Deep Learning models rely on a huge amount of labeled data to be created. However, there are a number of areas where labeling data is a costly process, making Deep Learning approaches unfeasible. One way to handle that situation is by using the Active Learning technique. Initially, it creates a model with the available labeled data. After that, it incrementally chooses new unlabeled data that will potentially increase the model accuracy, if added to the training data. To select which data will be labeled next, this technique requires a measurement of uncertainty from the model prediction, which is usually not computed for Deep Learning methods. A new approach has been proposed to measure uncertainty in those models, called Monte Carlo Dropout . This technique allowed Active Learning to be used together with Deep Learning for image classification. This research will evaluate if modeling uncertainty on Deep Learning models with Monte Carlo Dropout will make the use of Active Learning feasible for the task of sentiment analysis, an area with huge amount of data, but few of them labeled. / Modelos de Aprendizado Profundo necessitam de uma vasta quantidade de dados anotados para serem criados. Entretanto, existem muitas áreas onde obter dados anotados é uma tarefa custosa. Neste cenário, o uso de Aprendizado Profundo se torna bastante difícil. Uma maneira de lidar com essa situação é usando a técnica de Aprendizado Ativo. Inicialmente, essa técnica cria um modelo com os dados anotados disponíveis. Depois disso, ela incrementalmente escolhe dados não anotados que irão, potencialmente, melhorar à acurácia do modelo, se adicionados aos dados de treinamento. Para selecionar quais dados serão anotados, essa técnica necessita de uma medida de incerteza sobre as predições geradas pelo modelo. Entretanto, tal medida não é usualmente realizada em modelos de Aprendizado Profundo. Uma nova técnica foi proposta para lidar com a problemática de medir a incerteza desses modelos, chamada de Monte Carlo Dropout . Essa técnica permitiu o uso de Aprendizado Ativo junto com Aprendizado Profundo para tarefa de classificação de imagens. Essa pesquisa visa averiguar se ao modelarmos a incerteza em modelos de Aprendizado Profundo com a técnica de Monte Carlo Dropout , será possível usar a técnica de Aprendizado Ativo para tarefa de análise de sentimento, uma área com uma vasta quantidade de dados, mas poucos deles anotados.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-08-31T12:45:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação - Marcondes Ricarte - Biblioteca Central.pdf: 3319680 bytes, checksum: 77eec2a6b32ef702f943780f9e487924 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-31T12:45:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação - Marcondes Ricarte - Biblioteca Central.pdf: 3319680 bytes, checksum: 77eec2a6b32ef702f943780f9e487924 (MD5) Previous issue date: 2016-08-30 / CAPES / Os robôs móveis estão cada vez mais inclusos na sociedade moderna podendo se locomover usando “coordenadas cartográficas”. No entanto, com o intuito de aperfeiçoar a interação homem-robô e a navegação das máquinas nos ambientes, os robôs podem dispor da habilidade de criar um Mapa Semântico realizando Categorização dos Lugares. Este é o nome da área de estudo que busca replicar a habilidade humana de aprender, identificar e inferir os rótulos conceituais dos lugares através de sensores, em geral, câmeras. Esta pesquisa busca realizar a Categorização de Lugares baseada em objetos existentes no ambiente. Os objetos são importantes descritores de informação para ambientes fechados. Desse modo as imagens podem ser representadas por um vetor de frequência de objetos contidos naquele lugar. No entanto, a quantidade de todos possíveis tipos de objetos existentes é alta e os lugares possuem poucos destes, fazendo com que a representação vetorial de um lugar através de objetos contidos nele seja esparsa. Os métodos propostos por este trabalho possuem duas etapas: Redutor de Dimensionalidade e Categorizador. A primeira se baseia em conceitos de Compressão de Sinais, de Aprendizagem Profunda e Mapas Auto-Organizáveis (SOMs), a fim de realizar o pré-processamento dos dados de frequência de objetos para a redução da dimensionalidade e minimização da esparsidade dos dados. Para segunda etapa foi proposto o uso de múltiplos Mapas Auto-Organizáveis Probabilísticos (PSOMs). Os experimentos foram realizados para os métodos propostos por esse trabalho e comparados com o Filtro Bayesiano, existente na literatura para solução desse problema. Os experimentos foram realizados com quatro diferentes bases de dados que variam em ordem crescente de quantidade de amostras e categorias. As taxas de acerto dos métodos propostos demonstraram ser superiores à literatura quando o número de categorias das bases de dados é alta. Os resultados para o Filtro Bayesiano degeneram para as bases com maiores quantidade de categorias, enquanto para os métodos propostos por essa pesquisa