A crescente preocupaÃÃo com a seguranÃa da informaÃÃo em redes de computadores à responsÃvel por produzir constantemente novas formas de defender as mesmas. Dentro desse contexto, o desenvolvimento de novas formas de detecÃÃo de intrusÃo assume um papel muito importante na proteÃÃo das informaÃÃes. Os sistemas de detecÃÃo de intrusÃo precisam ser eficientes e ao mesmo tempo nÃo devem sobrecarregar a rede ou a capacidade de processamento dos nÃs que a compÃem. Com o objetivo de ser eficiente, um sistema deve basear as suas decisÃes em tantas fontes de informaÃÃo quanto forem possÃveis e organizar o conhecimento de forma que permita uma comunicaÃÃo funcional entre essas fontes. Este trabalho descreve a proposta de uma arquitetura de um Sistema de DetecÃÃo de IntrusÃo DistribuÃdo que utiliza agentes mÃveis e uma ontologia para o compartilhamento da informaÃÃo. Os agentes mÃveis proporcionam uma maneira prÃtica de distribuir o processo de detecÃÃo, possibilitando cooperaÃÃo ponto a ponto entre os nÃs da rede sem gerar muito trÃfego adicional. A ontologia fornece uma maneira organizada de armazenar e compartilhar o conhecimento. A arquitetura proposta foi implementada utilizando a linguagem de programaÃÃo Java e o framework JADE e foi montado um laboratÃrio de testes para verificar o funcionamento do sistema. Os resultados obtidos com os testes confirmaram que uma arquitetura distribuÃda multi-agentes que faz uso de uma ontologia pode ser eficiente na detecÃÃo de ataques a redes e sistemas. / The growing concern about information security in computer networks is responsible for constantly producing new ways to defend them. Within this context, the development of new ways of intrusion detection plays an important role in protecting the information. Detection systems must be efficient and, at the same time, must not overload the network or the processing capabilities of the nodes within it. In order to be effective, a system must base its decisions on as many sources of information as possible and organize knowledge in a way that allows a functional communication between those sources. This dissertation describes the proposal for a Distributed Intrusion Detection System architecture that uses mobile agents and an ontology for information sharing. Mobile agents provide a convenient way to distribute the detection process, enabling peer to peer cooperation between network nodes without generating much additional traffic. The ontology provides an organized way of storing and sharing knowledge. The proposed architecture has been implemented using the Java programming language and JADE framework and a test laboratory has been assembled to verify the operation of the system. The tests results confirmed that a distributed multi-agent architecture that uses an ontology can be effective in detecting attacks on networks and systems.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Although the complexities of many tasks encountered in modern societies require the join effort of groups of people in order to be accomplished, cooperative work is still a difficult job. Usually the difficulties arise due to lack of appropriate coordination, poor definition of the context in which the activities are to be performed individually or in group; thus, generating redundancies, inconsistencies and contradictions within the workgroup. In order to overcome these problems, a new field of research, called Computer Supported Cooperative Work (CSCW), was created to seek means of properly supporting work groups. Despite the favorable results achieved by CSCW, thus far, tools that provide a high level of interaction among the group members and the leaders of sub-groups are still not satisfactory. The use of virtual reality within cooperative systems allows the interactions among participants to be highly spontaneous, because, in virtual environments, communication by means of image, text and audio is possible. The Collaborative Virtual Environments (CVEs), which employ shared virtual reality technology, have proved to possess great potential for collaborative work. Therefore, collaborative virtual environments have been developed taking into consideration the results obtained by CSCW research. Nonetheless, developing CVEs is complicated, since they demand a great deal of resources, and need to incorporate concepts and recommendations from several research fields, such as Virtual Reality (VR), Computer Supported Cooperative Work and l Distributed