A utilização de códigos QR por deficientes visuais e robôs expande o horizonte de emprego dessa tecnologia e viabiliza várias aplicações cogitadas por um número crescente de trabalhos acadêmicos. Para que os códigos QR possam ser decodificados eles precisam ser apropriadamente enquadrados. A detecção desses símbolos em imagens adquiridas ao acaso é a primeira etapa na construção de um sistema de enquadramento assistido. O presente trabalho apresenta uma proposta para a detecção de códigos QR em imagens adquiridas ao acaso. A abordagem proposta é baseada em componentes e dividida em estágios, nos quais primeiramente partes do símbolo são detectadas através da técnica de detecção rápida de objetos proposta por Viola-Jones e em seguida uma análise do conjunto formado por essas partes é realizada para determinar a localização exata do símbolo na cena. A adaptação da técnica proposta por Viola e Jones para esse novo domínio é descrita e detalhada. É realizada uma discussão sobre a influência dos muitos parâmetros de treinamento e detecção presentes na abordagem proposta com base em resultados experimentais detalhados. Por fim é apresentado o desempenho em termos da qualidade dos resultados e tempo de processamento em vídeo e conclui-se que a abordagem proposta aponta um caminho promissor na resolução do problema de detecção de códigos QR em imagens adquiridas arbitrariamente na maioria das situações práticas. / The use of QR codes by visually impaired people and robots expands the applications of this technology and enables many possibilities that are emerging in a crescent number of scientific papers. QR code decoding relies on prior framing of the symbol during image acquisition. The detection of these symbols is the first step in the construction of a system to assist the framing process. This work presents an approach for the detection of QR codes in arbitrarily acquired images. The proposed approach is a component-based one consisting of two stages, where parts of the symbol are first detected through the fast object detection method proposed by Viola-Jones, and then an analysis of the set of detected parts is carried subsequently in order to determine the exact location of the symbol in the scene.The adaptation of the framework proposed by Viola-Jones for this new application domain is described in detail. The influence of various training and detection parameters of the framework in QR code detection is discussed using a series of experiments. The performance of the proposed approach is presented in terms of result quality and processing time and it is concluded that the proposed approach indicates a promising direction in solving the problem of detecting QR codes in arbitrarily acquired images in the majority of real world situations.

Métodos de resolução numérica de equações diferenciais parciais que utilizam ondaletas como base vêm sendo desenvolvidos nas últimas décadas, mas existe uma carência de estudos mais profundos das características computacionais dos mesmos. Neste estudo analisou-se detalhadamente um método espectral de Galerkin com base de ondaletas harmônicas. Revisou-se a teoria matemática referente às ondaletas harmônicas, que mostrou ter grande similaridade com a teoria referente à base trigonométrica de Fourier. Diversos testes numéricos foram realizados. Ao analisarmos a resolução da equação do transporte linear, e também de transporte não linear (equação de Burgers), obtivemos boas aproximações da solução esperada. O custo computacional obtido foi similar ao método com base de Fourier, mas com ondaletas harmônicas foi possível usar a localidade das ondaletas para detectar características de localidade do sinal. Analisamos ainda uma abordagem pseudo-espectral para os casos não lineares, que resultaram em um expressivo aumento de eficiência. Tendo em vista o uso das propriedades de localidade das ondaletas, usamos o método de Galerkin com base de ondaletas harmônicas para resolver um sistema de equações referente a um modelo de propagação de frentes de precipitação. O método mostrou boas aproximações das soluções esperadas, custo computacional ótimo e ainda a possibilidade de se obter espectralmente informações sobre a localização da frente de precipitação. / Numerical methods to solve partial differential equations based on wavelets have been developed in the last two decades, but there is a lack of studies on their computational characteristics. In this study a Galerkin spectral method using harmonic wavelets base has been thoroughly analyzed. We performed a review on the mathematics of harmonic wavelets, that showed a great similarity with Fourier basis. Several numerical experiments were made. Analyzing the use of the Galerkin method, with harmonic wavelets, on linear and non linear transport equations, we achieved good approximations in respect to the expected solution. The computational cost resulted to be similar to the same method with Fourier basis. On the other hand, employing harmonic wavelets we were able to obtain local information of the solution by simple inspection of the spectral coeffcients. We also analyzed a pseudo-spectral method based on harmonic wavelets for the non linear equations, resulting in a great improvement in efficiency. Looking towards using the locality propriety of harmonic wavelets, we tested the Galerkin method on a precipitation front propagation model. The method resulted in good approximations to the expected solution, optimal computational cost and the possibility of obtaining information on the locality of the precipitation fronts spectrally.

