[pt] Essa dissertação apresenta um codificador de imagens para baixas taxas de bits utilizando a decomposição da imagem em 10 sub-bandas através da aplicação da transformada wavelet. Uma técnica de redução de irrelevância visual é usada para descartar blocos de coeficientes das sub-bandas de alta freqüência (2 a 10). Os blocos remanescentes são classificados em bordas e não bordas e codificados através da técnica ECTCVQ ( Entropy-Constrained Trellis Coded Vector Quantization). Já a primeira sub-banda é codificada através da técnica PTCQ( Predictive Trellis Coded Quantization) com preservação de bordas. Na alocação de bits entre as sub-bandas é utilizado o algoritmo de Wersterink et al. Os resultados obtidos mostram um desempenho muito superior ao padrão JPEG, e bons resultados quando comparados a técnica de codificação de imagens recentes. / [en] This dissertation presentes a low bit rate image coder using a 10 sub-band image decomposition base don the wavelet transform. Some blocks of coefficients of the high frequency sub-bands are discarded by a technique of irrelevancy reduction. The remaning blocks are classified into edges and non-edges, and coded by ECTCVQ (Entropy- constrained Trellis Vector Quantization). The fist sub- band is coded by an edge preserving PTCQ (Predictive Trellis Coded Quantization), also proposed in this work. The Westerink et al. algorithm is used to allocate the bits between the sub-bands. The results obtained show that the performance of the proposed coder is Significantly superior so the one obtained with the standard JPEG. Moreover, good results are achivied as compared to recently proposed techniques of images coding.

[pt] O sistema hidroelétrico é responsável por 83,7% da energia elétrica gerada no país. Assim sendo, a geração de energia elétrica no Brasil depende basicamente das vazões naturais que afluem aos aproveitamentos hidroelétricos distribuídos por doze bacias hidrográficas no país. Sendo o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS) o órgão responsável por elaborar a previsão e a geração de cenários de vazões naturais médias diárias, semanais e mensais para todos os locais de aproveitamentos hidroelétricos do Sistema Interligado Nacional (SIN), a qualidade da previsão da vazão natural é de suma importância para este órgão. A qualidade dessa previsão impacta diretamente no planejamento e em programas de operação do SIN, tal como o Programa Mensal de Operação - PMO. Mesmo com a melhoria na qualidade da previsão de vazões por meio da criação e adoção dos mais diversos modelos determinísticos e estocásticos nos últimos anos, os erros de previsão são, ainda, significativos. Deste modo, o objetivo principal desta dissertação foi propor um novo modelo capaz de proporcionar um significativo ganho de qualidade na previsão de vazões nas regiões dos aproveitamentos hidrelétricos das bacias hidrográficas do país. O modelo proposto, baseado em redes neurais, tem como ferramenta primordial a utilização de transformadas wavelets, que filtram os dados históricos de vazões, ou seja, as entradas das redes neurais de previsão, dividindo esses dados de entrada (sinais) em diversas escalas, no intuito de que as redes neurais possam melhor analisá-los. Para verificar a eficácia do modelo proposto, aqui denominado MIP (Modelo Inteligente de Previsão), procedeu-se um estudo de caso que realiza a previsão de vazões naturais incrementais médias diárias e semanais no trecho incremental entre as Usinas Hidroelétricas (UHE) Porto Primavera, Rosana e Itaipu da Bacia do Rio Paraná, chegando-se a um erro de aproximadamente 3,5% para previsão de vazões um dia à frente, 16% para 12 dias à frente, e 9% para previsão média semanal. Esta dissertação objetiva, também, investigar a eficácia do uso de informações das precipitações observadas e previstas na previsão de vazão, em conjunção com o uso do histórico de vazões. / [en] The hydroelectricity system is responsible for 83.7% of the electric energy generated at Brazil. Therefore, the generation of electric power in Brazil depends basically on the natural flow rates distributed by twelve basins in the country. The quality of prediction of natural flow is of crucial importance for the Brazilian governmental agency, ONS (from the portuguese language Electrical National Operator System), responsible for preparing the forecast and the generation of scenarios of daily, weekly and monthly average natural streamflows of all places of hydroelectric exploitations of SIN (from the portuguese language National Linked System). The quality of that forecast impacts directly in the planning and operation programs of SIN, for example, the PMO (from the portuguese language Monthly Operation Program). Even with the improvement in the quality of river flow forecasts through the creation and adoption of the various deterministic and stochastic models in recent years, the errors of forecasting are still significant. Thus, the main goal of this dissertation was proposing a new model capable of providing a significant improvement in Streamflow forecasts in regions of exploitations of hydroelectric basins of the country. The proposed model, based on neural networks, has the primary tool the use of wavelet transforms, to filter streamflows historical data, or the entries of predict neural networks, dividing the input data (signals) in several scales, in order that the neural networks can better analyse them. In order to check the effectiveness of the proposed model, here called MIP (from the portuguese language Forecast Intelligent Model), it was developed a case study to forecast daily and weekly average of natural incremental streamflows between the Hydroelectric Plants: Porto Primavera, Rosana e Itaipu belonging to the the Parana River Basin. The model reaches up an error of about 3,5% to estimates of streamflows one day ahead, 16% to 12 days ahead, and 9% for average weekly forecast. This thesis aims to also investigate the effectiveness of the use of information of observed and predicted rainfall in the forecast flow, in conjunction with the use of the historical streamflows.

