O Monitoramento Acústico Passivo (PAM) submarino refere-se ao uso de sistemas de escuta e gravação subaquática, com o intuito de detectar, monitorar e identificar fontes sonoras através das ondas de pressão que elas produzem. Se diz que é passivo já que tais sistemas unicamente ouvem, sem perturbam o meio ambiente acústico existente, diferentemente de ativos, como os sonares. O PAM submarino tem diversas áreas de aplicação, como em sistemas de vigilância militar, seguridade portuária, monitoramento ambiental, desenvolvimento de índices de densidade populacional de espécies, identificação de espécies, etc. Tecnologia nacional nesta área é praticamente inexistente apesar da sua importância. Neste contexto, o presente trabalho visa contribuir com o desenvolvimento de tecnologia nacional no tema através da concepção, construção e operação de equipamento autônomo de PAM e de métodos de processamento de sinais para detecção automatizada de eventos acústicos submarinos. Foi desenvolvido um equipamento, nomeado OceanPod, que possui características como baixo custo de fabrica¸c~ao, flexibilidade e facilidade de configuração e uso, voltado para a pesquisa científica, industrial e para controle ambiental. Vários protótipos desse equipamento foram construídos e utilizados em missões no mar. Essas jornadas de monitoramento permitiram iniciar a criação de um banco de dados acústico, o qual permitiu fornecer a matéria prima para o teste de detectores de eventos acústicos automatizados e em tempo real. Adicionalmente também é proposto um novo método de detecção-identificação de eventos acústicos, baseado em análise estatística da representação tempo-frequência dos sinais acústicos. Este novo método foi testado na detecção de cetáceos, presentes no banco de dados gerado pelas missões de monitoramento. / Passive Acoustic Monitoring (PAM) refers to the use of systems to listen and record underwater soundscape, in order to detect, track and identify sound sources through the pressure waves that they produce. It is said to be passive as these systems only hear, not put noise in the environment, such as sonars. Underwater PAM has various application areas, such as military surveillance systems, port security, environmental monitoring, development of population density rates of species, species identification, etc. National technology in the field is practically nonexistent despite its importance. In this context, this paper aims to contribute to the national technology development in the field by designing, building, and operating a self-contained PAM equipment, also developing signal-processing methods for automated detection of underwater acoustic events. A device, named \"OceanPod\"which has characteristics such as low manufacturing cost, flexibility and ease of setup and use, intended for scientific, industrial research and environmental control was developed. Several prototypes of the equipment were built and used in several missions at seawaters. These missions monitoring, enabled start creating an acoustic database, which provided the raw material for the automated acoustic events detectors and realtime test. Additionally, it is also proposed a new method of detecting, identifying sound events, based on statistical analysis of the time-frequency representation of the acoustic signals. This new method has been tested in the detection of cetaceans present in the database generated by missions monitoring.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:18:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao do Victor Emmanuel dos Reis -Volume01.pdf: 1187197 bytes, checksum: fe5b338cbf9dc68edcca13a88944ea39 (MD5) Previous issue date: 2010-10-18 / This work presents an evaluation of the processes of the physical environment in road construction, materialized in two case studies and thereby aims to contribute to a proposal for monitoring of these processes trigged or intensified by road constructions. In the first case study addressed the highway GO-309 located near the capital of Goiás. The applied methodology includes monitoring the construction phases of the highway, from the completion of field survey form to record information gathered over the years 2005, 2007, 2009 and 2010. We observed the processes of the physical environment and impacts and made relevant correlations and analysis. Were highlighted the erosion and landslides induced by construction of road works, causing degradation of the most diverse, compromising the body road practicability and safety of the user traffic. The survey also allowed, besides the qualification, the quantification of the recovery costs of degradation processes, observed compared to the physical environment that needed reconstruction and