Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-06-10T15:26:09Z No. of bitstreams: 1 Joel da Silva Gonçalves Júnior_.pdf: 1935811 bytes, checksum: 2c6b67ad91c1de26271d67142ef7721b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-10T15:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joel da Silva Gonçalves Júnior_.pdf: 1935811 bytes, checksum: 2c6b67ad91c1de26271d67142ef7721b (MD5) Previous issue date: 2016-03-07 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O transporte marítimo mercante desempenha um papel fundamental para a economia de uma nação, ligando a produção ao consumo. No cenário de expansão do transporte marítimo, a utilização de contêineres para organização das cargas confere maior facilidade, segurança e rapidez ao transporte, aumentando, assim, a produtividade dos terminais e dos navios. No entanto, a operação de navios porta-contêineres possui limitações de movimentação e de estabilidade que impactam no custo operacional de um terminal portuário. Como os guindastes só podem acessar as pilhas de contêineres a partir do topo, a realização de remoções desnecessárias de contêineres bloqueantes gera um custo adicional de movimentação e de tempo nas operações de carga e descarga. Desta forma, faz-se necessária a elaboração de um plano de estiva eficiente para estas atividades, minimizando tanto os remanejamentos quanto a instabilidade da embarcação. Este estudo propõe uma abordagem híbrida, elaborada através da combinação das metaheurísticas Algoritmo Genético e Busca Tabu, utilizando a codificação da solução baseada em regras, a fim de elaborar uma ferramenta computacional que faça a gestão do número de remanejamentos e da instabilidade da embarcação, que são objetivos conflitantes. Nos experimentos, as metaheurísticas puras foram comparadas ao algoritmo híbrido e os resultados comprovaram que a aplicação hibridizada apresenta uma eficiência maior do que as metaheurísticas puras. As diferentes configurações de regras assumidas mostraram que a proposta de um número maior de regras, em complemento àquelas propostas na literatura, implica em melhores resultados. Através da aplicação da abordagem com múltiplos objetivos, foi possível observar a importância de considerar a movimentação e a estabilidade no plano de estiva. Com os resultados obtidos, demonstrou-se que o uso da abordagem proposta gera soluções melhores que as encontradas até o momento na literatura. / The merchant shipping perform a fundamental role in the economy of a nation, by linking production to consumption. In shipping expansion scenario, the use of containers for cargo organizing provides greater facility, safety and velocity, thus increasing the productivity of terminals and ships. However, the use of container ships has handling and stability limitations that affect the operating cost of a port terminal. As the cranes can only access the container stacks from the top, carrying out unnecessary removals of blocking containers generates an additional cost of handling and time in loading and unloading operations. Thus, it is necessary to elaborate an efficient stowage plan for loading and unloading operations, minimizing both the shifting and the instability of the vessel. This study proposes an hybrid approach developed by the combination of Genetic Algorithms and Tabu Search metaheuristics, using a rules-based encoding for solution representation, in order to create a computational tool that manage both the rehandling and instability, which are conflicting. In the experiments, pure metaheuristics were compared to the hybrid algorithm and the results demonstrate that the hybridization presents greater efficiency than the pure metaheuristics. The different rules configuration have proven that the proposal of a greater number of rules, in addition to those proposed in the literature, implies better results. The application of a multiple objectives approach has proven the importance of considering the handling and stability in the stowage plan. With the results, it was showed that the use of the proposed approach produces better solutions than those found in the literature.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-05-01T14:25:43Z No. of bitstreams: 1 ADALBERTO GOMES TEIXEIRA JÚNIOR - DISSERTAÇÃO PPGCC 2015..pdf: 2611686 bytes, checksum: 6b9c4a2efc3946611ad0263328434bd1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-01T14:25:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ADALBERTO GOMES TEIXEIRA JÚNIOR - DISSERTAÇÃO PPGCC 2015..pdf: 2611686 bytes, checksum: 6b9c4a2efc3946611ad0263328434bd1 (MD5) Previous issue date: 2015-07 / Capes / O som gerado por motores em funcionamento contém informações sobre seu estado e condições, tornando-se uma fonte importante para a avaliação de seu funcionamento sem a necessidade de intervenção no equipamento. A análise do estado do equipamento muitas vezes é realizada por diagnóstico humano, a partir da experiência vivenciada no ambiente ruidoso de operação. Como o funcionamento dos motores é regido por um processo periódico, o sinal de áudio gerado segue um