to compare graph elements (larger x smaller, for example) and the number of elements in the sentence that must be found in the graph. In both experiments with line graphs, the independent variables were (i) congruency (congruent/incongruent line in relation to the verb - line up or down vs verb increase) and (ii) accuracy of the graph in order to express the content of the sentence, manipulated with changes in the line and time information order (ascendant/descendent) in x axis. In psyscope experiment, there was no difficulty in judging the sentence-picture compatibility when congruency and correction were not different. Concerning the response time, there was effect of congruency and correction, with shorter times associated, respectively, to the conditions in which line was congruent to the verb and correct graph. There was also effect of interaction. In eye tracking experiment, accuracy rates, number of fixations, total fixation duration and the scanpath in areas of interest were analysed. In relation to accuracy rates, similar to psyscope experiment, more difficulty in processing was associated to incongruent/incorrect condition, in which there is a break in the expectation related to the line position (vs.verb) and the common organization of the elements displayed in x axis. Concerning eye movements, in the graph area, number of fixations and total fixation duration were higher in correct conditions; in the sentence area, these results were opposite. Analyzing the scanpath, data suggest that linguistic information is accessed first, guiding the graph reading. To conclude, it s possible to state that the cost of integration is determined by compatibility (or not) between the propositions from both linguistic and visual modules.

[pt] A teoria do Comando e Controle estudada sobre a ótica de John Boyd, importante estrategista militar do século XX, é uma poderosa ferramenta não apenas para o escopo militar mas também para qualquer outra atividade civil que demande o monitoramento de pessoas, veículos, embarcações ou quaisquer outros elementos de interesse. Atualmente a introdução de técnicas de computação gráfica são importantes para o ciclo OODA (Observar–Orientar–Decidir–Agir), especialmente nos passos da observação e da orientação. Estes artifícios tornam estas etapas mais eficientes e menos sujeitas a erros. A implementação das premissas de Comando e Controle com a tecnologia atual não é uma tarefa trivial. Aspectos relacionados à escolha de componentes móveis e distribuídos bem como a implementação de diversos elementos gráficos são problemas intrínsecos a esta atividade. Cada um destes aspectos podem ser construídos com uma grande variedade de tecnologias, nem sempre compatíveis entre si. A presente dissertação propõe a construção de um framework de baixo custo capaz de implementar, de maneira eficaz, um sistema informatizado de apoio ao Comando e Controle. O framework é baseado em softwares abertos e confiáveis tendo sua versatilidade comprovada em variados tipos de aplicações. A dissertação também exemplifica a implementação de duas aplicações distintas, demonstrando a tecnologia empregada, a fim de possibilitar a avaliação de diferentes atividades. / [en] The Command and Control theory of John Boyd, a 20th century military strategist, is a powerful tool not only for the military, but also for any civilian activities that require monitoring people, vehicles, boats, or any other elements of interest. Nowadays computer graphics techniques are important for the OODA loop (Observe–Orient–Decide–Act), especially on observing and orienteering steps. They make these steps more efficient and less prone to errors. The implementation of Command and Control techniques with current technology is not a simple task. It involves the implemantation of graphical, mobile and distributed components. Each of these components can be implemented with a variety of technologies, that are often incompatible with each other. This dissertation proposes a low cost framework capable of effectively support the implemantation of a Command and Control computer system. The framework is based on open source reliable technologies and has proven versatile for different types of applications. The dissertation also presents the implementation of two different applications with the proposed technology to support its evaluation.

[pt] O processo de calibração de câmeras é uma etapa importante na instalação dos sistemas de rastreamento óptico. Da qualidade da calibração deriva o funcionamento correto e preciso do sistema de rastreamento. Diversos métodos de calibração têm sido propostos na literatura em conjunto com o uso de artefatos sintéticos definidos como padrões de calibração. Esses padrões, de forma e tamanho conhecidos, permitem a aquisição de pontos de referência que são utilizados para a determinação dos parâmetros das câmeras. Para minimizar erros, esta aquisição deve ser feita em todo o espaço de rastreamento. A fácil identificação dos pontos de referência torna o processo de aquisição eficiente. A quantidade e a qualidade das relações geométricas das feições do padrão influenciam diretamente na precisão dos parâmetros de calibração obtidos. É nesse contexto que esta tese se encaixa, propondo um novo método para múltipla calibração de câmeras, que é eficiente e produz resultados tão ou mais precisos que os métodos atualmente disponíveis na literatura. Nosso método também propõe um novo tipo de padrão de calibração que torna a tarefa de captura e reconhecimento de pontos de calibração mais robusta e eficiente. Deste padrão também derivam relações que aumentam a precisão do rastreamento. Nesta tese o processo de calibração de múltiplas câmeras é revisitado e estruturado de forma a permitir uma comparação das principais propostas da literatura com o método proposto. Esta estruturação também dá suporte a uma implementação flexível que permite a reprodução numérica de diferentes propostas. Finalmente, este trabalho apresenta resultados numéricos que permitem tirar algumas conclusões. / [en] The calibration of multiple cameras is an important step in the installation of optical tracking systems. The accuracy of a tracking system is directly related to the quality of the calibration process. Several calibration methods have been proposed in the literature in conjunction with the use of artifacts, called calibration patterns. These patterns, with shape and size known, allow the capture of reference points to compute camera parameters. To yield good results these points must be uniformly distributed over the tracking area. The determination of the reference points in the image is an expensive process prone to errors. The use of a good calibration pattern can reduce these problems. This thesis proposes a new multiple camera calibration method that is efficient and yields better results than previously proposed methods available in the literature. Our method also proposes the use of a new simple calibration pattern based on perspective invariant properties and useful geometric properties. This pattern yields robust reference point identification and more precise tracking. This thesis also revisits the multiple calibration process and suggests a framework to compare the existing methods including the one proposed here. This framework is used to produce a flexible implementation that allows a numerical evaluation that demonstrates the benefits of the proposed method. Finally the thesis presents some conclusions and suggestions for further work.

