Orientador: João Paulo Papa / Banca: Alexandre Levada / Banca: Antônio Carlos Sementille / Resumo: Técnicas de aprendizado de máquina, usualmente, objetivam aprender alguma superfície que separe amostras de classes diferentes por meio de sua representação vetorial. Entretanto, existem muitas aplicações que podem, eventualmente, perder informações essenciais e inerentes da estrutura dos dados em tal representação e, com o crescimento de base de dados com alta dimensionalidade, essas informações se tornam cada vez mais importantes. Os espaços de representação de dados com curvatura, baseados em trabalhos na area da Matemática e Física, têm despertado interesse por parte da comunidade de aprendizado de máquina com o intuito de resolver tal situação. Esses espaços de representação são baseados em tensores, os quais mantém a estrutura original dos dados, bem como permitem a utilização de variedades em superfícies com curvatura não nula. Esta dissertação de mestrado apresenta uma revisão bibliográfica sobre abordagens de aprendizado de máquina baseadas em tensores, bem como um referencial teórico sobre algebra multilinear. Também e apresentado um estudo da aplicabilidade do classificador Floresta de Caminhos Otimos, do inglês Optimum-Path Forest - OPF, em espaços tensoriais através da técnica Análise de Componentes Principais Multilineares, bem como a comparação dos resultados obtidos com outras técnicas conhecidas na literatura em contexto de reconhecimento em fotos e vídeos. Também foi demonstrado que o OPF pode obter maior acurácia em algumas situações quando se trabalha com características no espaço tensorial / Abstract: Machine learning techniques usually learn some decision surface that separates samples from di erent classes by means of their vectorial representation. However, there exist many applications that might lose important information that are strongly related to the data itself. Additionally, such information has gained importance with the popularity of high-dimensional datasets. As such, works based on Mathematics and Physics, where curvature-based space representations have been used in several application, have gained attention by the machine learning community. Such representations are based on tensors, which keep the original structure of the data, as well as they allow us to use manifolds in curvature-based spaces. This master's dissertation presents a review of the literature with respect to tensor-based machine learning techniques, as well as a brief review about multilinear algebra. We also evaluate the performance of the Optimum-Path Forest classi er (OPF) in tensor-oriented spaces by means of the Multilinear Principal Component Analysis, as well as its comparison against with other related techniques is also performed. It is shown OPF can bene t from such feature space representation in some situations / Mestre

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-10-04T21:29:54Z No. of bitstreams: 1 2018_JorgeAndrésGirónCruz.pdf: 3947071 bytes, checksum: 0cce733c018362c50b17b1729129344e (MD5) / Approved for entry into archive by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-10-09T20:43:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_JorgeAndrésGirónCruz.pdf: 3947071 bytes, checksum: 0cce733c018362c50b17b1729129344e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-09T20:43:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_JorgeAndrésGirónCruz.pdf: 3947071 bytes, checksum: 0cce733c018362c50b17b1729129344e (MD5) Previous issue date: 2018-10-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPQ). / A busca por métodos de produção com melhor controle da qualidade e maior produtividade tem impulsionado o uso de sistemas automatizados em processos industriais como a soldagem. Porém, tornar a soldagem eficiente e econômica, é necessário para reduzir o desperdício de material e tempo gasto na produção e ensaios de verificação de qualidade. Isso pode ser conseguido por meio de sistemas automatizados que substituam os soldadores especialistas e sejam capazes de prever a geometria do cordão de solda a partir dos parâmetros de soldagem – permitindo que um processo realizado com os parâmetros determinados forneça uma junta com as propriedades mecânicas desejadas. Durante anos, muito se tem feito no sentido de prever os problemas na soldagem com o intuito de torná-la um processo estável, capaz de efetuar uniões de peças com o mínimo de interferência humana. Dos vários sensores utilizados em processos de soldagem, ainda não há uma opção eficaz capaz de identificar, diretamente, as características do cordão obtido durante o processo. Esse é um fator limitante no controle do processo, pois somente é possível determinar as características do cordão após a realização da solda através de ensaios (destrutivos ou não), quando nenhuma