as taxas de acerto caem mais lentamente. / Mobile Robots are currently included in modern society routine in which they may move around often using "cartographic coordinates". However, in order to improve human-robot interaction and navigation of the robots in the environment, they can have the ability to create a Semantic Map by Categorization of Places. The computing area of study that searches to replicate the human ability to learn, identify and infer conceptual labels for places through sensor data, in general, cameras is the Place Categorization. These methods aim to categorize places based on existing objects in the environment which constitute important information descriptors for indoors. Thus, each image can be represented by the frequency of the objects present in a particular place. However, the number of all possible types of objects is high and the places do have few of them, hence, the vector representation of the objects in a place is usually sparse. The methods proposed by this dissertation have two stages: Dimensionality reduction and categorization. The first stage relies on Signal Compression concepts, Deep Learning and Self-Organizing Maps (SOMs), aiming at preprocessing the data on object frequencies for dimensionality reduction and minimization of data sparsity. The second stage employs Probabilistic Self-Organizing Maps (PSOMs). The experiments were performed for the two proposed methods and compared with the Bayesian filter previously proposed in the literature. The experiments were performed with four different databases ranging considering different number of samples and categories. The accuracy of the proposed methods was higher than the previous models when the number of categories of the database is high. The results for the Bayesian filter tends to degrade with higher number of categories, so do the proposed methods, however, in a slower rate.

[pt] Com a evolução da agricultura inteligente, robôs autônomos agrícolas têm sido pesquisados de forma extensiva nos últimos anos, ao passo que podem resultar em uma grande melhoria na eficiência do campo. No entanto, navegar em um campo de cultivo aberto ainda é um grande desafio. O RTKGNSS é uma excelente ferramenta para rastrear a posição do robô, mas precisa de mapeamento e planejamento precisos, além de ser caro e dependente de qualidade do sinal. Como tal, sistemas on-board que podem detectar o campo diretamente para guiar o robô são uma boa alternativa. Esses sistemas detectam as linhas com técnicas de processamento de imagem e estimam a posição aplicando algoritmos à máscara obtida, como a transformada de Hough ou regressão linear. Neste trabalho, uma abordagem direta é apresentada treinando um modelo de rede neural para obter a posição das linhas de corte diretamente de uma imagem RGB. Enquanto a câmera nesses sistemas está, geralmente, voltada para o campo, uma câmera próxima ao solo é proposta para aproveitar túneis ou paredes de plantas formadas entre as fileiras. Um ambiente de simulação para avaliar o desempenho do modelo e o posicionamento da câmera foi desenvolvido e disponibilizado no Github. Também são propostos quatro conjuntos de dados para treinar os modelos, sendo dois para as simulações e dois para os testes do mundo real. Os resultados da simulação são mostrados em diferentes resoluções e estágios de crescimento da planta, indicando as capacidades e limitações do sistema e algumas das melhores configurações são verificadas em dois tipos de ambientes agrícolas. / [en] Autonomous robots for agricultural tasks have been researched to great extent in the past years as they could result in a great improvement of field efficiency. Navigating an open crop field still is a great challenge. RTKGNSS is a excellent tool to track the robot’s position, but it needs precise mapping and planning while also being expensive and signal dependent. As such, onboard systems that can sense the field directly to guide the robot are a good alternative. Those systems detect the rows with adequate image processing techniques and estimate the position by applying algorithms to the obtained mask, such as the Hough transform or linear regression. In this work, a direct approach is presented by training a neural network model to obtain the position of crop lines directly from an RGB image. While, usually, the camera in these kinds of systems is looking down to the field, a camera near the ground is proposed to take advantage of tunnels or walls of plants formed between rows. A simulation environment for evaluating both the model’s performance and camera placement was developed and made available on Github, also four datasets to train the models are proposed, being two for the simulations and two for the real world tests. The results from the simulation are shown across different resolutions and stages of plant growth, indicating the system’s capabilities and limitations. Some of the best configurations are then verified in two types of agricultural environments.