recovery of a great part of the road segment. The second case study is a stretch of the highway GO- 236 located in the northwestern state. The methodology used two geophysical researches: Non-invasive and non-destructive; The method of resistivity or electrical profiling, which allowed the analysis of the susceptibility to mass movements related to the location of karst cavities and structures of depth, and the method of Ground Penetrating Radar or Ground Penetrating Soil- GPR in locating natural or artificial structures and the assessment of stratigraphy, thickness and condition of the pavement layers. It has been shown in addition, the importance and relevance, the use of geophysical prospecting methods of investigation, with the use of the GPR and resistivity in road works. Mainly in the recognition of the area of interest, allowing a better foundation in decision making, mitigating potential future risks. The aim is to it, provide subsidies to road agencies in the preparation of technical specifications and terms of reference for controlling and monitoring the dynamics of the processes of the physical environment. / O presente trabalho apresenta uma avaliação dos processos do meio físico em construções rodoviárias, materializada em dois estudos de caso e com isso visa contribuir com uma proposta de monitoramento desses processos, intensificados ou deflagrados pelas construções viárias. No primeiro estudo de caso abordou-se a rodovia GO-309, localizada próximo à capital de Goiás. A metodologia empregada compreende o monitoramento das fases construtivas da rodovia, a partir do preenchimento de uma ficha de levantamento de campo para registro das informações coletadas durante os anos de 2005, 2007, 2009 e 2010. Foram observados os processos do meio físico e os impactos decorrentes e feitas correlações e análises pertinentes. Destacaram-se os processos erosivos e os escorregamentos induzidos pela construção das obras viárias, causando degradações as mais diversas, comprometendo o corpo estradal e a segurança do tráfego usuário. A pesquisa também permitiu, além da qualificação, a quantificação dos custos de recuperação das degradações observadas frente aos processos do meio físico, que ensejaram reconstruções e recuperação de grande parte do segmento rodoviário. O segundo estudo de caso tratou-se de um trecho da rodovia GO-236, localizada no noroeste do estado. A metodologia empregada neste segundo caso utilizou dois ensaios geofísicos, não-invasivos e não-destrutivos: o método da eletrorresistividade ou caminhamento elétrico, o que possibilitou a analise da suscetibilidade a movimentos de massa relacionados à localização de cavidades e estruturas cársticas em profundidade; e o método do Ground Penetrating Radar ou Radar de Penetração de Solo GPR na localização de estruturas naturais ou artificiais e para a avaliação da estratigrafia, espessura e condições das camadas do pavimento. Mostrou-se por acréscimo, a importância e pertinência ao emprego de métodos de prospecção geofísicos de investigação, com a utilização do GPR e da Eletrorresistividade, em obras viárias, principalmente na fase de reconhecimento da área de interesse, permitindo melhor embasamento na tomada de decisões, mitigando possíveis riscos futuros. Pretende-se com isso gerar subsídios a órgãos rodoviários, na elaboração de especificações técnicas e termos de referência para controle e monitoramento da dinâmica dos processos do meio físico.

Neste trabalho estudou-se o processo de polimerização de estireno em miniemulsão, através do monitoramento in-line da conversão do monômero e do tamanho das partículas geradas durante o processo de polimerização, através das técnicas espectroscópicas de Infravermelho Próximo (Near Infra Red - NIR) e Raman. As medições off-line de conversão foram feitas através de gravimetria e do tamanho das partículas através de Espalhamento Dinâmico de Luz (Dynamic Light Scattering - DLS). Também foi objeto deste estudo a modelagem matemática do process de polimerização em miniemulsão, assim como sua simulação utilizando o programa Matlab. A metodologia adotada para a obtenção dos resultados envolveu o trabalho experimental de monitoramento da síntese de poliestireno em miniemulsão utilizando iniciador hidrossolúvel (persulfato de potássio), tensoativo (lauril sulfato de sódio) e co-estabilizantes (hexadecano e poliestireno) e equipamento rotor-estator, Ultra Turrax T25, para obtenção da miniemulsão. O modelo matemático envolveu a determinação de equações fenomenológicas representativas do sistema em questão, prevendo as possíveis variações na cinética e fenômenos físico-químicos, decorrentes de variações na formulação prevendo inclusive os mecanismos de nucleação existentes em função