ação de controle pode ser tomada. Este trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema de monitoramento da poça de fusão em tempo real usado para obter imagens do comportamento da oscilação da poça durante a solda. Uma nova abordagem para este tipo de imagens é a utilização de um sistema de iluminação por laser do processo, de modo que uma imagem de alta qualidade natural da poça de fusão, eletrodo e cordão de solda possa ser obtida, dando detalhes da poça e arredores. Essa estratégia, independente de modelos pré-definidos do processo, permite controlar a penetração dos cordões de solda no processo GMAW no modo de transferência metálica por curto-circuito (GMAW-S). Para o modelo e controlador definiuse a utilização de sistemas inteligentes focados diretamente nas medições da oscilação da poça de fusão e a estimação da penetração dos cordões de solda a partir dos parâmetros de processo. Finalmente, um modelo para relacionar a profundidade da penetração, a frequência de oscilação da poça com a formação e o padrão das escamas na superfície do cordão de solda é proposto. / The search for methods of production with better quality control and greater productivity has promoted the use of automated systems in industrial processes such as welding. However, make the welding efficient and economical; it is necessary to reduce the waste and time spent on the production and quality tests. This can be achieved by means of automated systems to replace those skilled welders and be able to predict the geometry of the weld bead as welding parameters - allowing a process performed with the determined parameters provide a joint with the desired mechanical properties. For years, much has been done to predict problems in welding in order to make it a stable process capable of making unions parts with minimal human interference. The various sensors used in welding processes, there is still no effective option able to identify, directly, the weld bead characteristics obtained during the process. This is a limiting factor in the process control, because only can be determined the weld bead characteristics after the completion of welding through testing (destructive or not) when no control action can be taken. This work proposes the development of a real-time weld pool monitoring system to obtain the images of the weld pool oscillation behavior during welding. A novel approach to this type of images is the use of a laser lighting system for illumination of the process, so that a high quality natural image of the weld pool, electrode and weld bead can be obtained, giving details of the weld pool and surrounding area. This strategy, regardless of predefined models, can control the weld bead penetration in the GMAW-S process. For the proposed model and controller is defined the use of intelligent systems focused on the measurements of the weld pool oscillations and the estimation of the weld bead penetration from the process parameters. Finally, a model to relate the weld penetration depth, the weld pool oscillation frequency with the formation and the pattern of the ripples on the weld bead surface is proposed.

Bibliografia: p. 93-97 / O uso de imagens na área médica tem uma importância muito grande, principalmente nos últimos anos com a disponibilização e utilização de imagens de diversas modalidades. Desenvolver um algoritmo para detecção de pontos de controle em imagens médicas multi / The use of images in the medical area has had a great importance, mainly in the last years with the accessibility and use of images from several modalities. The main objective of this work is to develop an algorithm for the registration of multimodal medi

Dissertação (mestrado) - Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, 2011 / Bibliografia: f. 58-62 / Este trabalho apresenta dois métodos inovadores para contagem de pessoas em multidão que combina informações de múltiplas câmeras para mitigar o problema de oclusão, que frequentemente afeta o resultado dos métodos de contagem de pessoas que utilizam some / This work presents a novel method for people counting in crowded scenes that combines the information gathered by multiple cameras to mitigate the problem of occlusion that commonly affects the performance of counting methods using single cameras. The fir