Este trabalho aborda o problema da estimação de profundidade a partir de imagens monoculares (SIDE), com foco em melhorar a qualidade das predições de redes neurais profundas. Em um cenário de aprendizado supervisionado, a qualidade das predições está intrinsecamente relacionada aos rótulos de treinamento, que orientam o processo de otimização. Para cenas internas, sensores de profundidade baseados em escaneamento por luz estruturada (Ex.: Kinect) são capazes de fornecer mapas de profundidade densos, embora de curto alcance. Enquanto que para cenas externas, consideram-se LiDARs como sensor de referência, que comparativamente fornece medições mais esparsas, especialmente em regiões mais distantes. Em vez de modificar a arquitetura de redes neurais para lidar com mapas de profundidade esparsa, este trabalho introduz um novo método de densificação para mapas de profundidade, usando o framework de Mapas de Hilbert. Um mapa de ocupação contínuo é produzido com base nos pontos 3D das varreduras do LiDAR, e a superfície reconstruída resultante é projetada em um mapa de profundidade 2D com resolução arbitrária. Experimentos conduzidos com diferentes subconjuntos do conjunto de dados do KITTI mostram uma melhora significativa produzida pela técnica proposta (esparso-para-contínuo), sem necessitar inserir informações extras durante a etapa de treinamento. / This work addresses the problem of single image depth estimation (SIDE), focusing on improving the quality of deep neural network predictions. In a supervised learning scenario, the quality of predictions is intrinsically related to the training labels, which guide the optimization process. For indoor scenes, structured-light-based depth sensors (e.g. Kinect) are able to provide dense, albeit short-range, depth maps. While for outdoor scenes, LiDARs are considered the standard sensor, which comparatively provide much sparser measurements, especially in areas further away. Rather than modifying the neural network architecture to deal with sparse depth maps, this work introduces a novel densification method for depth maps using the Hilbert Maps framework. A continuous occupancy map is produced based on 3D points from LiDAR scans, and the resulting reconstructed surface is projected into a 2D depth map with arbitrary resolution. Experiments conducted with various subsets of the KITTI dataset show a significant improvement produced by the proposed Sparse-to-Continuous technique, without the introduction of extra information into the training stage.