da concentração de tensoativo utilizado. Como resultado, este trabalho validou as metodologias avaliadas para monitoramento da conversão e diâmetro das partículas poliméricas e também, ao comparar as metodologias avaliadas, identificou a espectroscopia NIR como metodologia preferencial por não exigir preparação da amostra, fornecer respostas em tempo real, sem defasagem de tempo e também por permitir coletar espectros com pequenos intervalos de tempo, garante melhor precisão e evita a perda de informações do processo. / In this work, is the development of a detailed study of the miniemulsion polymerization process monitoring monomer conversion and particle size along process. Near Infrared Spectroscopy (Near Infra Red - NIR) and Raman Spectroscopy were used to conversion and diameter determination. Gravimetric analyses were used to conversion determination. Dynamic Light Scattering (Dynamic Light Scattering - DLS) to particle size determination. It was also object of this study the Mathematical Modeling of Miniemulsion Polymerization Reaction Kinetic, as well as it simulation using Matlab software. The methodology used to obtain the results involved experimental work to synthesize and monitor miniemulsion polystyrene using water-soluble initiator (potassium persulfate), stabilizer (sodium lauryl sulfate) and co-stabilizers (hexadecane and polystyrene) and rotor-stator equipment Ultra Turrax T25 for miniemulsion obtaining. The mathematical model involved the determination of representative phenomenological equations this system, anticipating the possible variations in kinetics and physical-chemical phenomena, resulting from formulation variations mainly by verifying the surfactant concentration [S] to determine the existing nucleation mechanism when compared with the same surfactant critical micelle concentration [CMC]. The provided mechanisms are: micellar nucleation to [S] [CMC], droplets nucleation and homogeneous nucleation to [S] < [CMC]. As a result, this study validated the proposed methods for monitoring conversion and polymer particles diameter and also compare the evaluated methodologies, identifying NIR spectroscopy as a differential method among others for not to require sample preparation, supply answers in real time, no time delay and also to perform in shorter intervals, preventing the loss of process information.

Esta pesquisa visa contribuir para a produção de conhecimentos que subsidiem atividades de educação ambiental através da descrição de um estudo de caso realizado junto aos alunos moradores da Área de Proteção Ambiental de Sousas e Joaquim Egídio, localizada em Campinas – São Paulo. O grupo formado por alunos da 7ª série da Escola Municipal de Ensino Fundamental “Ângela Cury Zackia” constituiu o público-alvo da pesquisa. Seu foco está na análise da compreensão da questão ambiental para os alunos moradores. Foi utilizado como referencial metodológico o estudo de caso, a pesquisa qualitativa e pesquisa-ação, com auxílio de instrumentos como: entrevistas semi-estruturadas, questionários, análise documental e realização de oficinas. Busca-se refletir sobre o significado de meio ambiente e natureza e caracterizar do grupo frente ao envolvimento, participação e compromisso nos problemas relacionados ao meio ambiente. / This research aims at to contribute for the production of knowledge that subsidize activities of ambient education through the description of a study of case carried through together to the living pupils of the Area of Environment Protection of Sousas and Joaquin Egídio, located in Campinas – S.P. The group formed for pupils of 7ª series of the Municipal School of Basic Education “Ângela Cury Zackia” it constituted the public-target of the research. Its focus is in the analysis of the understanding of the ambient question for the living pupils. It was used as referencial metodológico the case study, the qualitative research and research-action, with aid of instruments as: half-structuralized interviews, questionnaires, documentary analysis and accomplishment of workshops. One searchs to reflect on the meaning of environment and nature for this group of students. The characterization of the group front to the envolvement, participation and commitment in the problems related to the environment.