[pt] Nas últimas décadas, a área de detecção da face e suas características tem recebido bastante atenção da comunidade científica dada sua importância em diversas aplicações, tais como, reconhecimento de faces, interação humanocomputador, reconhecimento de expressões faciais, segurança, etc. Esta dissertação propõe a utilização de um classificador baseado em FERNS no treinamento e reconhecimento de pontos característicos a fim de possibilitar a detecção das características da face. São revistas, brevemente, as principais abordagens utilizadas na detecção de características faciais e a teoria de reconhecimento de pontos característicos utilizando os FERNS. Também é apresentada uma implementação de um detector de características da face baseado nos FERNS e os resultados obtidos. O método proposto conta com uma fase de treinamento offline durante a qual diversas vistas dos pontos característicos extraídos de uma imagem de treinamento são sintetizadas e utilizadas no treinamento dos FERNS. A detecção das características da face é realizada nas imagens obtidas, em tempo real, de diversos pontos de vista e sob diferentes condições de iluminação. / [en] Over the last decades, face detection and facial features detection have received a great deal of attention from the scientific community, since these tasks are essential for a number of important applications, such as face recognition, face tracking, human-computer interaction, face expression recognition, security, etc. This work proposes the use of a classifier based on FERNS to recognize interest points across images and then detect and track the facial features. We begin with a brief review of the most common approaches used in facial features detection and also the theory around the FERNS. In addition, an implementation of the facial features detection based on FERNS is present to provide results and conclusions. The method proposed here relies on an offline training phase during which multiple views of the keypoints to be matched are synthesized and used to train the FERNS. The facial features detection is performed on images acquired in real-time from many different viewpoints and under different lighting conditions.

[pt] Foi desenvolvido um sistema de mediação de campo completo de velocidade de escoamento de fluidos. A técnica empregada é conhecida como Particle Tracking Velocimetry (PTV). As medidas foram determinadas a partir de imagens de trajetórias de partículas em suspensão no fluido. As imagens foram digitalizadas e processadas automaticamente em um microcomputador. O processamento foi feito por um software dedicado que identifica as trajetórias e calcula as velocidades associadas. Para comparação dos resultados obtidos o sistema desenvolvido foi aplicado a um escoamento cujo perfil de velocidade é conhecido. Foram analisadas as influências nos resultados de características das imagens e de seu processamento. / [en] A system for full field velocity measurement in fluid flows has been developed. The technique employed is known as Particle Tracking Velocimetry (PTV). Velocity measurements have been performed based on images of particles seeded in the fluid. The images have been digitized and automatically processed in a micro-computer. Image processing tecniques have been employed using a dedicated software that identifies particles trajectories and calculates associated velocities. To compare the results obtained, the system developed was applied to test flows with known velocity profiles. A detailed uncertainty analisys developed revealed the influence. On the results. of the image characteristics and processing procedures.

[pt] Atualmente, sistemas de visão computacional em computadores portáteis estão se tornando uma importante ferramenta de uso pessoal. Sistemas de visão para localização de objetos é uma área de pesquisa muito ativa. Essa dissertação propõe um algoritmo para localizar posições no espaço e objetos em ambientes não instrumentados com o uso de uma câmera web e um computador pessoal. Para isso, são usados dois algoritmos de rastreamento de marcadores para reinicializar frequentemente um algoritmo de Visual Simultaneous Localisation and Mapping. Essa dissertação também apresenta uma implementação e um conjunto de testes para validar o algoritmo proposto. / [en] Nowadays, vision systems in portable computers are becoming an important tool for personal use. Vision systems for object localization are an active area of research. This dissertation proposes an algorithm to locate position and objects in a regular environment with the use of a simple webcam and a personal computer. To that end, we use two algorithms of marker tracking to reboot often a Visual Simultaneous Localisation and Mapping algorithm. This dissertation also presents an implementation and a set of tests that validate the proposed algorithm.