Submitted by Claudio Filipi Gonçalves dos Santos (cfsantos85@gmail.com) on 2018-05-24T11:51:59Z No. of bitstreams: 1 optical-character-recognition-16052018.pdf: 8334356 bytes, checksum: 8dd05363a96c946ae1f6d665edc80d09 (MD5) / Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Problema 01) Falta a FOLHA DE APROVAÇÃO (Obrigatório pela ABNT NBR14724) Problema 02) Corrigir a ordem das páginas pré-textuais; a ordem correta (capa, folha de rosto, dedicatória, agradecimentos, epígrafe, resumo na língua vernácula, resumo em língua estrangeira, listas de ilustrações, de tabelas, de abreviaturas, de siglas e de símbolos e sumário). Problema 03) Faltam as palavras-chave no resumo e no abstracts. Na página da Seção de pós-graduação, em Instruções para Qualificação e Defesas de Dissertação e Tese, você pode acessar o modelo das páginas pré-textuais. Lembramos que o arquivo depositado no repositório deve ser igual ao impresso, o rigor com o padrão da Universidade se deve ao fato de que o seu trabalho passará a ser visível mundialmente. Agradecemos a compreensão. on 2018-05-24T20:59:53Z (GMT) / Submitted by Claudio Filipi Gonçalves dos Santos (cfsantos85@gmail.com) on 2018-05-25T00:43:19Z No. of bitstreams: 1 optical-character-recognition-16052018.pdf: 11084990 bytes, checksum: 6f8d7431cd17efd931a31c0eade10c65 (MD5) / Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Problema 01) Falta a FOLHA DE APROVAÇÃO (Obrigatório pela ABNT NBR14724) Problema 02) A paginação deve ser sequencial, iniciando a contagem na folha de rosto e mostrando o número a partir da introdução, a ficha catalográfica ficará após a folha de rosto e não deverá ser contada. Problema 03) Na descrição do item: Título em outro idioma – Se você colocou no título em inglês deve por neste campo o título em outro idioma (ex: português, espanhol, francês...) Estamos encaminhando via e-mail o template/modelo para que você possa fazer as correções. Lembramos que o arquivo depositado no repositório deve ser igual ao impresso, o rigor com o padrão da Universidade se deve ao fato de que o seu trabalho passará a ser visível mundialmente. Agradecemos a compreensão. on 2018-05-25T15:22:45Z (GMT) / Submitted by Claudio Filipi Gonçalves dos Santos (cfsantos85@gmail.com) on 2018-05-25T15:52:53Z No. of bitstreams: 1 optical-character-recognition-16052018.pdf: 11089966 bytes, checksum: d6c863077a995bd2519035b8a3e97c80 (MD5) / Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Problema 01) Falta a FOLHA DE APROVAÇÃO (Obrigatório pela ABNT NBR14724) Agradecemos a compreensão. on 2018-05-25T18:03:19Z (GMT) / Submitted by Claudio Filipi Gonçalves dos Santos (cfsantos85@gmail.com) on 2018-05-25T18:08:09Z No. of bitstreams: 1 Claudio Filipi Gonçalves dos Santos Corrigido Biblioteca.pdf: 8257484 bytes, checksum: 3a61ebfa8e1d16c9d0c694f46b979c1f (MD5) / Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2018-05-25T18:51:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_cfg_me_sjrp.pdf: 8257484 bytes, checksum: 3a61ebfa8e1d16c9d0c694f46b979c1f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-25T18:51:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_cfg_me_sjrp.pdf: 8257484 bytes, checksum: 3a61ebfa8e1d16c9d0c694f46b979c1f (MD5) Previous issue date: 2018-04-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Detectores óticos de caracteres, ou Optical Character Recognition (OCR) é o nome dado à técnologia de traduzir dados de imagens em arquivo de texto. O objetivo desse projeto é usar aprendizagem profunda, também conhecido por aprendizado hierárquico ou Deep Learning para o desenvolvimento de uma aplicação com a habilidade de detectar áreas candidatas, segmentar esses espaços dan imagem e gerar o texto contido na figura. Desde 2006, Deep Learning emergiu como uma nova área em aprendizagem de máquina. Em tempos recentes, as técnicas desenvolvidas em pesquisas com Deep Learning têm influenciado e expandido escopo, incluindo aspectos chaves nas área de inteligência artificial e aprendizagem de máquina. Um profundo estudo foi conduzido com a intenção de desenvolver um sistema OCR usando apenas arquiteturas de Deep Learning.A evolução dessas técnicas, alguns trabalhos passados e como esses trabalhos influenciaram o desenvolvimento dessa estrutura são explicados nesse texto. Essa tese demonstra com resultados como um classificador de caracteres foi desenvolvido. Em seguida é explicado como uma rede neural pode ser desenvolvida para ser usada como um detector de objetos e como ele pode ser transformado em um detector de texto. Logo após é demonstrado como duas técnicas diferentes de Deep Learning podem ser combinadas e usadas na tarefa de transformar segmentos de imagens em uma sequência de caracteres. Finalmente é demonstrado