Computing. The main objective of this dissertation is to design a generic architecture (CRAbCVE) for allowing distribution of several collaborative virtual environments within a network of servers on the Internet. This architecture defines specialized components, capable of distributing the processing that takes place in the CVE, thus obtaining a great computational power at low costs. Another important objective is the specification of a Model of Authorship in CVEs (MAC) for helping to integrate the CRAbCVE architecture into the framework of collaborative work. All models proposed herein have been incorporated into a prototype system and a simple case study has been analyzed. / A complexidade das tarefas do mundo atual requer cada vez mais a cooperaÃÃo das pessoas para sua execuÃÃo. Entretanto cooperar nÃo à uma tarefa fÃcil, e, muitas vezes, por falta de coordenaÃÃo adequada ou por uma definiÃÃo pobre do contexto em que as atividades dos participantes individualmente ou do grupo serÃo realizadas, sÃo geradas redundÃncias, inconsistÃncias e contradiÃÃes dentro do trabalho em grupo. Para evitar esses problemas, a Ãrea de CSCW (Computer Supported Cooperative Work) vem buscando meios de suportar adequadamente o trabalho em equipe. Apesar dos bons resultados alcanÃados pela Ãrea de CSCW, o principal obstÃculo enfrentado pelos seus desenvolvedores à fornecer interatividade a suas aplicaÃÃes. O uso de realidade virtual em sistemas cooperativos permite aos participantes interagirem com o mais alto grau de naturalidade, pois atravÃs do ambiente virtual à possÃvel a comunicaÃÃo por meio de imagem, texto e Ãudio. Os CVEs (Collaborative Virtual Environments) fazem uso da tecnologia de realidade virtual distribuÃda e apresentam grande potencial para o suporte ao trabalho colaborativo. Por conseguinte, esses ambientes virtuais colaborativos tÃm sido desenvolvidos, levando em consideraÃÃo os resultados obtidos na Ãrea de CSCW. Entretanto, desenvolver CVEs à uma tarefa complicada, pois eles sÃo grandes consumidores de recursos, e precisam incorporar conceitos e recomendaÃÃes de vÃrias Ãreas de pesquisa, como a de Realidade Virtual (RV), a de Trabalho Colaborativo Assistido por Computador (CSCW) e a de Sistemas Computacionais DistribuÃdos. O principal objetivo dessa dissertaÃÃo à a definiÃÃo de uma arquitetura de uso genÃrico, a CRAbCVE, projetada para viabilizar vÃrios Ambientes virtuais colaborativos (CVEs) distribuÃdos em uma rede de servidores na Internet. Essa arquitetura define componentes especializados, capazes de distribuir, atravÃs da Internet, o processamento de todo o CVE; obtendo-se, assim, um grande poder computacional a um baixo custo. Outro importante objetivo à a definiÃÃo do modelo MAC (Modelo de Autoria em CVEs), que visa auxiliar o emprego da arquitetura CRAbCVE no trabalho colaborativo. Os modelos propostos foram incorporados em um sistema protÃtipo e um estudo de caso simples foi analisado.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / A computaÃÃo mÃvel tem se destacado na Ãrea educacional como uma tecnologia inovadora. O termo Mobile Learning ou m-Learning tem sido empregado para tratar da utilizaÃÃo de dispositivos de comunicaÃÃo sem fio, de forma transparente e com alto grau de mobilidade, como parte de um modelo de aprendizado integrado. EducaÃÃo pode ser vista como um processo de exploraÃÃo, descoberta e construÃÃo de conhecimento, atravÃs de ambientes tridimensionais. Quando sÃo projetadas aplicaÃÃes educacionais para dispositivos mÃveis com recursos tridimensionais, uma sÃrie de questÃes desafiadoras emergem: Como produzir um cenÃrio 3D motivador, juntamente com imagens e informaÃÃes nas reduzidas telas dos telefones celulares? Como possibilitar formas de interaÃÃo eficientes? Como contornar a limitaÃÃo de memÃria e processamento dos dispositivos mÃveis? Nesta dissertaÃÃo, Ã apresentado um framework para construÃÃo de aplicaÃÃes educacionais em dispositivos mÃveis com recursos de realidade virtual: o VirTraM. Este framework facilita o desenvolvimento de aplicaÃÃes, ao permitir que o programador trabalhe com menos elementos e abstraia-se dos detalhes de implementaÃÃo para concentrar-se nos aspectos relacionados ao treinamento. Para a validaÃÃo do VirTraM, foram desenvolvidos dois estudos de caso que demonstram caracterÃsticas como interatividade, usabilidade e portabilidade, alÃm de possibilitar uma experimentaÃÃo da integraÃÃo das tecnologias de computaÃÃo mÃvel e realidade virtual. Uma