Submitted by Leon Diniz Alves (leonalves@fgvmail.br) on 2016-07-26T00:03:14Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Versão Final.pdf: 35080956 bytes, checksum: 344aceb862a811a2808e2fc8384f502a (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Almeida (maria.socorro@fgv.br) on 2016-08-02T14:47:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Versão Final.pdf: 35080956 bytes, checksum: 344aceb862a811a2808e2fc8384f502a (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Almeida (maria.socorro@fgv.br) on 2016-08-02T14:48:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Versão Final.pdf: 35080956 bytes, checksum: 344aceb862a811a2808e2fc8384f502a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-02T14:48:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Versão Final.pdf: 35080956 bytes, checksum: 344aceb862a811a2808e2fc8384f502a (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / O objetivo deste trabalho é prover um aplicativo de celular e um protocolo para aquisição de imagens para contagem dos ovos de Aedes aegypti com as seguintes características: facilidade de uso, alta acurácia e custo baixo. O mosquito Ae. aegypti, popularmente conhecido como mosquito da dengue, é um importante vetor de arboviroses como a própria dengue, a chikungunya, a zika e a febre amarela em seu ciclo urbano. O monitoramento entomológico é uma maneira de melhorar a capacidade de predição e na detecção precoce de epidemias das doenças mencionadas. Este monitoramento é majoritariamente baseado no índice larvário, o qual lista a quantidade de casas infectadas, ou a quantidade de ovos de Aedes coletados em palhetas em ovitrampas. Estas palhetas são normalmente de eucatex, mas existem pesquisas atuais testando o algodão.A contagem dos ovos coletados em ovitrampas é feita manualmente, a qual demanda tempo, profissionais qualificados para o manuseio de equipamento laboratorial (lupas e microscópios) e conhecimento entomológico. Buscou-se criar um método para acelerar o trabalho feito pelos profissionais em controle entomológico. A metodologia contou com a criação de um aplicativo e com um processo de contagem dos ovos, o qual consiste em quatro passos: a) Fotografar as palhetas em ovitrampas utilizando de uma câmera de celular; b) Transformar as fotos em uma imagem binarizada, removendo todos os elementos que não são ovos; c) Contar a área de cada elemento; d) A partir do uso de um classificador especialmente desenvolvido, estimar a quantidade de ovos baseado na área de cada elemento. Nos resultados, foi possível notar que houve uma disparidade na contagem de ovos em palhetas de algodão, a qual teve um erro médio próximo a zero, em relação às palhetas de eucatex, as quais tiveram erro médio acima de 5\%. Dos pontos mais importantes das conclusões, destacam-se a possibilidade de melhoria contínua do aplicativo por permanecer na nuvem, com possibilidade de avanços conforme novas descobertas, assim como o excelente custo-benefício obtido, por conseguir operar com baixo custo monetário.

Orientador: Norian Marranghello / Banca: Evandro Luís Linhari Rodrigues / Banca: Alexandre César Rodrigues da Silva / Resumo: A utilização de robôs móveis mostra-se importante em atividades onde a atuação do ser humano é difícil ou perigosa. A exploração em locais de difícil acesso, como por exemplo em operações de resgate e em missões espaciais, é uma situação onde robôs móveis são frequentemente utilizados para evitar exposição dos especialistas humanos a situações de riscos. Na agricultura, robôs móveis são utilizados em tarefas de cultivo e na aplicação de agrotóxicos em quantidades mínimas para reduzir a poluição do meio ambiente. Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um sistema para controlar a navegação de um robô móvel autônomo por caminhos em plantações. O controle da direção do robô é realizado com base em imagens das trilhas as quais, após um processamento prévio, para extração de características, são submetidas a máquinas de vetores de suporte, para a definição da rota a ser seguida. O objetivo do projeto no qual este trabalho se insere é o controle do robô em tempo real, para tanto, o sistema foi implementado em hardware para mostrar que o ganho de desempenho pode ser melhor em relação à execução em software. Neste trabalho, relata-se a implementação de uma máquina de vetores de suporte a qual apresentou uma precisão em torno de 93% da rota adequada / Abstract: The use of mobile robots turns out to be interesting in activities where the actions of human beings is difficult or dangerous. The exploration in areas of difficult access, such as in rescue operations and in space missions, is a situation where mobile robots are often used to avoid exposure of human experts to risky situations. In agriculture, mobile robots are used in tasks of cultivation and application of pesticides in minute quantities to reduce environmental pollution. In this paper we present the development of a system to control an autonomous mobile robot navigation through tracks in plantations. Track images are used to control robot direction by preprocessing them to extract image features, and then submitting such characteristic features to a support vector machine to find out the most appropriate route. As the overall goal of the project to which this work is connected is the robot control in real time, the system was embedded onto a hardware platform to show that the performance gain can be better if compared to execution in software. However, in this paper we report the software implementation of a support vector machine, which presented around 93% accuracy in predicting the appropriate route / Mestre