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-05-03T16:41:23Z No. of bitstreams: 1 GASPAR_2014_TeseUFF.pdf: 5686020 bytes, checksum: 1a09a81a8e3faf6aa6834f79b7c46c47 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-03T16:41:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GASPAR_2014_TeseUFF.pdf: 5686020 bytes, checksum: 1a09a81a8e3faf6aa6834f79b7c46c47 (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / Este estudo teve como objetivo principal avaliar a saúde do ecossistema recifal do Atol das Rocas utilizando como indicadores as associações de foraminíferos bentônicos, Índice FORAM e saúde e cobertura de corais. Além disso, descrever a razão Mg/Ca em testas recentes de Nonion commune para identificar mais uma possível espécie para estudos paleoclimáticos. Um total de 276 transeções de ponto e faixa (20x1m) foram realizadas em 6 expedições (out/07, mar e dez/10, mai/11, mai e nov/12) e revelaram coberturas de corais variando entre ~3 e 50%, de acordo com o padrão de circulação de água nas piscinas. Relações entre branqueamento/doenças em corais e anomalias de temperatura foram registradas para 2010. O que pode ter causado uma redução significativa na cobertura de corais em 4 piscinas abertas, após março e dezembro de 2010. A prevalência de doenças, que lesionam e causam mortalidade parcial ou total dos corais, foi alta nessas piscinas. As doenças atingiram maiores porcentagens e persistem por mais tempo que o branqueamento. Em 2012, sem registro de temperatura muito elevadas, a cobertura para de apresentar sinais de declínio, embora ainda existam colônias doentes. Fatores como altos níveis de radiação solar, alta transparência da água, pouca profundidade, intenso fluxo de água, baixa diversidade de corais, dominância do gênero Siderastrea e o contato direto dos corais com muitas algas podem ter contribuído para os altos percentuais de doenças. Além disso, um total de 105 amostras de sedimento superficial foi coletado em dezembro de 2010 e maio de 2011 nas mesmas piscinas. Foram identificados 108 gêneros de foraminíferos bentônicos, porém a maioria com abundância inferior a 1%. Os gêneros Archaias, Quinqueloculina, Sorites, Amphistegina e Borelis dominaram nos dois períodos de amostragem, e juntos representam mais de 60% da abundância relativa em todas as piscinas. Uma relação positiva e significativa foi encontrada entre a granulometria e a densidade de foraminíferos. As menores densidades foram encontradas nas piscinas abertas com intenso fluxo de água. A alta transparência da água, pouca profundidade, intenso fluxo de água, abundância de algas e ambiente carbonático favorecem o domínio de Archaias angulatus nas associações de foraminíferos. A proporção dos foraminíferos que possuem endossimbiontes é superior a 40% em todas as piscinas, resultando em valores médios de Índice FORAM (IF) entre 5,76 e 9,15, com uma média geral para o Atol igual a 7,0. Portanto, o IF indica que a qualidade da água é favorável ao crescimento e/ou recuperação recifal, mas não apresentou correlação com cobertura de coral ou algas, assim como em outras regiões recifais do Brasil. Recomenda-se que o monitoramento da cobertura e saúde recifal e dos foraminíferos sejam complementares e não independentes. Para as análises de geoquímica elementar nas testas de foraminíferos recentes, com o método de ablação a laser (LA-ICP-MS) foram utilizados 50 exemplares de Nonion commune que estavam vivos no momento da coleta, com tamanhos entre 200-354 μm. As médias das razões de Mg/Ca registradas nesse trabalho - 6,12 a 7,85 mmol/mol - estão de acordo com a faixa de variação encontradas para foraminíferos bentônicos sem endossimbiontes e para águas rasas e quentes. A relação entre os valores de Mg/Ca e o tamanho da carapaça, sugerem que futuras análises considerem apenas testas maiores que 250 μm e, preferencialmente, com variações de apenas 50 μm no tamanho das mesmas. É possível sugerir que essa espécie possa ser usada em futuros estudos baseados em Mg/Ca com finalidade de reconstrução de paleotemperaturas, pois parecem ter relação com a temperatura de calcificação, embora um estudo mais detalhado em um ambiente com variações sazonais de TSM mais acentuadas, seja necessário para confirmar essa relação. A continuidade do monitoramento é essencial para compreender como esse ambiente tão importante irá se recuperar e/ou responder aos futuros eventos de anomalias térmicas / This study aimed to assess Rocas Atoll coral reef health by monitoring corals cover and health, as well the benthic foraminifera assemblages and the FORAM Index (FI) in 15 tide pools. Furthermore, the Mg/Ca ratios for recent (stained) foraminifera Nonion commune from Rocas Atoll were also described. A total of 276 point intercept transects and belt transects (20x1m) were surveyed during 6 expeditions (Oct/07, Mar and Dec/10, May/11, May and Nov/12) and revealed coral cover ranging between ~3 and 50% inside tide pools. Bleached and diseased corals were positive related to SST anomalies recorded for 2010, and might be the main reason of a significant coral cover decline in 4 open tide pools. Coral diseases reached higher percentages and persist longer than bleaching. In 