[pt] No presente trabalho apresentamos um estudo de curvas silhuetas discretas sobre alguns tipos particulares de malhas, com o objetivo de avaliar propriedades dessas curvas. Nosso objeto de estudo são malhas quadrangulares, ou seja, onde todas as faces sejam quadriláteros e também sejam planares. Em particular dois tipos de malhas são discutidas: circular e cônica. Essas malhas são particularmente interessantes em arquitetura para modelagem de estrutura de vidros. A geração das malhas é feita aplicando-se um processo de otimização e em seguida, sobre essas malhas, definimos curvas discretas como candidatas a silhuetas e buscamos medidas de qualidade para essas curvas. / [en] In this work we study discrete silhouette curves on Planar Quad meshes (PQ meshes), with the objective of evaluate some properties of these curves. PQ meshes correspond to planar quadrilaterals meshes, and our interest is focused particularly on two kinds of meshes: Conical and Circular. They are interesting in architecture for design with glass structures. An optimization process is applied for the mesh generation and we follow defining discrete curves on the meshes to obtain silhouette and to measure their quality.

Orientadores: Roberto de Alencar Lotufo, Michel Couprie / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T12:59:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Saude_AndreVital_D.pdf: 1866309 bytes, checksum: 4e4c6c725d272926c947e524bde15019 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A extração de esqueletos Euclidianos é uma tema de grande importância na área de processamento de imagens e tem sido discutido pela comunidade científica já há mais de 20 anos. Hoje é consenso que os esqueletos Euclidianos devem ter as seguintes características: ï¬?nos, centrados, homotópicos e reversíveis, i.e., suficientes para a reconstrução do objeto original. Neste trabalho, introduzimos o Eixo Mediano Euclidiano Exato em Resolução Aumentada -HMA, com o objetivo de obter um eixo mediano mais ï¬?no do que o obtido pela definição clássica. Combinando o HMA com um eï¬?ciente algoritmo de afinamento paralelo homotópico, propomos um esqueleto Euclidiano que é centrado, homotópico, reversível e mais ï¬?no que os já existentes na literatura. O esqueleto proposto tem a particularidade adicional de ser único e independente de decisões arbitrárias. São dados algoritmos e provas, assim como exemplos de aplicações dos esqueletos propostos em imagens reais, mostrando as vantagens da proposta. O texto inclui também uma revisão bibliográfica sobre algoritmos de transformada de distância, eixo mediano e esqueletos homotópicos / Abstract: The extraction of Euclidean skeletons is a subject of great importance in the domain of image processing and it has been discussed by the scientiï¬?c community since more than 20 years.Today it is a consensus that Euclidean skeletons should present the following characteristics: thin, centered, homotopic and reversible, i.e., sufï¬?cient for the reconstruction of the original object. In this work, we introduce the Exact Euclidean Medial Axis in Higher Resolution -HMA, with the objective of obtaining a medial axis which is thinner than the one obtained by the classical medial axis deï¬?nition. By combining the HMA with an efï¬?cient parallel homotopic thinning algorithm we propose an Euclidean skeleton which is centered, homotopic, reversible and thinner than the existing similars in the literature. The proposed skeleton has the additional particularity of being unique and independent of arbitrary choices. Algorithms and proofs are given, as well as applicative examples of the proposed skeletons in real images, showing the advantages of the proposal. The text also includes an overview on algorithms for the Euclidean distance transform algorithms, the medial axis extraction, as well as homotopic skeletons / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Sueli Irene Rodrigues Costa, João Eloir Strapasson / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-24T22:37:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Campello_A._D.pdf: 21969130 bytes, checksum: 2383d030b9ec589aaedae38670dbb458 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O conteúdo desta tese reside na interface entre Matemática Discreta (particularmente reticulados) e Teoria da Informação. Dividimos as contribuições originais do trabalho em quatro capítulos, de modo que os dois primeiros são relativos a resultados teóricos acerca de duas importantes classes de reticulados (os reticulados q-ários e os reticulados projeção), e os dois últimos referem-se a aplicações em codificação contínua fonte-canal. Nos primeiros capítulos, exibimos resultados sobre decodificação de reticulados q-ários e sobre ladrilhamentos associados a códigos corretores de erros perfeitos na norma l_p. No que tange a reticulados projeção, nossas contribuições incluem o estudo de sequências de projeção de um dado reticulado n-dimensional convergindo para qualquer reticulado k-dimensional fixado, k < n, incluindo uma análise de convergência de tais sequências. Esses novos resultados relativos a projeções estendem e aprimoram recentes trabalhos no tema e são elementos de base para as aplicações consideradas no restante da tese. Nos dois últimos capítulos, consideramos o problema