como o detector de texto e o sistema transformador de imagem em texto podem ser combinados para se desenvolver um sistema OCR completo que detecta regiões de texto nas imagens e o que está escrito nessa região. Esse estudo demonstra que a idéia de usar apenas estruturas de Deep Learning podem ter performance melhores do técnicas baseadas em outras áreas da computação como por exemplo o processamento de imagens. Para detecção de texto foi alcançado mais de 70% de precisão quando uma arquitetura mais complexa foi usada, por volta de 69% de traduções de imagens para texto corretas e por volta de 50% na tarefa ponta-à-ponta de detectar as áreas de texto e traduzi-las em sequência de caracteres. / Optical Character Recognition (OCR) is the name given to the technology used to translate image data into a text file. The objective of this project is to use Deep Learning techniques to develop a software with the ability to segment images, detecting candidate characters and generating textthatisinthepicture. Since2006,DeepLearningorhierarchicallearning, emerged as a new machine learning area. Over recent years, the techniques developed from deep learning research have influenced and expanded scope, including key aspects of artificial intelligence and machine learning. A thorough study was carried out in order to develop an OCR system using only Deep Learning architectures. It is explained the evolution of these techniques, some past works and how they influenced thisframework’sdevelopment. Inthisthesisitisdemonstratedwithresults how a single character classifier was developed. Then it is explained how a neural network can be developed to be an object detector and how to transform this object detector into a text detector. After that it shows how a set of two Deep Learning techniques can be combined and used in the taskoftransformingacroppedregionofanimageinastringofcharacters. Finally, it demonstrates how the text detector and the Image-to-Text systemswerecombinedinordertodevelopafullend-to-endOCRsystemthat detects the regions of a given image containing text and what is written in this region. It shows the idea of using only Deep Learning structures can outperform other techniques based on other areas like image processing. In text detection it reached over 70% of precision when a more complex architecture was used, around 69% of correct translation of image-to-text areasandaround50%onend-to-endtaskofdetectingareasandtranslating them into text. / 1623685

[pt] Vídeos se tornaram a principal mídia para a comunicação, com um volume massivo de dados criado a cada segundo. Conseguir entender essa quantidade de dados de forma automática se tornou importante e, por conseguinte, métodos de video understanding são cada vez mais necessários. Uma tarefa crucial para o entendimento de vídeos é a classificação e localização no tempo de diferentes ações. Para isso, a segmentação de ações precisa ser realizada. Segmentação de ações é a tarefa que consiste em segmentar temporalmente um vídeo, classificando cada quadro com alguma ação. Neste trabalho, é proposto um método de segmentação de ações que não requer análise prévia do vídeo e nenhum dado anotado. O método envolve a extração de embeddings espaço-temporais dos vídeos com redes de aprendizado profundo pré-treinadas, seguida por uma transformação realizada por um codificador posicional e pela aplicação de um algoritmo de grupamento em que cada cluster gerado corresponde a uma ação diferente. Os experimentos realizados demonstram que o método produz resultados competitivos nos conjuntos de dados Breakfast e Inria Instructional Videos. / [en] The rise of video content as the main media for communication has been creating massive volumes of video data every second. The ability of understanding this huge quantities of data automatically has become increasingly important, therefore better video understanding methods are needed. A crucial task to overall video understanding is the recognition and localisation in time of dierent actions. To address this problem, action segmentation must be achieved. Action segmentation consists of temporally segmenting a video by labeling each frame with a specific action. In this work, we propose a novel action segmentation method that requires no prior video analysis and no annotated data. Our method involves extracting spatio-temporal features from videos using a pre-trained deep network. Data is then transformed using a positional encoder, and finally a clustering algorithm is applied where each cluster presumably corresponds to a dierent single and distinguishable action. In experiments, we show that our method produces competitive results on the Breakfast and Inria Instructional Videos dataset benchmarks.