aplicaÃÃo, construÃda a partir do VirTraM, fornece ao usuÃrio uma ferramenta inovadora e interativa para auxiliÃ-lo com informaÃÃes complementares no momento e no local em que ele precisar. Dentre os benefÃcios das aplicaÃÃes baseadas no VirTraM destacam-se: apoiar e motivar o aprendizado; melhorar a compreensÃo sobre determinados objetos; permitir a simulaÃÃo e a anÃlise de experiÃncias em campo; possibilitar a demonstraÃÃo do funcionamento de equipamentos; e fornecer meios para o desenvolvimento de mÃtodos inovadores de ensino e de treinamento. / Mobile computing has emerged as an innovative technology for education. For example, a new terminology, called Mobile Learning or m-Learning, has been introduced to designate the use, in a transparent way and with a high mobility degree, of devices with wireless communication, as part of a model of integrated learning, On the other hand, education can be also seen as a process of exploration, discovery and construction of knowledge, using three-dimensional environments. However, different challenges are faced when designing educational applications for mobile devices with three-dimensional resources, such as: How to produce a 3D scenario together with images and information in the reduced screens of cellular phones? How to make possible efficient ways of interaction? How to overcome the limitation of memory and processing of the mobile devices? In this master's thesis, a framework for the development of educational applications with virtual reality resources in mobile devices is introduced, called VirTraM. This framework facilitates the development of such applications, allowing a programmer to work with little elements, abstracting the implementation details and emphasing the aspects concerning the training. For the validation of VirTraM, two case studies have been developed. These case studies demonstrate such characteristics as interaction, usability and portability, besides making possible the integration of mobile computing and virtual reality technologies. An application, constructed from VirTraM, offers to the user an innovative and interactive tool to help with complementary information at the moment and place where his necessary. Amongst the benefits of the applications based on VirTraM, the following are distinguished: to support and to motivate the learning; to improve the understanding on definitive objects; to allow the simulation and analysis of experiences in the field; to make possible the demonstration of the equipment execution; and to provide ways for the development of innovative methods of education and training.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A construÃÃo de novas aplicaÃÃes voltadas à ComputaÃÃo de Alto Desempenho (CAD) tÃm exigido ferramentas que conciliem um alto poder de abstraÃÃo e integraÃÃo de software. Dentre as soluÃÃes apresentadas pela comunidade cientÃfica estamos particularmente interessados naquelas baseadas em tecnologia de componentes. Os componentes tÃm sido usados para abordar novos requisitos de aplicaÃÃes de alto desempenho, entre as quais destacamos: interoperabilidade, reusabilidade, manutenibilidade e produtividade. As abordagens das aplicaÃÃes atuais baseadas em tecnologia de componentes, no entanto, nÃo conseguem abstrair formas mais gerais de paralelismo de maneira eficiente, tornando ainda o processo de desenvolvimento difÃcil, principalmente se o usuÃrio for leigo no conhecimento das peculiaridades de arquiteturas de computaÃÃo paralela. Um tempo precioso, o qual deveria ser utilizado para a soluÃÃo do problema, à perdido na implementaÃÃo eficiente do cÃdigo de paralelizaÃÃo. Diante desse contexto, esta dissertaÃÃo apresenta o HPE (Hash Programming Environment), uma soluÃÃo baseada no modelo # de componentes paralelos e na arquitetura Hash. O HPE define um conjunto de espÃcies de componentes responsÃveis pela construÃÃo, implantaÃÃo e execuÃÃo de programas paralelos sobre clusters de multiprocessadores. A arquitetura Hash à constituÃda de trÃs mÃdulos distintos: o Front-End, o Back-End e o Core. A contribuiÃÃo principal deste trabalho reside na implementaÃÃo de um Back-End, como uma plataforma de componentes paralelos que estende o Mono, plataforma de componentes de cÃdigo aberto baseado no padrÃo CLI (Common Language Interface). Feito isso, unimos o back-End Ãs implementaÃÃes jà existentes do Front-End e do Core, ambos em java e sobre a plataforma de desenvolvimento Eclipse, atravÃs de serviÃos web (web