de transmitir uma fonte com alfabeto contínuo através de um canal gaussiano no caso em que a dimensão da fonte, k, é menor que a dimensão do canal, n. Para fontes unidimensionais, exibimos códigos baseados em curvas na superfície de toros planares com performance significativamente superior aos propostos anteriormente na literatura no que diz respeito ao erro quadrático médio atingido. Para k > 1, mostramos como aplicar projeções de reticulados para obter códigos cujo erro quadrático médio possui decaimento ótimo com respeito à relação sinal-ruído do canal (chamados de assintoticamente ótimos). Através de técnicas provenientes da bela teoria de dissecção de poliedros, apresentamos as primeiras construções de códigos assintoticamente ótimos para fontes com dimensão maior do que 1 / Abstract: The contents of this thesis lie in the interface between Discrete Mathematics (particularly lattices) and Information Theory. The original contributions of this work are organized so that the first two chapters are devoted to theoretical results on q-ary and projection lattices, whereas the last ones are related to the construction of continuous source-channel codes. In the first chapters, we exhibit results on decoding q-ary lattices and on finding tilings associated to perfect error-correcting codes in the l_p norm. Regarding projection lattices, our contributions include the study of sequences of projections of a given n-dimensional lattice converging to any k-dimensional target lattice, as well as a convergence analysis of such sequences. These new results on projections extend and improve recent works on the topic and serve as building blocks for the applications to be developed throughout the last part of the thesis. In the last two chapters, we consider the problem of constructing mappings for the transmission of a continuous alphabet source over a Gaussian channel, when the channel dimension, n, is strictly greater than the source dimension, k. For one-dimensional sources, we exhibit codes based on curves on flat tori with performance significantly superior to the previous proposals in the literature with respect to the mean squared error achieved. For k > 1, we show how to apply projections of lattices to obtain codes whose mean squared error decays optimally with respect to the signal-to-noise ratio of the channel (referred to as asymptotically optimal codes). Through techniques from the rich theory of dissections of polyhedra, we present the first constructions of provenly asymptotically optimal codes for sources with dimension greater than 1 / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Sueli Irene Rodrigues Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica. / Made available in DSpace on 2018-08-20T13:21:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tsuchiya_LucianaYoshie_M.pdf: 11296327 bytes, checksum: 3b12c518b500ac555263de03beead341 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Reticulados no 'R^n' são conjuntos discretos de pontos gerados como combinações inteiras de vetores linearmente independentes. A estrutura e as propriedades de reticulados vêm sendo exploradas em diversas áreas, dentre elas a Teoria da Informação. Neste trabalho fizemos um estudo de reticulados q-ários na métrica da soma, os quais estão relacionados aos códigos q-ários. Iniciamos com o estudo de reticulados gerais abordando questões como, densidade de empacotamento, determinação da região de Voronoi, equivalência de reticulados e processos de decodificação, fazendo um paralelo destas questões na métrica euclidiana e na métrica da soma. Em seguida, no Capitulo 2, tratamos brevemente os conceitos de códigos corretores de erros, onde os códigos q-ários estão inseridos e códigos lineares definidos sobre corpos finitos. No estudo dos códigos q-ários consideramos a distancia de Lee que e uma alternativa a usual métrica de Hamming. Por fim, no Capitulo 3, abordamos os reticulados q-ários que são obtidos a partir de códigos q-ários pelo processo conhecido como Construção A. Estudamos uma forma de se decodificar um reticulado q-ário via a Construção A, usando a decodificação do código e vice-versa e discutimos um algoritmo de decodificação (Lee Sphere Decoding) para reticulados q-ários que possuem matriz geradora de formato especial / Abstract: Lattices in 'R^n' are discrete sets of points generated as integer combinations of linearly independent vectors. The structure and properties of lattices have been explored in several areas, including Information Theory. In this work, we study q-ary lattices which are obtained from q-ary codes in the sum metric. We begin the study of general lattices, approaching topics as packing density, Voronoi regions, lattice equivalence and decoding processes, considering both the Euclidean and sum metric. In Chapter 2, we introduce some error correcting codes concepts focusing on q-ary codes and the more general class of linear codes defined over finite fields. In the study of q-ary codes, we consider the Lee distance, as an extension and alternative to the usual Hamming metric. Finally, in Chapter 3, we approach the q-ary latt ices, which are obtained from q-ary codes via the so called Construction A. We study a q-ary lattice decoding process, relate it to the associate code decoding and discuss a decoding algorithm for lattices which have special generator matrices / Mestrado / Matematica / Mestre em Matemática