[pt] A inversão sísmica é uma etapa essencial na modelagem e caracterização de reservatórios que permite a estimativa de propriedades da subsuperfície a partir dos dados de reflexão sísmica. os métodos convencionais usualmente possuem um alto custo computacional ou apresentam problemas relativos à não-linearidade e à forte ambiguidade do modelo de inversão sísmica. Recentemente, com a generalizaçãodo aprendizado de máquina na geofísica, novos métodos de inversão sísmica surgiram baseados nas técnicas de aprendizado profundo. Entretanto, a aplicação prática desses métodos é limitada devido a ausência de uma abordagem probabilística capaz de lidar com as incertezas inerentes ao problema da inversão sísmica e/ou a necessidade de dados de treinamento completos e representativos. Para superar essas limitações, um novo método é proposto para inverter dados de reflexão sísmica diretamente para modelos da subsuperfície de alta resolução. O método proposto explora a capacidade das redes neurais convolucionais em extrair representações significativas e complexas de dados espacialmente estruturados, combinada à simulação estocástica geoestatística. Em abordagem auto-supervisionada, modelos físicos são incorporados no sistema de inversão com o objetivo de potencializar o uso das medições indiretas e imprecisas, mas amplamente distribuídas do método sísmico. As realizações geradas com simulação geoestatística fornecem informações adicionais com maior resolução espacial do que a originalmente encontrada nos dados sísmicos. Quando utilizadas como entrada do sistema de inversão, elas permitem a geração de múltiplos modelos alternativos da subsuperfície. Em resumo, o método proposto é capaz de: (1) quantificar as incertezas das previsões, (2) modelar a relação complexa e não-linear entre os dados observados e o modelo da subsuperfície, (3) estender a largura de banda sísmica nas extremidades baixa e alta do espectro de parâmetros de frequência, e (4) diminuir a necessidade de dados de treinamento anotados. A metodologia proposta é inicialmente descrita no domínio acústico para inverter modelos de impedância acústica a partir de dados sísmicos pós-empilhados. Em seguida, a metodologia é generalizada para o domínio elástico para inverter a partir de dados sísmicos pré-empilhados modelos de velocidade da onda P, da velocidade da onda S e de densidade. Em seguida, a metodologia proposta é estendida para a inversão sísmica petrofísica em um fluxo de trabalho simultâneo. O método foi validado em um caso sintético e aplicado com sucesso a um caso tridimensional de um reservatório brasileiro real. Os modelos invertidos são comparados àqueles obtidos a partir de uma inversão sísmica geoestatística iterativa. A metodologia proposta permite obter modelos similares, mas tem a vantagem de gerar soluções alternativas em maior número, permitindo explorar de forma mais efetiva o espaço de parâmetros do modelo quando comparada à inversão sísmica geoestatística iterativa. / [en] Seismic inversion allows the prediction of subsurface properties from seismic reflection data and is a key step in reservoir modeling and characterization. Traditional seismic inversion methods usually come with a high computational cost or suffer from issues concerning the non-linearity and the strong non-uniqueness of the seismic inversion model. With the generalization of machine learning in geophysics, deep learning methods have been proposed as efficient seismic inversion methods. However, most of them lack a probabilistic approach to deal with the uncertainties inherent in the seismic inversion problems and/or rely on complete and representative training data, which is often scarcely available. To overcome these limitations, we introduce a novel seismic inversion method that explores the ability of deep convolutional neural networks to extract meaningful and complex representations from spatially structured data, combined with geostatistical stochastic simulation to efficiently invert seismicn reflection data directly for high-resolution subsurface models. Our method incorporates physics constraints, sparse direct measurements, and leverages the use of imprecise but widely distributed indirect measurements as represented by the seismic data. The geostatistical realizations provide additional information with higher spatial resolution than the original seismic data. When used as input to our inversion system, they allow the generation of multiple possible outcomes for the uncertain model. Our approach is fully unsupervised, as it does not depend on ground truth input-output pairs. In summary, the proposed method is able to: (1) provide uncertainty assessment of the predictions, (2) model the complex non-linear relationship between observed data and model, (3) extend the seismic bandwidth at both low and high ends of the frequency parameters spectrum, and (4) lessen the need for large, annotated training data. The proposed methodology is first described in the acoustic domain to invert acoustic impedance models from full-stack seismic data. Next, it is generalized for the elastic domain to invert P-wave velocity, S-wave velocity and density models from pre-stack seismic data. Finally, we show that the proposed methodology can be further extended to perform petrophysical seismic inversion in a simultaneous workflow. The method was tested on a synthetic case and successfully applied to a real three-dimensional case from a Brazilian reservoir. The inverted models are compared to those obtained from a full iterative geostatistical seismic inversion. The proposed methodology allows retrieving similar models but has the advantage of generating alternative solutions in greater numbers, providing a larger exploration of the model parameter space in less time than the geostatistical seismic inversion.