[pt] Para transmissão da informação de maneira confiável, em canais com apagamento, foram criados os códigos LT (Luby Transform), uma das principais classes de códigos fontanais. Estes códigos não têm uma taxa fixa, em outras palavras, eles têm taxa versátil. Esta dissertação aborda o estudo da transmissão de imagens através de canal ruidoso, AWGN (Aditive White Gaussian Noise), com o uso de Códigos LT. Investigou-se o desempenho usando uma modulação BPSK, dois esquemas foram testados: Um esquema para canal que inclui apagamento (BESC) e um outro que foi proposto usando um código Hamming em série com um código LT. O esquema LT-Hamming apresentou um ganho de código maior que o esquema BESC e o código convolucional de semelhantes características. Foi testado o esquema LT-Hamming para diferentes tipos de imagens em um canal AWGN usando a técnica SPIHT para a compressão das imagens. Para obter uma medida objetiva da qualidade da imagem recuperada foi usado o parâmetro PSNR (Peak Sinal to Noise Ratio) e foram apresentadas algumas imagens com o objetivo de analisar sua qualidade através de uma inspeção visual. Dado que o código LT é versátil para o que diz respeito à taxa de código, foi proposto um método para método para atribuir diferentes níveis de proteção da informação codificada, UEP (Unequal Error Protection). / [en] To transfer reliably information in erasure channels, LT (Luby Transform) codes were created, they are part of the main class of fountain codes, this codes don’t have fixed rate, in other words, they have a versatile code rate. This thesis address to the study of images transmission through noisy channel, AWGN (Aditive White Gaussian Noise) using LT codes. We investigated the performance using a BPSK modulation, two schemes were tested: A scheme of channel that includes deletion (BESC) and another that was proposed, using a Hamming code in series with a LT code. The LT-Hamming scheme present a gain code larger than BESC scheme and convolutional codes of similar characteristics. Was tested LT-Hamming scheme for different types of images on AWGN channel using the SPIHT technique for images compression. To obtain an objective measure of image quality was used the PSNR (Peak Signal Noise Ratio) and some images were presented in order to analize its quality through visual inspection given that LT code is a versatile for what concern the code rate it was proposed a method to assign different protection levels to the code information, UEP (Unequal Error Protection).

[pt] O processamento de sinais sísmicos é peça chave na exploração petrolífera. O caminho entre aquisição de dados e interpretação sísmica é composto por uma trilha de processos interdependentes, entre eles os processos de modelagem e migração. A dissertação apresenta a composição de um algoritmo de modelagem acústica 2D no domínio da transformada wavelet a partir de ferramentas próprias e outras já existentes na literatura. São estabelecidas as aproximações necessárias à solução em meios heterogêneos e à independência entre os subdomínios de processamento. Esta independência possibilita a exploração de técnicas de processamento paralelo. Através de exemplos, seu desempenho é avaliado com comparações à solução via diferenças finitas. Estas soluções são ainda submetidas ao mesmo processo de migração baseado em um terceiro modo de solução. / [en] Seismic signal processing is a key step to oil exploration. The path between data acquisition and seismic interpretation is composed by a sequence of interdependent processes, among which are modeling and migration processes. A 2D acoustic modeling algorithm in wavelet Transform domain, based on custom tools and tools already made known in literature is presented. Approximations necessary for the solution in inhomogeneous media and for complete independence between processing subspaces are established. Such independence allows exploration of parallel processing techniques. Throughout examples, performance is evaluated in comparison to finite-difference solution. These solutions are further processed by a migration technique based in yet another solution method.