Métodos de resolução numérica de equações diferenciais parciais que utilizam ondaletas como base vêm sendo desenvolvidos nas últimas décadas, mas existe uma carência de estudos mais profundos das características computacionais dos mesmos. Neste estudo analisou-se detalhadamente um método espectral de Galerkin com base de ondaletas harmônicas. Revisou-se a teoria matemática referente às ondaletas harmônicas, que mostrou ter grande similaridade com a teoria referente à base trigonométrica de Fourier. Diversos testes numéricos foram realizados. Ao analisarmos a resolução da equação do transporte linear, e também de transporte não linear (equação de Burgers), obtivemos boas aproximações da solução esperada. O custo computacional obtido foi similar ao método com base de Fourier, mas com ondaletas harmônicas foi possível usar a localidade das ondaletas para detectar características de localidade do sinal. Analisamos ainda uma abordagem pseudo-espectral para os casos não lineares, que resultaram em um expressivo aumento de eficiência. Tendo em vista o uso das propriedades de localidade das ondaletas, usamos o método de Galerkin com base de ondaletas harmônicas para resolver um sistema de equações referente a um modelo de propagação de frentes de precipitação. O método mostrou boas aproximações das soluções esperadas, custo computacional ótimo e ainda a possibilidade de se obter espectralmente informações sobre a localização da frente de precipitação. / Numerical methods to solve partial differential equations based on wavelets have been developed in the last two decades, but there is a lack of studies on their computational characteristics. In this study a Galerkin spectral method using harmonic wavelets base has been thoroughly analyzed. We performed a review on the mathematics of harmonic wavelets, that showed a great similarity with Fourier basis. Several numerical experiments were made. Analyzing the use of the Galerkin method, with harmonic wavelets, on linear and non linear transport equations, we achieved good approximations in respect to the expected solution. The computational cost resulted to be similar to the same method with Fourier basis. On the other hand, employing harmonic wavelets we were able to obtain local information of the solution by simple inspection of the spectral coeffcients. We also analyzed a pseudo-spectral method based on harmonic wavelets for the non linear equations, resulting in a great improvement in efficiency. Looking towards using the locality propriety of harmonic wavelets, we tested the Galerkin method on a precipitation front propagation model. The method resulted in good approximations to the expected solution, optimal computational cost and the possibility of obtaining information on the locality of the precipitation fronts spectrally.

Neste trabalho, é apresentado um modelo aperfeiçoado para gerar carregamentos dinâmicos pseudo-aleatórios para modelos estruturais sob excitação sísmica e de vento. Este é baseado no modelo de vento sintético proposto por Franco, diferindo pelo fato que usa a transformada de wavelet harmônica ao invés da série de Fourier, pois tem como objetivo descrever um comportamento não estacionário com a ajuda de uma função temporal. Para testar a qualidade do sinal desenvolvido neste trabalho, este foi comparado com sinais verdadeiro, das acelerações de sismos ocorrido na cidade de Hachinohe, no Japão e em El-centro, na Califórnia, e com um sinal gerado pelo modelo do sismo sintético de Corbani, este também baseado no modelo de vento sintético, com o uso de séries de Fourier. Em todas as análises feitas, foi mostrando que embora a geração de carregamentos com transformadas de wavelet harmônica seja mais complexa, esta possui um bom potencial para gerar carregamentos mais próximos da realidade do que métodos usuais baseados em carregamentos estacionários. / In this work is intruduced a improve model to create random loads to use in structural models under sismic and wind disturbance. The model is based on synthetic wind model intends by Franco, differing by the fact that applies harmonic wavelet transform instead of Fourier series, because it has the goal to describe a non stationary behavior with temporal function support. To test the quality from the signal developed in this work, it has been analyzed against true seismic acceleration signal that occurs from Hachinohe city in Japan and El-centro city in California, and with the synthetic seismic model developed by Corbani, that one descending on synthetic wind model, with Fourier series application. In all analysis, although loading creation with harmonic wavelet transform have been more sophisticated, that one has a great potencial to creat loading closer to the fact than usual methods based in stationary loading.