[pt] A degradação da qualidade do áudio pode ter muitas causas. Para aplicações musicais, esta fragmentação pode levar a experiências altamente desagradáveis. Algoritmos de restauração podem ser empregados para reconstruir partes do áudio de forma semelhante à reconstrução da imagem, em uma abordagem chamada Audio Inpainting. Os métodos atuais de última geração para Audio Inpainting cobrem cenários limitados, com janelas de intervalo bem definidas e pouca variedade de gêneros musicais. Neste trabalho, propomos um método baseado em aprendizado profundo para Audio Inpainting acompanhado por um conjunto de dados com condições de fragmentação aleatórias que se aproximam de situações reais de deficiência. O conjunto de dados foi coletado utilizando faixas de diferentes gêneros musicais, o que proporciona uma boa variabilidade de sinal. Nosso melhor modelo melhorou a qualidade de todos os gêneros musicais, obtendo uma média de 13,1 dB de PSNR, embora tenha funcionado melhor para gêneros musicais nos quais os instrumentos acústicos são predominantes. / [en] Audio quality degradation can have many causes. For musical applications, this fragmentation may lead to highly unpleasant experiences. Restoration algorithms may be employed to reconstruct missing parts of the audio in a similar way as for image reconstruction - in an approach called audio inpainting. Current state-of-theart methods for audio inpainting cover limited scenarios, with well-defined gap windows and little variety of musical genres. In this work, we propose a Deep-Learning-based (DLbased) method for audio inpainting accompanied by a dataset with random fragmentation conditions that approximate real impairment situations. The dataset was collected using tracks from different music genres to provide a good signal variability. Our best model improved the quality of all musical genres, obtaining an average of 13.1 dB of PSNR, although it worked better for musical genres in which acoustic instruments are predominant.

