Historicamente, devido à incompreensibilidade dos fenômenos físicos envolvidos, diversas técnicas de análise experimental de escoamentos foram desenvolvidas. Inicialmente, estas técnicas consistiam em uma simples visualização do escoamento em questão. Visava-se com isto produzir a intuição física a respeito do sistema físico para que futuras teorias pudessem ser formuladas. No entanto, nos anos posteriores, tornou-se necessária a criação de técnicas quantitativas. Neste segmento, a evolução tecnológica da eletrônica propiciou que técnicas intrusivas e não intrusivas fossem criadas. Tal processo culminou com o surgimento da microeletrônica, quando sensores eletrônicos de imagem puderam ser fabricados. Assim, técnicas não intrusivas de velocimetria através de processamento digital de imagens tornaram-se referência, possibilitando a medição de campos de velocidade do escoamento em análise. Tais técnicas são atualmente utilizadas não apenas no meio acadêmico, na investigação da turbulência, como na indústria, em projetos de engenharia que envolvam alta tecnologia. Neste trabalho, apresenta-se uma metodologia para a concepção de um sistema de velocimetria de 2 dimensões por processamento digital de imagens. Para tanto, o sistema de velocimetria foi dividido em duas partes, sendo os equipamentos bem como os conceitos físicos envolvidos em cada uma analisados e descritos Por fim, projetou-se e implementou-se um sistema de velocimetria de 2 dimensões através de processamento digital de imagens, modo PIV. A sua validação foi efetuada sobre um escoamento altamente turbulento interno a um duto circular, cuja solução é conhecida e exaustivamente estudada no decorrer dos anos. O resultado obtido se apresentou totalmente satisfatório e demonstrou a grande importância atual de tal técnica de medição.

O exame de sangue é um dos procedimentos de análises clínicos mais utilizados pelo largo espectro de anomalias que consegue detectar. A contagem de células de sangue, objeto deste trabalho, é um destes exames. A contagem manual é feita por um operador que examina ao microscópio, com ampliação adequada, uma amostra eventualmente tratada ou colorida. Ainda hoje há casos em que contagem manual é necessária mas é cada vez mais freqüente a utilização da contagem automática, feita através de citômetro de fluxo. Esta dissertação aborda um sistema de contagem de células do sangue por processamento digital de imagens e pode ser automático ou semi-automático. O projeto é fruto de uma parceria entre o LaPSIDELET e o HCPA. Deste projeto surgiu o SAIMO (Sistema de Aquisição de Imagens para uso em Microscopia Óptica). No estágio atual o SAIMO possui algumas limitações no controle de posicionamento e no campo de visão limitado. O controle de posicionamento atual fica a cargo do operador: não há informação sobre as imagens já adquiridas, podendo ocorrer sobreposição. Devido à limitação do campo de visão, várias aquisições devem ser feitas para se obter o número mínimo de células recomendado. Além disso, há um possível aumento de erro de contagem associado às imagens parciais de célula presentes nas bordas das imagens. Este trabalho tem como proposta solucionar o problema de controle de posicionamento das aquisições, com a localização da cena durante a captura da imagem. Além disso, é proposta uma técnica de composição de mosaico com as imagens adquiridas, reduzindo os problemas causados pelo campo de visão limitado. Também são propostos métodos de préprocessamento apropriados às imagens adquiridas, que proporcionam a redução do tempo das tarefas subseqüentes. O método de validação das localizações verifica se as coordenadas encontradas por este processo são consistentes. Os resultados obtidos mostraram que o método é rápido na localização e eficiente na composição do mosaico, podendo ser utilizado como parte de um sistema de contagem de células por processamento digital de imagens.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-08-06Bitstream added on 2014-06-13T20:57:55Z : No. of bitstreams: 1 souza_ago_me_bauru.pdf: 689901 bytes, checksum: d7a5b8ee232ab30fea5f38892bf69ce8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A retificação tem sido uma das mais importantes operações usadas para obtenção de peças de alta precisão, sendo responsável por considerável parcela do total de operações de usinagem nos países industrializados. Porém, para manter as condições ideiais neste processo, torna-se importante a operação de dressagem do rebolo em intervalos freqüentes para a remoção dos grãos gastos e manter o perfil de sua superfície. Entretanto, a carência de métodos confiáveis indicativos de uma dressagem adequada, de modo a prevenir desgaste excessivo do rebolo durante esta operação, direcionou este trabalho ao estudo de um método de monitoramento da dressagem no processo de retificação, baseado no processamento digital dos sinais de emissão acústica e potência elétrica do motor de acionamento ro rebolo. Para isso, utilizou-se uma aplicativo computacional, previamente desenvolvido em Visual Basic, no qual se realiza o processamento digital destes sinais e quando os parâmetros utilizados indicam dressagem adequada, gera-se um sinal de controle avisando o operador ou interrompendo o processo de dressagem. Ensaios de dressagem foram realizados numa retificadora plana tangencial utilizando-se rebolo de óxido de alumínio de ponta única de diamante. A aquisição dos sinais de emissão acústica e potência foi feita a uma taxa de 4 mil amostras por segundo e, estes sinais foram enviados ao software para análise. Os resultados obtidos foram de forma geral satisfatórios, sendo o parâmetro DPO o que apresentou maior uniformidade e sensibilidade ao ponto de boa dressagem. / Griding has been one of the most important techniques used for obtaining high precision parts and responsible for considerable amount aut of a total of machining operations in industrialized countries. Howener, the dressing operation is very important to occur regularly in order to remove the wear grits on the tool surface and maintain the ideal cutting conditions in the grinding process. On the other hand, the lack of reliable methods to indicate a proper dressing in order to prevent the grinding wheel from getting wear excessively has directed this work to study a method for monitoring the dressing operation. The method was based on the digital processing of the acoustic emission signal and electrical power signal of the electric motor that drives the wheel. To attain such a goal, specific software developed in Visual Basic was employed, in which digital processing of these signal was carried out and a control signal was sent to the machine operator when the studied parameter indicates proper dressing ofr the dressing operation is halted. Dressing tests were carried out in a surface grinding machine equipped with an aluminum oxide grinding wheel and a single point diamond dresser. The data acquisition of acoustic emission and electrical power signal was performed at 4 million samples per second and then the signal were sent to the mentioned software to be analyzed. In general, the results have shown quit good, but the DPO parameter presented better consistency and sensitivity to indicate suitable dressing moment.