A aquisição de sinais cerebrais de bovinos adultos, utilizando um equipamento de transmissão telemétrica dos dados e eletrodos de superfície, foi avaliada neste trabalho através de técnicas de processamento digital de sinais. Foram estudados a melhor disposição dos eletrodos, diferentes métodos de remoção de artefatos e as características em freqüência do sinal. A remoção de artefatos foi feita de duas maneiras: (1) uso de um filtro que substituía valores extremos do sinal por seu valor médio e (2) decomposição utilizando a capacidade de multiresolução das ondaletas. Os resultados obtidos mostraram que apenas trechos de sinal livres de artefatos podem ser processados. O processamento indicou faixas de freqüências em acordo com a literatura. A metodologia usada neste trabalho mostrou-se suficiente para concluir que é possível monitorar e analisar sinais cerebrais de bovinos adultos que podem se mover livremente, sem acrescentar ao experimento o estresse característico de contenção / Acquisition of brain electrical activity from grown bovines, using a telemetric data transmitter system and scalp electrodes, was evaluated in this work. Electrodes placement, different artifact removal methodologies and signal frequency component were studied. Artifacts removal was carried out in two different ways: (1) by means of a filter that replaced elevated amplitude points for the signal’s mean value and (2) decomposition using wavelet multiresolution capability. Results using filters show that only artifact-free signal stretches can be processed. The processing indicated that frequency ranges are in agreement with literature. The methodology applied in this work is enough to conclude that it is possible to analyze brain electrical signal from grown bovines that can move freely, without add restrain stress factors to experiment

A monitoração dinâmica de pontes rodoviárias através da determinação de deslocamentos espaciais é uma das atuais áreas de interesse da geodésia. A tecnologia de posicionamento por satélite é uma das ferramentas disponíveis para este fim e foi avaliada nesta pesquisa. Verifica-se que o GNSS pode contribuir para com o monitoramento dinâmico de estruturas e nos últimos anos se observam aplicações em grandes pontes estaiadas na Ásia, na Europa e na América do Norte. No presente estudo analisou-se a aplicação desta tecnologia em uma estrutura mais rígida, sob vinculo com uma rede de referência única e sob as condições apresentadas pela região brasileira. Foram realizados ensaios em um shaker, na Base de Calibração de Instrumentos Geodésicos da USP e na estrutura do Viaduto Ascendente 19 da rodovia dos Imigrantes, empregando-se a tecnologia GPS e análise modal. A partir de determinações no método relativo cinemático obtiveram-se os deslocamentos tridimensionais e a freqüências do primeiro modo de vibração da estrutura. A metodologia aplicada e os resultados obtidos demonstram a potencialidade do método também para estruturas mais rígidas e sob condições características da região brasileira, que diferem de outras partes do globo no que tange a tecnologia GPS. Ao final é sugerida uma Proposta Básica de Metodologia para a Monitoração de Estrutura com Carga Dinâmica pela Utilização de GNSS. / The dynamic monitoring of road bridges though spatial displacements is one of the geodetic areas of interests. The satellite positioning technologies are one of the disposed tools for this task and were evaluate by present research. One verifies that GNSS can contribute for the dynamic monitoring of structures, and has applied for this task in the last years to large cable stayed bridges on Asia, on Europe and on North America. On the present study, one analyses the use of this technology in a more rigid structure, tied to a unique reference network and under Brazilian region conditions. Were realized essays over a shaker on USP Geodetic Instrumental Calibration Base and over the Imigrantes Roadway Ascending Viaduct 19 employing the GPS technology and modal analysis. By determinations in the kinematics relative method ones obtain the tridimensional displacements and the frequency of first modal shape of the structure. The applied methodology and its obtained results demonstrate the potentiality of this method for more rigid structure too, and under Brazilian region characteristics. At the end is proponed a Methodological Basic Proposal for Dynamic Charged Structure Monitoring thru GNSS Employment.