2012 no high temperature was recorded and coral cover showing no signs of decline. High radiation levels, clear water, shallow depth, high water flow, low coral diversity, high abundance of one species (Siderastrea stellata) and direct algal contact might be influenced the high percentages of coral diseases. A total of 105 surface sediment samples were collected between December 2010 and May 2011 at the same tide pools. A total of 108 genera of benthic foraminifera were identified, however most of them showed abundance lower than 1%. The genera Archaias, Quinqueloculina, Sorites, Amphistegina and Borelis were dominant in the two sampling periods, and together represent more than 60% relative abundance in all tide pools. A significant and positive relation was found between the grain size and benthic foraminifera density. Lowest densities were founded in open tide pools with high water flow. Clear water, shallow depth, high water flow, high algae abundance and carbonate environment resulted in Archaias angulatus associations. Symbiont-bearing foraminifera proportion is above 40% in all tide pools, resulting FORAM Index (FI) values between 5.76 and 9.15, with mean value 7.0 for Rocas Atoll. Therefore, the FI indicates that the water quality is favorable to growth and/or reef recovery, but showed no correlation with coral cover and algae. It is recommended that monitoring coral cover and health and foraminifera to be complementary and not independent. Trace element composition analyses of recent foraminifera, using the laser ablation (LA-ICP-MS), were conducted in 50 tests of Nonion commune (alive at sampling time), tests sizes ranged from 200-354 μm. The mean Mg/Ca ratios recorded were - 6.12 to 7.85 mmol/mol - consistent with the range of variation found for smaller benthic foraminifera and to shallow and warm waters. The relation between Mg/Ca rations and test size, suggest that future analysis considers only tests greater than 250 μm, and varying only 50 μm. It is possible to suggest that this species may be used in future paleotemperatures research Mg/Cabased, since they appear to be related to the seawater calcification temperature, although a more detailed study in an environment with a higher seasonal SST variations is necessary to confirm this relation. Continuing monitoring is essential to understand how Rocas Atoll will recover and/or respond to future events of thermal stress anomalies

Orientador: Fábio Roberto Chavarette / Resumo: Redes Neurais Artificiais (RNAs) são algoritmos de aprendizado, geralmente estruturados em torno de categorização de dados de entrada e/ou seu agrupamento por similaridade. Tendo em vista características desejáveis como aprendizado rápido e estabilidade frente a vetores de entrada altamente mutáveis, adotou-se uma RNA do tipo Fuzzy ARTMAP como mecanismo central de um método de monitoramento de saúde estrutural para detectar e categorizar falhas em dados experimentais provenientes de um sistema mecânico similar a um pequeno prédio de dois andares. Mais especificamente, com o objetivo de detectar alterações das frequências naturais da estrutura, fenômeno ligado à deterioração da mesma, e determinar qual(is) andar(es) está(ão) ligado(s) ao comportamento anômalo, se detectado. A acurácia da rede foi avaliada, sendo realizado um estudo da quantidade de dados necessárias para o desempenho satisfatório da rede. Observou-se desempenho satisfatório, a acurácia do método tendendo a aproximadamente 94% a partir de certas quantidades de dados. / Abstract: Artificial Neural Networks (ANNs) are learning algorithms, largely revolving around categorizing data sets based on measures of similarity between its members. Due to desirable characteristics such as fast learning and stability when dealing with highly mutable input vectors, a Fuzzy ARTMAP ANN was selected as the core mechanism of a structural health monitoring method. Its goal was to detect and categorize faults in experimental data collected from a mechanical system akin to a small two-story building. More specifically, to detect disturbances on the structure's natural frequencies, phenomenon linked to its deterioration, and to determine which story or stories are linked to anomalous behavior, if any. The accuracy of the method was evaluated, and the amount of data needed for optimal operation was determined. Satisfactory performance was observed; the method's accuracy tended towards 94% with enough training samples. / Mestre