padrão bem definido, possibilitando, assim, a avaliação de seu estado de funcionamento por meio desse sinal. Dentro deste contexto, a pesquisa ora descrita trata da modelagem do sinal acústico gerado por motores em usinas termoelétricas, aplicando técnicas de processamento digital de sinais e inteligência artificial, com o intuito de auxiliar o diagnóstico de falhas, minimizando a presença humana no ambiente de uma sala de motores. A técnica utilizada baseia-se no estudo do funcionamento dos equipamentos e dos sinais acústicos por eles gerados por esses, para a extração de características representativas do sinal, em diferentes domínios, combinadas a métodos de aprendizagem de máquinas para a construção de um multiclassificador, responsável pela avaliação do estado de funcionamento desses motores. Para a avaliação da eficácia do método proposto, foram utilizados sinais extraídos de motores da Usina Termoelétrica Borborema Energética S.A., no âmbito do projeto REPARAI (REPair over AiR using Artificial Intelligence, código ANEEL PD6471-0002/2012). Ao final do estudo, o método proposto demonstrou acurácia próxima a 100%. A abordagem proposta caracterizou-se, portanto, como eficiente para o diagnóstico de falhas, principalmente por não ser um método invasivo, não exigindo, portanto, o contato direto do avaliador humano com o motor em funcionamento. / The sound generated by an engine during operation contains information about its conditions, becoming an important source of information to evaluate its status without requiring intervention in equipment. The fault diagnosis of the engine usually is performed by a human, based on his experience in a noisy environment. As the operation of the engine is a periodic procedure, the generated signal follows a well-defined pattern, allowing the evaluation of its operating conditions. On this context, this research deals with modeling the acoustic signal generated by engines in power plants, using techniques from digital signal processing and artificial intelligence, with the purpose of assisting the fault diagnosis, minimizing the human presence at the engine room. The technique applied is based on the study of engines operation and the acoustic signal generated by them, extracting signal representative characteristics in different domains, combined with machine learning methods, to build a multiclassifier to evaluate the engines status. Signals extracted from engines of Borborema Energética S.A. power plant, during the REPARAI Project (REPair over AiR using Artificial Intelligence), ANEEL PD-6471-0002/2012, were used in the experiments. In this research, the method proposed has demonstrated an accuracy rate of nearly 100%. The approach has proved itself to be efficient to fault diagnosis, mainly by not being an invasive method and not requiring human direct contact with the engine.

Submitted by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T16:07:35Z No. of bitstreams: 1 CUNHA_Bruno_2017.pdf: 1281922 bytes, checksum: 605ecd45f46a3b67332ed6bd13043af5 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T16:07:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CUNHA_Bruno_2017.pdf: 1281922 bytes, checksum: 605ecd45f46a3b67332ed6bd13043af5 (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi ( ri.bso@ufscar.br) on 2017-10-17T16:07:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CUNHA_Bruno_2017.pdf: 1281922 bytes, checksum: 605ecd45f46a3b67332ed6bd13043af5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-17T16:08:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CUNHA_Bruno_2017.pdf: 1281922 bytes, checksum: 605ecd45f46a3b67332ed6bd13043af5 (MD5) Previous issue date: 2016-11-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / This work proposes both a study and a development of an algorithm for super-resolution of digital images using projections onto convex sets. The method is based on a classic algorithm for spatial super-resolution which considering the subpixel information present in a set of lower resolution images, generate an image of higher resolution and better visual quality. We propose the incorporation of a new restriction based on the Richardson-Lucy algorithm in order to restore and recover part of the spatial frequencies lost during the degradation and decimation process of the high resolution images. In this way the algorithm provides a hybrid approach based on projections onto convex sets which is capable of promoting both the spatial and spectral image super-resolution. The proposed approach was compared with the original algorithm from Sezan and Tekalp and later with a method based on a robust framework that is considered nowadays one of the most effective methods for super-resolution. The results, considering both the visual and the mean square error analysis, demonstrate that the proposed method has great potential promoting increased visual quality over the images studied. / Este trabalho visa o estudo e o desenvolvimento de um algoritmo para super-resolução de imagens digitais baseado na teoria de projeções sobre conjuntos