Neste trabalho, desenvolveu-se um novo método para a detecção e classificação dos distúrbios que afetam a qualidade de energia elétrica em sistemas elétricos industriais na presença de fornos elétricos a arco. Durante o processo de fusão dos fornos elétricos a arco, ocorrem diversos eventos que afetam o sistema elétrico ao qual estão inseridos, tendo como características: forma de onda do sinal de corrente altamente desequilibradas e com grande distorção devido aos harmônicos, efeitos de cintilação; bem como afundamento e elevação nos sinais de tensão. O método ora proposto foi aplicado a sinais reais, permitindo a detecção e classificação dos distúrbios múltiplos na forma de onda do sinal de tensão, proveniente da operação dos fornos elétricos a arco. Para tal, foi usada como base do algoritmo, uma técnica baseada na Transformada Wavelet, aplicada aos sinais não-estacionários de uma instalação industrial com três fornos elétricos a arco. / A new method for the detection and classification of the disturbances that affect the electric power quality in industrial electric systems with electric arc furnaces was developed in this work. During the fusion process of the electric arc furnaces, may occur several events that affect the electric system to which it is inserted may occur, having as characteristic: waveform of the signal of current highly unbalanced and with great distortion due to the harmonic, scintillation effects; as well as sag and swell in the voltage signals.The method proposed was applied to real signals, allowing the detection and classification of the multiple disturbances in the waveform of the voltage signal originating from the operation of the electric arc furnace. For this purpose, a technique based on Wavelet Transform will be used and applied to the not-stationary signals of an industrial installation with three electric arc furnaces.

Com o recente avanço do poder computacional, a amostragem de curvas indexadas espacialmente tem crescido principalmente em dados ecológicos, atmosféricos e ambientais, o que conduziu a adaptação de métodos geoestatísticos para o contexto de Análise de Dados Funcionais. O objetivo deste trabalho é estudar métodos de krigagem para Dados Funcionais, adaptando os métodos de interpolação espacial em Geoestatística. Mais precisamente, em um conjunto de dados funcionais pontualmente fracamente estacionário e isotrópico, desejamos estimar uma curva em um ponto não monitorado no espaço buscando estimadores não viciados com erro quadrático médio mínimo. Apresentamos três abordagens para aproximar uma curva em sítio não monitorado, demonstramos resultados que simplificam o problema de otimização postulado pela busca de estimadores ótimos não viciados, implementamos os modelos em MATLAB usando ondaletas, que é mais adequada para captar comportamentos localizados, e comparamos os três modelos através de estudos de simulação. Ilustramos os métodos através de dois conjuntos de dados reais: um conjunto de dados de temperatura média diária das províncias marítimas do Canadá (New Brunswick, Nova Scotia e Prince Edward Island) coletados em 82 estações no ano 2000 e um conjunto de dados da CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) referentes ao índice de qualidade de ar MP10 em 22 estações meteorológicas na região metropolitana da cidade de São Paulo coletados no ano de 2014. / The advance of the computational power in last decades has been generating a considerable increase in datasets of spatially indexed curves, mainly in ecological, atmospheric and environmental data, what have leaded to adjustments of geostatistcs for the context of Functional Data Analysis. The goal of this work is to adapt the kriging methods from geostatistcs analysis to the framework of Functional Data Analysis. More precisely, we shall interpolate a curve in an unvisited spot searching for an unbiased estimator with minimum mean square error for a pointwise weakly stationary and isotropic functional dataset. We introduce three different approaches to estimate a curve in an unvisited spot, we demonstrate some results simplifying the optimization problem postulated by the optimality from these estimators, we implement the three models in MATLAB using wavelets and we compare them by simulation. We illustrate the ideas using two dataset: a real climatic dataset from Canadian maritime provinces (New Brunswick, Nova Scotia and Prince Edward Island) sampled at year 2000 in 82 weather station consisting of daily mean temperature and data from CETESB (environmental agency from the state of São Paulo, Brazil) sampled at 22 weather station in the metropolitan region of São Paulo city at year 2014 consisting of the air quality index PM10.