service). Ao final, apresentaremos um pequeno teste de conceito, construÃdo por um programa paralelo construÃdo a partir de componentes #, segundo as premissas e conceitos apresentados neste trabalho. / The development of new High Performance Computing (HPC) application has demanded a set of tools for reconciling high level of a abstraction with software integration. In particular, we are interested in component-based solutions presented by the scientific community in the last years. Components have been applied to meet new requirements of high performance application such as: interoperability, reusability, maintainability and productivity. Recent approaches for component based development time in HPC context, however, have not reconciled more expressive ways for parallel programming and efficiency. Unfortunately, this issue increases the software development time and gets worse when user have poor knowledge of architectural details of parallel computers and of requirements of applications. Precious time is lost optimizing parallel code, probably with non-portable results, instead of being applied to the solutions of the problem. This dissertation presents the Hash Programming Environment (HPE), a solution based on the # (reads "Hash") Component Model and on the Hash Framework Architecture. HPE defines a set of component kinds for building, deploying and executing parallel programs targeted at clusters of multiprocessors. The Hash Framework Architecture has three loosely coupled modules: the Front-End, the Back-End and the Core. The main contribution of this work is the implementation of the Back-End and the Core. The main contribution of this work is the implementation of the Back-End, since we have an early version of the Front-End and Core, both developed in Java on top of the Eclipse Platform. The Back-End was implemented as a parallel extension of a Mono, an open source component platform based on CLI (Common Language Interface) standard. Once independently done, we bound all the modules together, using web services technology. For evaluating the proposed Back-End, we have developed a small conceptual test application, composed by # components.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2017-09-27T13:26:55Z No. of bitstreams: 1 DissJM.pdf: 2673232 bytes, checksum: a6b6389e9d32ab31c83fab91fa0abc4c (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (producaointelectual.bco@ufscar.br) on 2017-10-31T16:46:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJM.pdf: 2673232 bytes, checksum: a6b6389e9d32ab31c83fab91fa0abc4c (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (producaointelectual.bco@ufscar.br) on 2017-10-31T16:46:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJM.pdf: 2673232 bytes, checksum: a6b6389e9d32ab31c83fab91fa0abc4c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-31T16:47:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJM.pdf: 2673232 bytes, checksum: a6b6389e9d32ab31c83fab91fa0abc4c (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Não recebi financiamento / Since its conception Software Definined Network had a great growth and adoption in several areas, exploring and expanding more and more forms to use this technology. For development of an application using OpenFlow protocol, some resources are needed as assets that support it, controller and test environments that can be used as emulated, simulated or even scheduling resources in a testbed. This work aims to explore the differences of implementation and tradeoff between these well-known environments and the trade, pointing numbers that are interesting to choose a method. The environments are comparable in performances with links of low data transmission like 100MB and 1GB however it has a significant difference in with links of 10GB, besides differences of modeling and particular use of each one. / Desde sua concepção Redes Definidas por Software teve um grande crescimento e adoção em diversas áreas, explorando e expandindo cada vez mais as formas de utilização dessa tecnologia. Para desenvolver uma aplicação utilizando o protocolo OpenFlow são necessários recursos que possuem suporte para tal, controlador e ambiente de testes sendo que estes podem ser emulados, simulados ou mesmo com a reserva de uma testbed. Este trabalho procura explorar as diferenças de implementação e o tradeoff entre esses ambientes bem conhecidos, apontando números que sejam interessantes na hora da escolha de qual método utilizar. Os ambientes se mostram equiparáveis em desempenho com links de baixa transmissão de dados como 100MB e 1GB, porém tem uma diferença significativa em relação a links de 10GB, além de diferenças de modelagem e uso particulares de cada um.