[pt] Esta dissertação propõe um sistema de controle de uma mão robótica utilizando sinais eletromiográficos de superfície (sEMG). Os sinais sEMG são coletados de três diferentes grupos musculares do antebraço superior: músculo palmar longo, músculo extensor dos dedos, e músculo extensor radial longo do carpo. O objetivo dessa pesquisa é o desenvolvimento de um protótipo de uma prótese robótica para pessoas que apresentam amputação da mão, controlado por uma interface eletromiográfica baseada em inteligência computacional. Este trabalho abrange os seguintes tópicos: posicionamento dos eletrodos para capturar os sinais sEMG, projeto de um sistema de eletromiografia como interface muscular, método de pré processamento de sinais, uso de técnicas de inteligência computacional para a interpretação dos sinais sEMG, projeto da mão robótica, e método de controle utilizado para controlar as posições dos dedos e o controle da força da mão. Nesta dissertação é utilizada a transformada wavelet como método de extração de características nos sinais eletromiográficos, e uma rede neural multicamada como método de classificação de padrões. O modelo proposto apresentou resultados satisfatórios, conseguindo 90,5 por cento de classificação correta dos padrões para o reconhecimento de 6 posturas diferentes da mão, 94,3 por cento para 5 posturas, e 96,25 por cento para 4 posturas. / [en] This thesis proposes the control of a robotic hand system using surface electromyographic signals (sEMG). The sEMG signals are collected from three different muscle groups of the upper forearm: palmaris longus muscle, extensor digitorum communis muscle, and extensor carpi radialis longus muscle. The objective of this research is to develop a prototype of a robotic prosthesis for people with hand amputation, controlled by an electromyographic interface based on computational intelligence. This thesis covers the following topics: positioning of electrodes to capture the sEMG signals, design of an electromyography muscle interface, preprocessing method, use of techniques of computational intelligence for the interpretation of the sEMG signals, design of the robotic hand, and method used to control the positions of the fingers and of the hand grip force. Here, the wavelet transform is used as a feature extraction method in electromyographic signals, and a multi-layer neural network as a pattern classification method. The proposed model obtained satisfactory results, recognizing 90.5 per cent of the positions for 6 different hand patterns, 94.3 per cent for 5, and 96.25 per cent for 4 positions.

[pt] Esta dissertação apresenta uma estratégia para desenvolver mecanismos de compressão de dados adquiridos por sensores, seguindo como inspiração o processo utilizado no formato JPG2000. A estratégia adota a abordagem das séries históricas dos dados sob o ponto de vista do processamento de sinais. Dada à natureza instável dos sensores é natural que ruídos sejam adicionados ao sinal original. Estes ruídos são detectados e tratados enquanto o sinal é suavizado e limpo, facilitando a análise, ao passo que em que componentes pouco relevantes são removidos ou aproximados, permitindo que o sinal seja comprimido com pouca perda de informação. / [en] This dissertation introduces a strategy to develop a compression method for sensor data inspired on the JPG2000 techniques. The strategy adopted processes data streams much in the same way as signal processing. Due to the unstable nature of sensor data, noise is added to the original signal. This noise is detected and treated while the signal is cleaned and smoothed, making it easier to analyze the data stream. Less relevant signal components are removed or approximated allowing the signal to be compressed with few information loss.

[pt] O ensaio de impulso para perfuração de isoladores é um ensaio normalizado descrito na IEC 61211:2004 e é fundamental para verificar em laboratório a qualidade de isoladores de vidro ou porcelana utilizados no sistema elétrico de potência. A norma IEC 60060-2:2010 recomenda que a calibração dos Sistemas de Medição utilizados em ensaios para Perfuração de Isoladores (SMIP) deve ser realizada por comparação com um padrão. Contudo, embora o ensaio de perfuração seja normalizado, ainda não existem padrões para rastrear esse sistema de medição na maioria dos institutos de pesquisas em âmbito global. Quantificar a amplitude de um impulso de perfuração, com todas as garantias metrológicas, não é uma tarefa trivial, por se tratar de um sinal impulsivo com amplitude de centenas de kilovolts e durações da ordem de 200 ns. Além disso, divisores de tensão com alto desempenho dinâmico para essa aplicação especifica também não estão disponíveis comercialmente. Deste modo, o objetivo desta dissertação foi projetar e desenvolver um SMIP. O divisor de tensão, integrante do sistema de medição, foi construído a fim de garantir uma mínima indutância e um alto desempenho dinâmico. Também foi desenvolvido um filtro para a remoção de interferências eletromagnéticas baseado na transformada wavelet, integrado a um software que controla aquisição, condicionamento do sinal, determinação e análise dos parâmetros do impulso de perfuração. O desempenho do sistema de medição foi avaliado em baixa tensão e em alta tensão, bem como foi estimada sua incerteza de medição, sendo então capaz de atender às exigências normativas e metrológicas do Laboratório de Referência em medição do Cepel. / [en] Impulse testing for puncture insulator is a standardized test described in IEC 61211:2004 and is essential for laboratory testing of the quality of glass or porcelain insulators used in the electrical power system. IEC 60060-2:2010 recommends that calibration of Measurement Systems used in Impulse Puncture Test on insulators (IPMS) should be performed by comparison against a standard. However, although the impulse puncture testing is standardized, there are still no standards for traceability of this measurement system at most research institutes globally. Quantifying the amplitude of an impulse puncture test, with all metrological guarantees, is not a trivial task, since it is an impulsive signal with amplitude of hundreds of kilovolts and durations of the order of 200 ns. In addition, high dynamic performance voltage dividers for this specific application are not commercially available either. Thus, the objective of this dissertation was to design and develop an IPMS. The voltage divider, which is part of the measuring system, is designed to ensure minimum inductance and high dynamic performance. A filter for electromagnetic interference removal based on the wavelet transform was also developed, integrated with software that controls acquisition, signal conditioning, determination and analysis of the impulse puncture testing parameters. The performance of the measuring system was evaluated at low voltage and high voltage, as well as its measurement uncertainty was estimated, being able to meet the normative and metrological requirements of the Cepel s Measurement Reference Laboratory.