Multi-sensitive microgel particles are covalently crosslinked polymeric chains with a colloidal dimension that can rapidly change their volume through various external stimuli such as pH, ionic strength, temperature, and magnetic and electric field. Due to these characteristics, increasing attention has been focus on the development of multi-sensitive microgels, mainly for application as drug delivery carriers. This study aimed to synthesise pH- and temperature-sensitive microgel particles, based on precipitation polymerisation of N-isopropylacrylamide and acrylic acid, with a defined size, narrow size distribution, spherical morphology and colloidal stability to be used as an oral drug carrier. In order to provide better biocompatibility and biodegradability in the synthesised material, some assays were performed, adding the chitosan biopolymer during the polymerisation of the monomers previously mentioned. This thesis also intended to contribute to a better understanding of the relationship between the microgel synthesis and their properties using spectroscopic techniques to monitor the microgel formation. A new approach was proposed to monitoring the process variables, monomer conversion and average particle size of the microgel particles, during precipitation polymerisation using NIR and UV-VIS-NIR high-resolution spectrophotometers coupled with a probe. Besides, the influence of reaction conditions in the physicochemical characteristics of microgel particles was extensively investigated as well as their potential as an oral drug carrier for insulin. The monitoring results pointed out the enormous potential of these spectroscopy techniques to monitor the precipitation polymerisation process, allowing control over the polymerisation reaction with quickly and directly acquisition of data in real-time. In general, pH- and temperature-sensitive microgels were successfully synthesised, and many formulations showed to be suitable for application as oral drug carriers. However, the preliminary in vitro release results were not satisfactory, and a more in-depth study between the interaction of the drug with the particles as well as the method of release is recommended. In conclusion, with a proper understanding of the influence of the process conditions (e.g., reagent concentrations) on the physicochemical properties of the microgels, it is possible to tailor the multi-sensitive microgels for the desired application. / Microgéis multisensíveis são partículas poliméricas covalentemente reticuladas, com uma dimensão coloidal, e com capacidade para mudar o seu volume através de vários estímulos externos, como por exemplo, pH, força iônica, temperatura e campos magnéticos ou elétricos. Devido a essas características, estas partículas têm recebido grande atenção, principalmente na aplicação como carreadores de fármacos. O objetivo deste estudo foi sintetizar partículas de microgéis sensíveis ao pH e à temperatura através da polimerização por precipitação dos monômeros N-isoproprilacrilamida e ácido acrílico, que tivessem tamanho definido, distribuição de tamanho estreita, morfologia esférica e estabilidade coloidal, para serem utilizadas como carreadores oral de fármacos. Com o intuito de proporcionar melhor biocompatibilidade e biodegradabilidade no material sintetizado, foram realizados alguns ensaios acrescentando o biopolímero quitosana durante a polimerização dos monômeros citados anteriormente. O presente trabalho também teve como objetivo contribuir para uma melhor compreensão da relação entre a síntese de microgéis e suas propriedades utilizando técnicas espectroscópicas para monitorar a formação dos microgéis. Uma nova abordagem foi proposta para monitorar as variáveis de processo, conversão de monômero e tamanho médio das partículas de microgel, durante a polimerização por precipitação através de espectrofotômetros NIR e UV-VIS-NIR acoplados a uma sonda. Além disso, a influência das condições da reação nas características físico-químicas das partículas de microgel foi extensivamente investigada, bem como o seu potencial como carreador oral de insulina. Os resultados do monitoramento indicaram o enorme potencial das técnicas espectroscópicas utilizadas, permitindo o controle da polimerização com aquisição rápida e direta dos dados em tempo real. Em geral, os microgéis sensíveis ao pH e à temperatura foram sintetizados com sucesso, e algumas formulações mostraram-se adequadas para aplicação como veículos de fármaco através da via oral. No entanto, os resultados preliminares da liberação in vitro não foram satisfatórios, e um estudo mais aprofundado entre a interação do fármaco com as partículas e o método de liberação é recomendado. Em conclusão, com uma compreensão adequada da influência das condições do processo (nesse caso, da concentração dos reagentes) nas propriedades físico-químicas dos microgéis, é possível ajustá-las para obtenção de microgéis multissensíveis com características adequadas para a aplicação desejada.