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O decaimento radioativo é um fenômeno físico que pode ser modelado através de recursos computacionais simples, utilizando os aspectos das duas grandes escolas de modelagem matemática: a escola determinística e a escola probabilística. Neste trabalho, estaremos focados na escola determinística. A modelagem matemática caracteriza-se por um problema de valor inicial com uma cadeia simples ou composta de decaimentos radioativos de acordo com a história de um núcleo atômico-pai decair para um núcleo-filho, que é radioativamente estável ou não. Descrevemos nesta dissertação um aplicativo computacional (um software) que modela o decaimento radioativo simples, i.e. , decaimento para núcleos estáveis, e decaimento em cadeia diretamente acoplada. Implementamos neste aplicativo computacional um método analítico fundamentado na Transformada de Laplace usando uma plataforma computacional livre (Scilab). Para tanto, aplicamos uma formulação matricial e uma técnica de diagonalização por transformação de similaridade, onde propomos uma forma de construção ao da matriz diagonalizante e de sua inversa, que são necessárias. Apresentamos resultados numéricos para três problemas-modelos típicos. / Radioactive decay is a physical phenomenon that can be modeled by simple computational techniques, using aspects of the two main schools of mathematical modeling: the deterministic school and the probabilistic school. In this work, we focus on the deterministic school. The mathematical model is characterized by an initial value problem with a single or coupled chain of radioactive decays according to the history of an atomic nucleus to decay to a daughter-atomic nucleus, that is stable or not. In this dissertation we describe a computer software modeling simple radioactive decays, i.e., decays to stable nuclei and directly coupled decay chains that we developed on a free platform. To achieve this goal, we used a matrix formulation and a diagonalization technique by means of similarity transformation, where we introduced a general form of constructing the diagonalizer matrix and its inverse, that are needed. We present numerical results for three typical problems.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:03:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissVGM.pdf: 1726321 bytes, checksum: 77824044c07dfd3881c733be7febdca5 (MD5) Previous issue date: 2006-08-17 / This work presents a modeling of a data base and the process created for its instantiation with the objective to store the information necessary for the application of a new form of attainment of regions of contiguous genes that had conserved its contents, order and functions between some species of organisms prokaryotes during the evolutionary process, in order to make possible the prediction of genes and unknown proteins being based on existing information already. It also presents a tool of consultations created to make possible to the user the access to this information. / Este trabalho apresenta uma modelagem de um banco de dados e o processo criado para sua instanciação com o objetivo de armazenar as informações necessárias para a aplicação de uma nova forma de obtenção de regiões de genes contíguos que conservaram seus conteúdos, ordem e funções entre várias espécies de organismos procariontes durante o processo evolutivo, a fim de possibilitar a predição de genes e proteínas desconhecidas baseando-se em informações já existentes. Apresenta também uma ferramenta de consultas criada para viabilizar ao usuário o acesso a estas informações.