Orientador: Sueli Irene Rodrigues Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-10T10:56:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Strapasson_JoaoEloir_D.pdf: 1100322 bytes, checksum: 054aeab4b36f30144155ce6b1668659a (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho está dividido em duas partes. A primeira e dedicada ao problema de encontrar o menor vetor não nulo de um reticulado. Este é um problema de alta complexidade computacional e que tem grande interesse tanto para a Teoria dos Códigos, como para diversas outras áreas. Esse mínimo está associado a performance do reticulado em termos da codificação: quanto maior for a razão entre este mínimo e o determinante do reticulado, melhor e a distribuição dos pontos no espaço (alta densidade de empacotamento). Nesta tese demos ênfase ao caso especial dos reticulados obtidos por uma projeção ortogonal do reticulado n-dimensional dos inteiros na direção de seus elementos. Tais reticulados estão associados ao problema de codificação contínua fonte/canal. Mostramos nos casos tri e quadridimensionais em que condições podemos garantir reticulados bons, ou seja, com alta densidade de empacotamento. Neste processo foram também construídos dois novos algoritmos, um para cálculo da base de Minkowski de um reticulado e outro específico para a busca da norma mínima do reticulado-projeção. Na segunda parte trabalhamos com grafos em toros planares que são quocientes de reticulados, os quais são isomorfos a grafos circulantes. Estabelecemos a conexão entre estes códigos esféricos rotulados por grupos cíclicos e códigos perfeitos na métrica de Lee. A partir de tal associação foram também obtidos resultados sobre o gênero 1 e a determinação do dos gênero de uma classe especial de grafos circulantes que tem número arbitrariamente grande de conexões (grau) / Abstract: The research developed here is related and inspired by problems in coding theory. It is presented in two parts. In the first we focus on the search for the minimum nonvanishing vector of a lattice, specially in the case of a projection of the ndimensional integer lattice in the direction of one of its vectors. This is a problem of high computational complexity which is related to the search for efficient joint sourcechannel continuous coding. In the second part we deal with flat torus graphs generated by a quotient of lattices and which are labeled by a a cyclic group of isometries. We show that any circulant graph is isomorphic to one of these graphs and hence associated to a spherical code. Through these isomorphism a complete classification of circulant graphs of genus one and the genus of an arbitrarily high order class of circulant graphs is obtained. / Doutorado / Geometria Topologia / Doutor em Matemática

Orientador : Sueli Irene Rodrigues Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-06T14:39:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Siqueira_RogerioMonteirode_D.pdf: 1994309 bytes, checksum: 7735d63966bc2d9b5c84ccac989c3289 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Códigos esféricos euclidianos com simetrias são órbitas finitas de grupos de matrizes ortogonais. Tais códigos são também conhecidos como códigos de grupo. Neste trabalho, os códigos de grupo comutativo em dimensão par são caracterizados sobre toros planos, subvariedades da esfera. Em particular, se o grupo de matrizes for cíclico, o código gerado está contido em um nó que se enrola em um tora. Se a dimensão for ímpar, todo código de grupo comutativo mora em anti-primas cujas bases estão contidas em dois toros planos. Tal caracterização permitiu a construção de limitantes para a cardinalidade destas constelações de pontos em termos da distância mínima destes códigos e da densidade de empacotamento de um reticulado associado. Utilizando o método de Biglieri e Elia, que procura o vetor inicial cujo respectivo código de grupo cíclico tem a melhor distância mínima, apresentamos também os melhores códigos de grupo cíclico em dimensão quatro até 100 pontos / Abstract: Euclidean spherical codes with symmetries are orbits of finite orthogonal matrix groups. These codes are also known as group codes. ln this work, the commutative group codes in even dimensions are viewed on flat tori, which are submanifolds of the sphere. Also, if the matrix group is cyclic, the generated code lies on a knot which wraps around a torus. If the dimension is odd, every commutative group code lies on an anti-prism whose bases are contained in two flat tori. This interpretation lead us to build upper bounds for the cardinality of these constellations involving their minimum distance and the packing density of an associated lattice. Using a method by Biglieri and Elia, which searchs the initial vector for a cyclic group in order to achieve the best minimum distance, we also present the best cyclic group codes in dimension four up to 100 points / Doutorado / Matematica / Doutor em Matemática