Orientador: Francisco Villarreal Alvarado / Banca: Jozué Vieira Filho / Banca: Pedro Henrique Cox / Resumo: Neste trabalho é apresentado um sistema interativo para o processamento e armazenamento de imagens no domínio wavelet e uma interface para processamento de imagens digitais. A proposta apresentada baseia-se na transformada wavelet e em métodos de limiar. O sistema de armazenamento tem como objetivo a otimização do espaço computacional, tanto para armazenamento como para transmissão de imagens. Sendo para isso necessário a aplicação da Transformada Wavelet nas respectivas imagens e dos diversos métodos de limiar a serem escolhidos. Estas aplicações permitem extrair informações relevantes para o armazenamento de uma imagem com um menor custo computacional e com uma margem de erro muito pequena quando se compara as imagens, original e processada, ou seja, não há perda de qualidade ao aplicar o sistema de codificação apresentado. Os resultados obtidos a partir das informações extraídas das imagens são apresentados numa interface gráfica. É através da interface gráfica que o usuário usa os arquivos para visualizar e analisar os resultados dos programas diretamente na tela do computador sem a preocupação de lidar com os códigos fontes. A interface gráfica, os programas de processamento de imagens via Transformada Wavelet e os métodos de limiar foram desenvolvidos no ambiente do MATLAB, possibilitando uma troca direta de informações entre eles e o usuário. / Abstract: In this work an interactive system processing and storage of compressed images in the wavelet domain, and an interface for digital image processing are presented. The storage method proposed is based on the wavelet transform and a threshold method. It has the objective of optimizing the computational space, for storage and for transmission of images. It is necessary first a pre-processing routine and after, the characterization through the application of the wavelet transform to the respective images and the several threshold methods to be chosen. These applications allow the extraction of relevant information for an image compression or storage image with a smaller computational cost and with a very small of error when the original and processed images are compared, in other words, there is no quality loss when applying the codification system presented. The results obtained from the extracted information of the images are presented in a graphic interface for image processing. The graphic interface, the programs for image processing using the wavelet transform and the thresholding methods were developed in a MATLAB environment, making possible a direct change of information between them and the user, without the concern of working with source codes. Through this graphic interface the user can use files which permits him visualize and analyze the results of the programs in the computer screen. / Mestre

Orientador: Antonio Carlos Sementille / Banca: Alexandre Cardoso / Banca: João Fernando Marar / Resumo: Nas últimas décadas, o interesse quanto à captura de movimentos da face humana e à identificação de suas expressões com a finalidade de geração de animações faciais realistas, tem aumentado, tanto na comunidade científica quanto na indústria do entretenimento. A alta acurácia nesse processo é necessária, pois os humanos são treinados para identificar expressões faciais, detectando facilmente pequenas imperfeições na animação de uma face virtual. A animação facial baseada em performance é uma das técnicas utilizadas para gerar animações realistas principalmente em filmes. Com o surgimento de câmeras RGB-D de baixo custo, muitos sistemas de animação facial baseada em performance foram desenvolvidos, compartilhando muitos princípios fundamentais, mas com detalhes de implementação específicos. Estes sistemas consistem de uma fase de rastreamento de movimentos e identificação de expressões faciais seguido de um procedimento de redirecionamento de expressões. Neste sentido, ambientes modulares para a animação facial baseada em performance são extremamente úteis na incorporação de novos algoritmos de rastreamento com características de entrada e saídas padronizadas. Considerando o contexto exposto, o presente trabalho teve como principal objetivo a criação e validação de um ambiente com arquitetura modular para animação facial baseada em performance que utilizou uma câmera RGB-D para a captura dos movimentos faciais de um ator, bem como permitiu a incorporação dos principais... / Abstract: In recent