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissED.pdf: 797835 bytes, checksum: 2cb1cf03ad0e87b75038c325d0b2f91c (MD5) Previous issue date: 2004-02-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / An integrated caching and prefetching mechanism for a parallel network file system has the potential to improve both the speed and performance of I/O operations. Different cache policies and algorithms can be used in the system. Different prefetching mechanisms can also be used in the system. The performance of the I/O operations can also be influenced by other techniques, such as the assynchronous write, cache consistency and cache space organization and distribution. This work presents the implementation of an integrated caching and prefetching architecture, intended to be used in distributed file systems. Also, this work elaborates an adaptive access pattern discovery algorithm to be used in prefetching mechanisms, denominated CPS, and two prefetching strategies, called prefetch-on-empty and limited aggressive. As the case studies, this work presents two multimedia servers a on-demand multimedia server, and a streaming media server. The influence of the proposed cache and prefetching mechanisms on tested applications is discussed. This work presents and discusses the functionality of integrated caching and prefetching mechanisms, benchmarking the implemented algorithms and overviewing the influence of chosen policies on the applications behavior. / Um mecanismo integrado de cache e prefetching para um sistema de arquivos paralelos em rede tem o potencial para aumentar a velocidade e o desempenho das operações de entrada e saída de dados. Vários tipos de cache, com políticas e algoritmos variados, podem ser empregados. Além disto, mecanismos distintos de prefetching de dados podem ser utilizados. Outras técnicas, como a escrita assíncrona, a manutenção da consistência do cache e a organização e distribuição do espaço no cache também podem influenciar no desempenho destas operações. Este trabalho apresenta a implementação de uma arquitetura integrada de mecanismos de cache e prefetching para sistemas de arquivos distribuídos. Além disto, este trabalho elabora um algoritmo adaptativo de determinação do padrão de acesso para ser utilizado em mecanismos de prefetching, CPS, e duas estratégias de prefetching, denominadas prefetch-on-empty e limited aggressive. Como estudos de caso, o trabalho apresenta dois servidores multimídia um servidor de arquivos multimídia on-demand, e um servidor de mídia contínua (streaming). A in- fluência dos mecanismos propostos nos aplicativos estudados é discutida. O trabalho apresenta e discute a funcionalidade dos mecanismos integrados de cache e prefetching, avaliando os algoritmos implementados e a influência da escolha das políticas adequadas no funcionamento de aplicações do usuário.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3084.pdf: 2459984 bytes, checksum: abfea0544b9a95b4c7637f44d42c951e (MD5) Previous issue date: 2007-08-01 / In the ongoing informatics context, applications oriented technologies that envisage computational power is leading to the Development of distributed cooperative and shared systems known as Computational Grid. The accelerated growing of Computer networks and its interconnecting communications means make viable the use of such systems that aims to occupy its machines idle time with the objective of providing a high distributed computational power. Facing this, several researches in Computer Sciences has been conducted and developed exhaustively, one of it is the P2PGrid (1) which is based on a infrastructure Development to support computational grid creation through distributed resource sharing via mechanisms that make this infrastructure transparent. As computational grid reach its objectives of high computational power through Computer networks idle resource sharing , the need of a high computational power at low costs stimulates new Research projects and computational systems Development to attend this definition. The use of Portals as middleware mechanisms between the User and Grid is becoming ever more common, preserving the grid transparency and integrity. This work aims to create a Portal to the P2P Grid environment that could meet the existing standards besides bringing new approaches and concepts for job submission Management, performance and security. Also, a users credentialing and authenticating mechanisms implementation is proposed. Such proposals aim to power-up the control and security levels when using the P2P Grid as well as to facilitate its Access and utilization. / No atual contexto da informática, tecnologias voltadas para aplicações que visam ao poder computacional levaram ao desenvolvimento de Sistemas Distribuídos, cooperativos e compartilhados, também conhecidos como grades computacionais. O crescimento acelerado das redes de computadores e dos meios de comunicação que as interligam favorecem o uso desses sistemas que visam a ocupar o tempo ocioso dos recursos das máquinas que a elas pertencem, com a finalidade de prover um alto poder computacional