Neste trabalho, desenvolveu-se um novo método para a detecção e classificação dos distúrbios que afetam a qualidade de energia elétrica em sistemas elétricos industriais na presença de fornos elétricos a arco. Durante o processo de fusão dos fornos elétricos a arco, ocorrem diversos eventos que afetam o sistema elétrico ao qual estão inseridos, tendo como características: forma de onda do sinal de corrente altamente desequilibradas e com grande distorção devido aos harmônicos, efeitos de cintilação; bem como afundamento e elevação nos sinais de tensão. O método ora proposto foi aplicado a sinais reais, permitindo a detecção e classificação dos distúrbios múltiplos na forma de onda do sinal de tensão, proveniente da operação dos fornos elétricos a arco. Para tal, foi usada como base do algoritmo, uma técnica baseada na Transformada Wavelet, aplicada aos sinais não-estacionários de uma instalação industrial com três fornos elétricos a arco. / A new method for the detection and classification of the disturbances that affect the electric power quality in industrial electric systems with electric arc furnaces was developed in this work. During the fusion process of the electric arc furnaces, may occur several events that affect the electric system to which it is inserted may occur, having as characteristic: waveform of the signal of current highly unbalanced and with great distortion due to the harmonic, scintillation effects; as well as sag and swell in the voltage signals.The method proposed was applied to real signals, allowing the detection and classification of the multiple disturbances in the waveform of the voltage signal originating from the operation of the electric arc furnace. For this purpose, a technique based on Wavelet Transform will be used and applied to the not-stationary signals of an industrial installation with three electric arc furnaces.

Os modelos ARFIMA de memória longa mostraram-se nesse trabalho mais versáteis à análise da persistência em séries temporais em comparação aos modelos ARIMA. As funções impulso-resposta dos modelos de integração fracionária indicam que essa classe de modelos capta mais adequadamente as informações contidas nas baixas freqüências das séries e, portanto, estes modelos são mais capacitados para avaliar como os choques econômicos são acomodados no médio e longo prazo. Os estudos simulatórios mostraram que os testes de raiz unitária aplicados a processos com memória longa possuem baixo poder, e que os estimadores por máxima verossimilhança e os baseados no espectro de ondaletas são eficientes para estimar o parâmetro de integração fracionária. Os estudos empíricos encontraram componentes altamente persistentes nas séries brasileiras do produto, desemprego e consumo. A análise de co-integração fracionária refutou os resultados do arcabouço I(1)-I(0) que sugerem a não co-integração entre as séries consumo das famílias e renda disponível. A variabilidade relativa dessas séries foi analisada por meio da análise em multiresolução de ondaletas. Concluiu-se que, nas baixas escalas, a variabilidade entre as séries varia em função da escala temporal envolvida. A doutrina da paridade do poder de compra com dados brasileiros foi revisitada por meio da análise de co-integração fracionária. / The long-memory ARFIMA models proved to be more versatile in this study to the analysis of endurance in time series compare to the ARIMA models. The impulse-response functions of the fractionally integrated models indicate that this class of models more adequately gathers the data enclosed in the low frequencies of the series and thus these models are more befitted to evaluate how economic shocks are settled in the medium and long terms. Simulation studies unveiled that the unit root tests applied to long-memory processes have low power, and that the maximum likelihood estimators as well as those based on wavelet spectrum are efficient in estimating the fractional difference parameter. Empirical studies have found highly persistent components in the Brazilian series of the product, unemployment and consumption. The fractional co-integration analysis rebutted the results of the I(1)-I(0) framework, which suggest the non co-integration between the series of families\' consumption and the disposable income. The relative variability of these series was investigated through a wavelet multiresolution analysis. It was concluded that, in small scales, the variability between the series changes according to the time scale involved. The Purchasing Power Parity doctrine with Brazilian data has been revisited through the fractional co-integration analysis.