Orientadores: Sueli Irene Rodrigues Costa, Jose Plinio de Oliveira Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-13T23:35:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Torezzan_Cristiano_D.pdf: 2362096 bytes, checksum: 1680bc5fc7cb94a63b0b11b50ac5a1c4 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Códigos esféricos em espaços euclidianos n-dimensionais são conjuntos finitos de pontos sobre superfícies esféricas e têm sido amplamente estudados em conexão com a transmissão de sinais sobre um canal Gaussiano. Para este propósito deseja-se maximizar a distância mínima entre dois pontos quaisquer do código, o que está fortemente relacionado com o problema mais geral do empacotamento em esferas, o qual contempla aplicações em outras áreas. Na primeira parte deste trabalho estudamos códigos esféricos gerados como órbita de um vetor unitário sob a ação de um grupo comutativo de matrizes ortogonais, os denominados códigos de grupo comutativo. Propomos um método para obter o melhor código de grupo comutativo n-dimensional de ordem M, que baseia-se na associação entre tais códigos em dimensão 2k e reticulados k-dimensionais. Utilizando fatorações matriciais conhecidas, como as formas normais de Hermite e Smith, demonstramos que é possível reduzir o número de casos a serem analisados através da identificação de códigos isométricos que podem ser descartados. O problema da busca do vetor inicial ótimo para códigos de grupo comutativo é formalmente estabelecido com um problema de programação linear e utilizado em uma das etapas do método. Apresentamos resultados numéricos, incluindo tabelas com códigos de grupo comutativo ótimos em várias dimensões. Outra contribuição deste trabalho é a introdução de uma nova família de códigos esféricos, na qual os pontos são alocados sobre a superfície da esfera unitária 2k-dimensional em camadas de toros planares. Em cada uma das camadas deste código, pode-se estabelecer um código de grupo para a geração dos sinais e utilizar os resultados acima mencionados. Além de limitantes, inferior e superior, para o número de pontos, um método para construção destes códigos é apresentado explicitamente e alguns exemplos são construídos. Os resultados mostram que tais códigos têm desempenho comparável aos melhores códigos esféricos estruturados conhecidos, com destaque para uma potencial vantagem no processo de codificação/decodificação, decorrente da homogeneidade, estrutura de grupo e associação a reticulados na metade da dimensão / Abstract: Spherical codes in Euclidean spaces are finite sets of points on the surface of a multidimensional sphere and have been widely studied in connection with the signal transmission over a Gaussian channel. For this purpose one fundamental issue is to maximize the minimum distance between two code points, what is strongly related to the more general problem of sphere packing. In the first part of this work we study spherical codes generated as orbit of a initial vector under the action of a commutative group of orthogonal matrices, the so called commutative group codes. A method for searching the best n-dimensional commutative group code of order M is presented. Based on the well known Hermite and Smith normal form decomposition of matrices, and also on the relation between 2k-dimensional com- mutative group codes and k-dimensional lattices, we show that it is possible to reduce the number of cases to be analyzed through the identification of isometric codes which can be discarded. The initial vector problem for these codes is formally established as a linear programming problem and used as a sub-routine of the method. Numerical results are presented, including tables of good commutative groups codes in several dimensions. Other contribution of this work is a new class of spherical codes, constructed by placing points on flat tori layers. The codebook on each torus can be generated by a commutative group of orthogonal matrices, using the results previously mentioned. Upper and lower bounds on performance are derived and a systematic method for constructing the codes is presented. Some examples are constructed and the results exhibit good performance when compared to the best known structured spherical codes, with some advantage in the encoding/decoding process, due to the homogeneity, group structure and the relation with lattices in the half of the dimension / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Sueli Irene Rodrigues Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatisitica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-12T04:27:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_Carina_D.pdf: 1097128 bytes, checksum: 0c1f0fd6e076e3ec82a2b3c34932208e (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho abordamos questões associadas á minimização da probabilidade de erro para a transmissão de sinais em canais gaussianos e em canais com desvanecimento do tipo Rayleigh. Usando a teoria de reticulado ideal, construirmos rotações do reticulado n-dimensional dos inteiros via corpos ciclotômicos. Reticulados construídos deste modo permitem estimativas da distância produto mínima, parâmetro que controla a probabilidade de erro no envio de informações em canais com desvanecimento do tipo Rayleigh. Apresentamos uma nova construção de tais reticulados no caso em que n _e uma potência de 2 e no caso em que n = 3. Estudamos os códigos esféricos que são associados a reticulados com o intuito de obter a maior distância euclidiana mínima, parâmetro que controla a probabilidade de erro em canais gaussianos. Códigos