decades, interest in capturing human face movements and identifying expressions for the purpose of generating realistic facial animations has increased in both the scientific community and the entertainment industry. The high accuracy in this process is necessary because humans are trained to identify facial expressions, easily detecting small imperfections in the animation of a virtual face. Performance-based facial animation is one of the techniques used to generate realistic animations especially in movies. With the emergence of low-cost RGB-D cameras, many performance-based facial animation systems have been developed, sharing many fundamental principles but with specific implementation details. These systems consist of a phase of tracking movements and identifying facial expressions followed by an expression redirection procedure. In this sense, modular environments for performance-based facial animation are extremely useful in incorporating new tracking algorithms with standardized input and output characteristics. Considering the above context, the main objective of this work was the creation and validation of an environment with modular architecture for performance-based facial animation that used an RGB-D camera to capture the facial movements of an actor as well as allowed the incorporation of the main algorithms found in the literary, aiming the redirection of these movements to a different human virtual face. The inputs and outputs of this environment were standardized by the use of blendshapes / Mestre

Made available in DSpace on 2015-11-13T01:05:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000476008-Texto+Completo-0.pdf: 3175485 bytes, checksum: c834edcf4b177f48ac857f5651107461 (MD5) Previous issue date: 2015 / Morphological attributes, intensity and texture, are essential to aid the diagnosis of pulmonary nodules. To improve the accuracy of diagnosis, as well as the interpretation of radiological imaging, computer-aided diagnostic systems are used, which help to reduce the interpretation variability. The aim of this study was to evaluate the use of patient data and quantitative attributes of pulmonary nodules in lung computed tomography to build a classification model in terms of malignancy. The study was based on the analysis of 51 patients computed tomography images of lung, 33 patients diagnosed with malignant lesions and 18 patients with benign lesions, all confirmed through anatomo-pathological report of lung tissue. The study included a diagnostic interpretation stage made from a blind study with radiologists and the use of logistic regression to analyze the predictive power of qualitative and quantitative variables extracted from computed tomography lung images. The quantitative attributes of the nodules consisted of twelve morphological attributes (volume, area, perimeter, compactness, roughness and invariant moments of order 1 to 7), five intensity attributes (mass, density, CT number average, fat and calcification indexes) and three texture attributes (homogeneity, entropy and variance).The results showed that in the visual interpretation of radiologists, only the most experienced doctor showed a correlation with the pathology report (64. 5%), when excluding the hits due to chance. The model which better predicts the nodules malignancy included a quantitative attribute of localization, the intensity attribute ‘calcification index’ developed in this work, and the compactness, a morphological attribute related to the nodule form. The predictive value of the classification model (86. 3%) was much higher than the predictive value based on the visual assessment of the most experienced doctor (65. 3%), regardless of the chance, being close to the accuracy of the same doctor (85. 1%). This emphasizes the importance of this type of research in the search for a quantitative model that allows the classification of pulmonary nodules. / Atributos morfológicos, de intensidade e textura são essenciais para o auxilio ao diagnóstico de nódulos em imagens de tomografia computadorizada de pulmão. Para melhorar a acurácia do diagnóstico, assim como a interpretação da imagem radiológica, são utilizados sistemas de diagnóstico auxiliado por computador, que ajudam a diminuir a variabilidade de interpretação. O objetivo geral deste estudo foi avaliar a utilização de dados de pacientes e atributos quantitativos de nódulos pulmonares em imagens de tomografia computadorizada de pulmão para a construção de um modelo de classificação em termos de malignidade. O estudo foi baseado em uma análise das imagens de tomografia computadorizada de pulmão de 51 pacientes, sendo 33 pacientes diagnosticados com lesões malignas e 18 pacientes com lesões benignas, todos confirmados por meio do laudo anatomopatológico do tecido pulmonar. O estudo contou com uma etapa