[pt] Esta dissertação teve por objetivo comparar o desempenho de diversos algoritmos que representam o estado da arte em reconhecimento facial a imagens de sequências de vídeo. Três objetivos específicos foram perseguidos: desenvolver um método para determinar quando uma face está em posição frontal com respeito à câmera (detector de face frontal); avaliar a acurácia dos algoritmos de reconhecimento com base nas imagens faciais obtidas com ajuda do detector de face frontal; e, finalmente, identificar o algoritmo com melhor desempenho quando aplicado a tarefas de verificação e identificação. A comparação dos métodos de reconhecimento foi realizada adotando a seguinte metodologia: primeiro, foi criado um detector de face frontal que permitiu o captura das imagens faciais frontais; segundo, os algoritmos foram treinados e testados com a ajuda do facereclib, uma biblioteca desenvolvida pelo Grupo de Biometria no Instituto de Pesquisa IDIAP; terceiro, baseando-se nas curvas ROC e CMC como métricas, compararam-se os algoritmos de reconhecimento; e por ultimo, as análises dos resultados foram realizadas e as conclusões estão relatadas neste trabalho. Experimentos realizados sobre os bancos de vídeo: MOBIO, ChokePOINT, VidTIMIT, HONDA, e quatro fragmentos de diversos filmes, indicam que o Inter Session Variability Modeling e Gaussian Mixture Model são os algoritmos que fornecem a melhor acurácia quando são usados em tarefas tanto de verificação quanto de identificação, o que os indica como técnicas de reconhecimento viáveis para o vídeo monitoramento automático em vídeo. / [en] This dissertation aimed to compare the performance of state-of-the-arte face recognition algorithms in facial images captured from multiple video sequences. Three specific objectives were pursued: to develop a method for determining when a face is in frontal position with respect to the camera (frontal face detector); to evaluate the accuracy for recognition algorithms based on the facial images obtained with the help of the frontal face detector; and finally, to identify the algorithm with better performance when applied to verification and identification tasks in video surveillance systems. The comparison of the recognition methods was performed adopting the following approach: first, a frontal face detector, which allowed the capture of facial images was created; second, the algorithms were trained and tested with the help of facereclib, a library developed by the Biometrics Group at the IDIAP Research Institute; third, ROC and CMC curves were used as metrics to compare the recognition algorithms; and finally, the results were analyzed and the conclusions were reported in this manuscript. Experiments conducted on the video datasets: MOBIO, ChokePOINT, VidTIMIT, HONDA, and four fragments of several films, indicate that the Inter-Session Variability Modelling and Gaussian Mixture Model algorithms provide the best accuracy on classification when the algorithms are used in verification and identification tasks, which indicates them as a good automatic recognition techniques for video surveillance applications.

Orientador: Milton Hirokazu Shimabukuro / Coorientador: Enner Herenio de Alcântara / Banca: Ramon Morais de Freitas / Banca: Maria de Lourdes Trindade Galo / Resumo: O processo de intervenção do homem no meio ambiente tem grande influência sobre as alterações que nele ocorrem. É importante monitorar características e fenômenos envolvidos neste processo, visando identificar, interpretar e controlar tais alterações. A identificação de fenômenos que variam com rapidez exige dados em alta resolução temporal, fato que pode prejudicar a utilização de Sensoriamento Remoto, pois a frequência de obtenção de dados de uma mesma região pode ser insuficiente. Por outro lado, o estudo de alterações causadas por processos lentos é realizado mediante a análise de longas séries históricas, construídas por meio de aquisições periódicas de dados por um longo período, podendo inviabilizar metodologias de coletas em campo, em razão de dificuldades associadas à logística para execução de tais coletas. O desenvolvimento tecnológico tem impulsionado a utilização de sensores para a realização de coletas automatizadas e periódicas de dados, como o Sistema Integrado de Monitoramento Ambiental (SIMA), cujo conjunto de dados é utilizado neste trabalho. O projeto SIMA é composto por um conjunto de plataformas fundeadas em reservatórios hidrelétricos, capazes de coletar automática e periodicamente atributos do ar e da água. No entanto, podem existir falhas no conjunto de dados causadas por problemas na coleta, na transmissão ou no armazenamento dos registros. Em razão da existência de grande quantidade de dados temporais multivariados e pela possibilidade de falhas, a exploração visual e interativa auxilia na caracterização do conjunto. Neste trabalho, foram investigadas abordagens com a aplicação de técnicas de Visualização de Informação na extração de características do