[pt] Modelos de Aprendizado Profundo para classificação de imagens alcançaram o estado da arte em um vasto campo de aplicações. Entretanto, é frequente deparar-se com amostras ruidosas, isto é, amostras contendo rótulos incorretos, nos conjuntos de dados provenientes de aplicações do mundo real. Quando modelos de Aprendizado Profundo são treinados nestes conjuntos de dados, a sua performance é prejudicada. Modelos do estado da arte, como Co-teaching+ e Jocor, utilizam a técnica Small Loss Approach (SLA) para lidar com amostras ruidosas no cenário multiclasse. Nesse trabalho, foi desenvolvido uma nova técnica para lidar com amostras ruidosas, chamada Recovering Discarded Samples (RDS), que atua em conjunto com a SLA. Para demostrar a eficácia da técnica, aplicou-se o RDS nos modelos Co-teaching+ e Jocor resultando em dois novos modelos RDS-C e RDS-J. Os resultados indicam ganhos de até 6 por cento nas métricas de teste para ambos os modelos. Um terceiro modelo chamado RDS-Contrastive também foi desenvolvido, este modelo superou o estado da arte em até 4 por cento na acurácia de teste. Além disso, nesse trabalho, expandiu-se a técnica SLA para o cenário multilabel, sendo desenvolvido a técnica SLA Multilabel (SLAM). Com essa técnica foi desenvolvido mais dois modelos para cenário multilabel com amostras ruidosas. Os modelos desenvolvidos nesse trabalho para multiclasse foram utilizados em um problema real de cunho ambiental. Os modelos desenvolvidos para o cenário multilabel foram aplicados como solução para um problema real na área de óleo e gás. / [en] Deep Learning models designed for image classification have consistently achieved state-of-the-art performance across a plethora of applications. However, the presence of noisy samples, i.e., instances with incorrect labels, is a prevalent challenge in datasets derived from real-world applications. The training of Deep Learning models on such datasets inevitably compromises their performance. State-of-the-art models, such as Co-teaching+ and Jocor, utilize the Small Loss Approach (SLA) technique to handle noisy samples in a multi-class scenario. In this work, a new technique named Recovering Discarded Samples (RDS) was developed to address noisy samples, working with SLA. To demonstrate the effectiveness of the technique, RDS was applied to the Co-teaching+ and Jocor models, resulting in two new models, RDS-C and RDS-J. The results indicate gains of up to 6 percent in test metrics for both models. A third model, named RDS-Contrastive, was also developed, surpassing the state-of-the-art by up to 4 percent in test accuracy. Furthermore, this work extended the SLA technique to the multilabel scenario, leading to the development of the SLA Multilabel (SLAM) technique. With this technique, two additional models for the multilabel scenario with noisy samples were developed. The models proposed in this work for the multiclass scenario were applied in a real-world environmental solution, while the models developed for the multilabel scenario were implemented as a solution for a real problem in the oil and gas industry.

[pt] O problema de Districting-and-routing é um problema estratégico no qual porções geográficas devem ser agregadas em regiões de entrega, e cada região de entrega possui um custo de roteamento estimado. Seu objetivo é de minimizar esses custos, além de garantir a divisão da região em distritos. A simulação para obter uma boa aproximação é muito custosa computacionalmente, enquanto mecanismos como buscas locais exigem que esse cálculo seja feito de forma muito eficiente, tornando essa estratégia de aproximação inviável para uma solução metaheurística. Grande parte das soluções existentes para esse problema utilizam de formulas de aproximação contínua para mensurar os custos de roteamento, funções essas que são rápidas de serem calculadas porém cometem erros significativos. Em contraste, propomos uma Rede Neural em Grafo (Graph Neural Network - GNN) que é usada como oráculo por um algoritmo de otimização. Nossos experimentos computacionais executados com dados de cidades do Reino Unido mostram que a GNN é capaz de produzir previsões de custos mais precisas em tempo computacional aceitável. O uso desse estimator na busca local impacta positivamente a qualidade das soluções, levando a uma economia de 10,35 por cento no custo de entrega estimado em relação a função Beardwood, que é comumente usada nesse cenários, e ganhos similares em comparação com outros métodos de aproximação. / [en] The districting-and-routing problem is a strategic problem in which basic geographical units (e.g., zip codes) should be aggregated into delivery regions, and each delivery region is characterized by a routing cost estimated over an extended planning horizon. The objective is to minimize the expected routing costs while ensuring regional separability through the definition of the districts. Repeatedly simulating routing costs on a set of scenarios while searching for good districts can be computationally intensive, so existing solution approaches for this problem rely on approximation functions. In contrast, we propose to rely on a graph neural network (GNN) trained on a set of demand scenarios, which is then used within an optimization approach to infer routing costs while solving the districting problem. Our computational experiments on various metropolitan areas show that the GNN produces accurate cost predictions. Moreover, using this better estimator during the search positively impacts the quality of the districting solutions and leads to 10.35 percent delivery-cost savings over the commonly-used Beardwood estimator and similar gains compared to other approximation methods.