de interpretação diagnóstica realizada a partir de um estudo cego com médicos radiologistas e a utilização da regressão logística para análise do poder preditivo de variáveis qualitativas e quantitativas extraídas das imagens de tomografia computadorizada de pulmão. Os atributos quantitativos dos nódulos foram constituídos de: doze atributos morfológicos (volume, área, perímetro, compacidade, irregularidade e os momentos invariantes de ordem 1 a 7), cinco atributos de intensidade (massa, densidade, média do número TC, índice de gordura e índice de calcificação) e três atributos de textura (homogeneidade, entropia e variância).Os resultados mostraram que na interpretação visual dos radiologistas, apenas o médico com maior experiência apresentou uma concordância com o laudo anatomopatológico (64,5%), quando se excluem os acertos devido ao acaso. Concluiu-se que o modelo que melhor classifica a malignidade dos nódulos incluiu um atributo qualitativo de localização, um atributo de intensidade relacionado ao índice de calcificação, desenvolvido neste trabalho, e um atributo morfológico relacionado à compacidade do nódulo. O valor preditivo do modelo (86,3%) foi muito maior do que o valor preditivo baseado na avaliação visual do médico mais experiente (65,3%), sem considerar o acaso, estando próximo da acurácia desse mesmo médico (85,1%), incluído o acerto devido ao acaso. Este fato revela a importância deste tipo de pesquisa na busca de um modelo quantitativo, baseado em imagens de tomografia computadorizada, que permita a classificação dos nódulos pulmonares.

Orientador: Aledir Silveira Pereira / Banca: Maurílio Boaventura / Banca: Ivan Nunes da Silva / Resumo: Neste trabalho é apresentada uma nova metodologia para a análise e classificação de lesões de pele. O modelo proposto foi dividido em quatro etapas que compreende o pré-processamento das imagens, a segmentação do objeto desejado, a extração de características e a classificação das lesões. Na etapa de pré-processamento, aplica-se o modelo de cor RGB, a quantização de cores e o filtro de difusão anisotrópica. Na segmentação, a imagem suavizada é submetida à operação de fechamento da morfologia matemática, estimativa de peso nos arcos do grafo e à transformada imagem-floresta com apenas duas sementes. A extração de características foi baseada na aplicação da regra ABCD. Na assimetria foi aplicado o conceito de razão de perpendiculares sobre a maior diagonal obtida e, para a borda, o produto vetorial e o ponto de inflexão foram implementados para fornecer o porcentual de curvatura do contorno. Para a cor, valores de média, variância, desvio padrão, homogeneidade e contraste foram calculados. Para a estrutura diferencial foi desenvolvido a dimensão fractal e a energia. Na última etapa, classificação, a floresta de caminhos ótimos foi utilizada. Os resultados da classificação são apresentados por malignidade, quando todos os tipos de lesões estão juntos, e por categorias, quando os tipos de lesão são agrupados dois a dois. Para obter o modelo proposto foram efetuados diversos testes com modelos de cor diferentes, forma de aplicação da quantização, diferenciação no cálculo da quantidade de iterações do filtro de difusão anisotrópica e possibilidade de não aplicar a morfologia matemática / Abstract:In this paper a new methodology for the analysis and classification of skin lesions is presented. The suggested model is divided into four steps which comprise the pre processing of images, segmentation of the desired object, feature extraction and lesions classification. In the pre processing step, it is applied the RGB color model, color quantization and anisotropic diffusion filter. In segmentation, the smoothed image is submitted to the closing operation of mathematical morphology, arc-weight estimation in the graph and the image-foresting transform with only two seeds. The feature extraction is based on the application of ABCD rule. In asymmetry was applied the perpendicular ratio concept on the greater diagonal obtained and, to the border, the vector product and the inflection point were implemented to provide the contour curvature percentage. For color, average values, variance, standard deviation, homogeneity and contrast were calculated. For differential structure was developed fractal dimension and energy. In the last stage, classification, optimum-path forest was used. The classification results are presented by malignancy, when all types of lesions are together, and by categories, when the types of lesions are grouped two by two. For the model were performed several tests with different color models, the form of application the quantization, differentiation in the calculation of the quantity of filter iterations of anisotropic diffusion and the possibility of not applying the mathematical morphology / Mestre