conjunto de dados, as quais impactam a qualidade da análise dos fenômenos associados... / Abstract: The man intervention process in the environment has huge influence on the changes that occur in it. It is important monitoring the features and phenomena involved in this process to identify, interpret and control such changes. The identification of fast varying phenomena requires a high temporal resolution dataset, what can constrain remote sensing utilization, due to insufficient data collection rate. On the other hand, the analysis of changes caused by slow processes is done from long historical records, which come from a periodic data acquisition during a long period of time, which can make traditional technique, such as fieldwork campaings, an inappropriate approach due to the rate of collection. The technological development has been raising the use of automated sensors to collect data, such as the Environmental Monitoring Integrated System (Sistema Integrado de Monitoramento Ambiental, SIMA) that is the source of dataset used in this project. In the SIMA project, a set of platforms, which are capable of collecting air and water attributes automatically and periodically, are anchored to hydroelectric power dams. However, the dataset may be incomplete because of problems in one or more of the following phases: acquisition, transmission or storing. Due to huge amount of multivariate temporal data and the lack of dataset in some cases, the visual and interactive exploration can support the task of its characterization. In this project, Information Visualization techniques are applied to dataset characterization process, searching for features that may affect the quality of the associated phenomena analysis. Standards for data modelling and availability, aiming the flexibility for application development and interoperability among resources, have also been investigated... / Mestre

Orientador: Aparecido Carlos Gonçalves / Resumo: Pares engrenados são elementos de transmissão de potência amplamente utilizados em máquinas e equipamentos, todavia as falhas catastróficas desses componentes são comuns e dispendiosas. A análise de vibrações está entre as técnicas de diagnóstico de defeitos incipientes utilizadas em manutenção preditiva, posto que a presença de uma falha altera o comportamento dinâmico do sistema e o estado de degradação pode ser detectado pelo monitoramento dos sinais de vibração. Na indústria atual, onde as aquisições de dados, tanto para controle de processos, quanto para o monitoramento das condições de integridade de equipamentos, são realizadas em tempo real, faz-se necessário o desenvolvimento de métodos que aumentem a confiabilidade das tomadas de decisões em relação à identificação, localização e prognóstico de falhas. O objetivo deste trabalho é desenvolver um modelo matemático de par de engrenagens que auxilie no monitoramento da condição e validar o modelo dinâmico com dados de vibração de um multiplicador de velocidades obtidos experimentalmente. Para tanto, foi elaborada uma metodologia baseada no modelo dinâmico de par engrenado com 6 graus de liberdade para simulação de sinais de vibração; nesse modelo, inclui-se erros geométricos no perfil do dente; de maneira analítica, simula-se uma a trinca do dente de uma das engrenagens que ocasiona a queda de rigidez em função do tempo; desenvolveu-se também um experimento com um multiplicador de velocidades; e, por fim, algumas técnic... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Spur gears are transmission power elements widely used in machinery, however catastrophic failures of this components are just as common and onerous. Vibration analysis is a technique, in among of others, that can be used in diagnostics of incipient damages, common in predictive maintenance, because they change the dynamic behavior of the mechanical system, and the degradation state can be detected by vibration signal or noise. In the current industry production, in which real-time data acquisition - whether for processes control, or for health condition monitoring of equipment - is the reality, it is necessary to develop auxiliary methods that provide high reliability to identification, localization and failure prognostics. In this work, the main objective is to provide a spur gears’ model-based methodology for condition-monitoring and to validate a dynamic model with experimental vibration data of a gearbox. Hence, a dynamic model of spur meshing gears was developed considering a 6 degrees of freedom and time-varying meshing stiffness to simulate vibrations signals; a tooth profile error was also included; in this analytical model, a straight crack was simulated by reducing the meshing stiffness in a tooth; experiments with a gearbox experimental set were run; and, some signal processing was apllied in the vibration data. The results allowed the model validation with the comparison between simulate and experimental signals, in time-domain and frequency-domain / Mestre