esféricos gerados por grupos comutativos de matrizes ortogonais em dimensão par, 2m, podem ser determinados, via mergulhos de toros planares, pelo quociente de dois reticulados em Rm, onde o sub-reticulado possui uma base cujos vetores são mutuamente ortogonais. Pesquisamos a existência de sub-reticulados nestas condições, nos reticulados com maior densidade de empacotamento em dimensões 2; 3; 4 e 8: Pudemos assim construir famílias de códigos de grupo comutativo que se aproximam do limitante para a distância mínima nas dimensões 4; 6; 8 e 16. / Abstract: We approach here some problems related to minimizing the error probability in signals transmission over Gaussian and Rayleigh channels. Algebraic ideal lattice theory is used to construct rotations of the n-dimensional integer lattice via cyclotomic fields. This construction allows to evaluate the minimum product distance of the lattice, parameter which controls the signal transmission probability through Rayleigh fading channels. We present here such constructions in the cases n = 3 and n a power of 2. Spherical codes generated by commutative group codes of orthogonal matrices in even dimensions, 2m; can be determined by a quotient of n-dimensional lattices, where the sublattice has an orthogonal basis. We characterize families of such sublattices in the lattices with best packing densities in dimensions 2; 3; 4; 6 e 8 and construct the associated spherical codes which approach the commutative group code upper bound for the minimum distance. / Doutorado / Algebra, Geometria/Topologia / Doutor em Matemática

Orientador: Cristiano Torezzan / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Cientíca / Made available in DSpace on 2018-08-19T06:29:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gouvea_DrielsonDavisonSilva_M.pdf: 2943642 bytes, checksum: 7e5df67721c42a7942f4baee18f152f9 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho estuda-se o problema do vetor mais próximo em reticulados. Este problema consiste em encontrar um vetor de um reticulado mais próximo de um ponto dado do Rn e é conhecido também como problema da decodificação em reticulados. Estuda-se de forma específica algoritmos para o problema do vetor mais próximo para os reticulados raízes Zn, An e Dn. Além de uma breve revisão da literatura, os algoritmos para decodificação nesses reticulados são apresentados em detalhes, incluindo exemplos e também os códigos utilizados para implementação desses métodos na linguagem do software livre Scilab. Algumas simulações numéricas foram feitas utilizando esses códigos para investigar o tempo gasto na decodificação em função da dimensão do reticulado / Abstract: In this paper we study the nearest vector problem in lattices. This problem consists in finding a vector of a lattice closest to a given point of Rn and is also known as the decoding problem in lattices. It is studied in a specific algorithms for the nearest vector problem for lattices roots Zn, An and Dn. Besides a brief review of the literature, algorithms for decoding these lattices are presented in detail, including examples and also the codes used to implement these methods in the language of the free software Scilab. Some numerical simulations were done using these codes to investigate the time spent in decoding according to the size of the lattice / Mestrado / Matemática Universitária / Mestre em Matemática Universitária

Orientador: Sueli Irene Rodrigues Costa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-19T16:10:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jorge_GrasieleCristiane_D.pdf: 3823740 bytes, checksum: 772a88bd2136b4afb884a6e824f37bce (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O uso de códigos e reticulados em teoria da informação e na "chamada criptografia pós-quântica" vem sendo cada vez mais explorado. Neste trabalho estudamos temas relacionados a estas duas vertentes. A análise de reticulados foi feita via as métricas euclidiana e da soma. Para a métrica euclidiana, estudamos um algoritmo que procura pela treliça mínima de um reticulado com sub-reticulado ortogonal. No caso bidimensional foi possível caracterizar todos os sub-reticulados ortogonais de um reticulado racional qualquer. No estudo de reticulados via métrica da soma, trabalhamos com duas relações entre códigos e reticulados, conhecidas como "Construção A" e "Construção B". Generalizamos a Construção B para uma classe de códigos q-ários... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The use of codes and lattices in Information Theory and in the so-called "Post-quantum Cryptography" has been increasingly explored. In this work we have studied topics related to these two aspects. The analysis of lattices was made via Euclidean and sum metrics. For the Euclidean metric we studied an algorithm that searches for a minimum trellis of a lattice with orthogonal sublattice. In the two-dimensional case it has been possible to characterize all orthogonal sublattices of any rational lattice. In the study of lattices via sum metric, we worked with two relations between codes and lattices, the so-called "Construction A " and "Construction B". We generalized Construction B for the class of q-ary codes...Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Doutorado / Matematica / Doutor em Matemática