convexos. O método é baseado em um algoritmo clássico de projeções sobre restrições convexas para super- resolução espacial onde se busca, considerando as informações subpixel presentes em um conjunto de imagens de menor resolução, gerar uma imagem de maior resolução e com melhor qualidade visual. Propomos a incorporação de uma nova restrição baseada no algoritmo de Richardson-Lucy para restaurar e recuperar parte das frequências espaciais perdidas durante o processo de degradação e decimação das imagens de alta resolução. Nesse sentido o algoritmo provê uma abordagem híbrida baseada em projeções sobre conjuntos convexos que é capaz de promover simultaneamente a super-resolução espacial e a espectral. A abordagem proposta foi comparada com o algoritmo original de Sezan e Tekalp e posteriormente com um método baseado em um framework de super-resolução robusta, considerado um dos métodos mais eficazes na atualidade. Os resultados obtidos, considerando as análises visuais e também através do erro médio quadrático, demonstram que o método proposto possui grande potencialidade promovendo o aumento da qualidade visual das imagens estudadas.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T14:27:18Z No. of bitstreams: 1 ANTUNES_FILHO_Amauri_2016.pdf: 23049873 bytes, checksum: 5246fc4b37bd3364d5abf8cf81fbdb6f (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T14:27:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ANTUNES_FILHO_Amauri_2016.pdf: 23049873 bytes, checksum: 5246fc4b37bd3364d5abf8cf81fbdb6f (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2017-06-01T14:39:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ANTUNES_FILHO_Amauri_2016.pdf: 23049873 bytes, checksum: 5246fc4b37bd3364d5abf8cf81fbdb6f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T14:39:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANTUNES_FILHO_Amauri_2016.pdf: 23049873 bytes, checksum: 5246fc4b37bd3364d5abf8cf81fbdb6f (MD5) Previous issue date: 2016-12-09 / Não recebi financiamento / The super-resolution aims to obtain a higher resolution image, using information from one or more low resolution images. There are different applications where super-resolution may be used, such as medical and forensic images. This work proposes a study and development of algorithms, based on Tekalp and Sezan’s algorithm, using the projection onto convex sets theory, in order to obtain super-resolution, therefore obtaining a higher resolution image, from a low resolution images set, with subpixel informations. We proposed the adition of a convex restriction based on Richardon-Lucy’s algorithm, modified to be weighted by Canny’s filter, along with total variation regularization, aiming to restore frequencies lost during high resolution images decimation and degradation processes . Therefore, we have a hybrid approach, that implements spatial and spectral super-resolution simultaneously, based on projection onto convex sets. The obtained results by the proposed algorithms were compared to Tekalp and Sezan’s base algorithm. The visual analysis of the images, along with the mean square error were taken in consideration for comparisons. In development, grayscale images were used, but the methods are extensible for color images. Results showed improvement in the obtained images, with less noise, blurring and more edge definition than the low resolution images. We conclude that the approach has potential for medical applications and forensic computation. / A super-resolução tem por objetivo a obtenção de uma imagem de maior resolução, utilizando informações de uma ou mais imagens de baixa resolução. Existem diferentes aplicações onde a utilização da super-resolução é empregada, como imagens médicas e forenses. A proposta deste trabalho é o estudo e desenvolvimento de algoritmos, baseados no algoritmo de Tekalp e Sezan, que utilizam a teoria de projeções sobre conjuntos convexos com o objetivo de super-resolução, obtendo uma imagem de maior resolução a partir de um conjunto de imagens com informações subpixel. Propomos também, uma restrição convexa baseada no algoritmo de Richardson-Lucy, modificado para ser ponderado pelo filtro de Canny, juntamente com regularização total variation, com o intuito de restaurar frequências perdidas durante os processos de decimação e degradação das imagens de alta resolução. Com isso temos uma abordagem híbrida, que implementa super-resolução espacial e espectral simultaneamente, baseada em projeções sobre conjuntos convexos. Os resultados obtidos pelos algoritmos propostos foram comparados com o algoritmo base de Tekalp e Sezan. Para as comparações, levou-se em consideração a análise visual das imagens juntamente com o erro quadrático médio. No desenvolvimento, foram utilizadas imagens em tons de cinza, mas os métodos são extensíveis para imagens coloridas. Os resultados apresentaram melhoria nas imagens obtidas em relação as imagens de baixa resolução, minimizando o ruído, o borramento e melhor definição das bordas. Concluímos que a abordagem possui potencial para aplicações médicas e em computação forense.