distribuído. Em face disso, diversas pesquisas nas mais diferentes áreas da Ciência da Computação têm sido estudadas e implementadas exaustivamente, uma delas é o P2PGrid (1) o qual se baseia no desenvolvimento de uma infra-estrutura de suporte para a criação de Grades Computacionais através do compartilhamento de recursos, utilizando mecanismos que tornem transparente a existência dessa infra-estrutura. A utilização de Portais como mecanismos mediadores entre os usuários da grade e a própria grade vem se tornando cada vez mais comum, preservando a transparência e integridade da mesma. Este trabalho visa o desenvolvimento de um gerador de Portais baseado em componentes utilizando-o para a construção de um Portal para o P2PGrid que atenda aos padrões já existentes de Portais, além de trazer novas abordagens e conceitos para a gerência, desempenho e segurança na submissão de jobs no P2PGrid. Em adição ao portal, visando promover uma grade computacional gerenciável e segura, este trabalho apresenta a implementação de um mecanismo de credenciamento de nodos e usuários e um mecanismo de autenticação de nodos distribuídos. Tais propostas visam a aumentar o controle e o nível de segurança na utilização do P2PGrid, bem como facilitar o seu acesso e utilização.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4062.pdf: 6681415 bytes, checksum: a7a3026e7503e7ff3dfb43d2972d8583 (MD5) Previous issue date: 2011-08-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / Computed tomography has been widely used for medical diagnosis, since it allows viewing of internal parts of a body without overlapping structures. However, recent studies indicate a certain risk of cancer to the patients who undergo this type of examination due the radiation dose to which they are exposed. The purpose of this work is to develop new _ltering techniques in the CT image space, in order to provide a better quality to the images acquired with low radiation exposure to the patient. For noise reduction, a new denoising technique is developed based on a pointwise Maximum a Posteriori (MAP). The noise is considered Gaussian with zero mean, as observed experimentally, and the variance is estimated considering two cases: signaldependent noise and signal-independent noise. For the a priori density of the signal, we used di_erent non-negative probability densities (re_ecting the fact the pixels of an image are non-negative). In another approach, the histogram of the images were segmented into unimodal parts and each segment was _ltered using the _lter based on the MAP criterion with the a priori density that best _ts it. After _ltering, the evaluation of the method is performed using the following criteria: Mean Square Error, Improvement in Signal to Noise Ratio, Universal Image Quality Index and Structural Similarity Index. The 2D _ltering results are compared with the results obtained by pointwise Wiener _lter. / A tomogra_a computadorizada vem sendo amplamente utilizada para o diagnóstico médico, por permitir a visualização de regiões internas de um corpo sem a sobreposição de estruturas. Porém, estudos recentes apontam um certo risco de câncer ao paciente que passa por esse tipo de exame, devido à dose de radiação à qual o mesmo é exposto. A proposta desse trabalho é o desenvolvimento de novas técnicas de _ltragem para o domínio 2D das imagens de tomogra_a computadorizada, com o objetivo de proporcionar boa qualidade às imagens adquiridas com baixa exposição de radiação ao paciente. Para a redução do ruído, é desenvolvida uma nova técnica baseada no critério Maximum a Posteriori (MAP). O ruído é considerado gaussiano com média nula, como observado experimentalmente, e a variância é estimada considerando dois casos: ruído dependente e ruído independente do sinal. Para a densidade a priori do sinal, são utilizadas diferentes densidades de probabilidade de_nidas na semi-reta não negativa (re_etindo o fato de os pixels de uma imagem serem não-negativos). Em outra abordagem, o histograma das imagens foi segmentado em partes unimodais e cada segmento foi _ltrado utilizando o _ltro baseado no critério MAP com a densidade a priori que melhor se ajusta ao mesmo. Após a _ltragem, a avaliação do método é realizada através dos seguintes critérios: Mean Square Error, Improvement in Signal to Noise Ratio, Universal Image Quality Index e Structural Similarity Index. Os resultados da _ltragem 2D são comparados com os resultados obtidos pelo _ltro de Wiener Pontual.