Historicamente, devido à incompreensibilidade dos fenômenos físicos envolvidos, diversas técnicas de análise experimental de escoamentos foram desenvolvidas. Inicialmente, estas técnicas consistiam em uma simples visualização do escoamento em questão. Visava-se com isto produzir a intuição física a respeito do sistema físico para que futuras teorias pudessem ser formuladas. No entanto, nos anos posteriores, tornou-se necessária a criação de técnicas quantitativas. Neste segmento, a evolução tecnológica da eletrônica propiciou que técnicas intrusivas e não intrusivas fossem criadas. Tal processo culminou com o surgimento da microeletrônica, quando sensores eletrônicos de imagem puderam ser fabricados. Assim, técnicas não intrusivas de velocimetria através de processamento digital de imagens tornaram-se referência, possibilitando a medição de campos de velocidade do escoamento em análise. Tais técnicas são atualmente utilizadas não apenas no meio acadêmico, na investigação da turbulência, como na indústria, em projetos de engenharia que envolvam alta tecnologia. Neste trabalho, apresenta-se uma metodologia para a concepção de um sistema de velocimetria de 2 dimensões por processamento digital de imagens. Para tanto, o sistema de velocimetria foi dividido em duas partes, sendo os equipamentos bem como os conceitos físicos envolvidos em cada uma analisados e descritos Por fim, projetou-se e implementou-se um sistema de velocimetria de 2 dimensões através de processamento digital de imagens, modo PIV. A sua validação foi efetuada sobre um escoamento altamente turbulento interno a um duto circular, cuja solução é conhecida e exaustivamente estudada no decorrer dos anos. O resultado obtido se apresentou totalmente satisfatório e demonstrou a grande importância atual de tal técnica de medição.

O exame de sangue é um dos procedimentos de análises clínicos mais utilizados pelo largo espectro de anomalias que consegue detectar. A contagem de células de sangue, objeto deste trabalho, é um destes exames. A contagem manual é feita por um operador que examina ao microscópio, com ampliação adequada, uma amostra eventualmente tratada ou colorida. Ainda hoje há casos em que contagem manual é necessária mas é cada vez mais freqüente a utilização da contagem automática, feita através de citômetro de fluxo. Esta dissertação aborda um sistema de contagem de células do sangue por processamento digital de imagens e pode ser automático ou semi-automático. O projeto é fruto de uma parceria entre o LaPSIDELET e o HCPA. Deste projeto surgiu o SAIMO (Sistema de Aquisição de Imagens para uso em Microscopia Óptica). No estágio atual o SAIMO possui algumas limitações no controle de posicionamento e no campo de visão limitado. O controle de posicionamento atual fica a cargo do operador: não há informação sobre as imagens já adquiridas, podendo ocorrer sobreposição. Devido à limitação do campo de visão, várias aquisições devem ser feitas para se obter o número mínimo de células recomendado. Além disso, há um possível aumento de erro de contagem associado às imagens parciais de célula presentes nas bordas das imagens. Este trabalho tem como proposta solucionar o problema de controle de posicionamento das aquisições, com a localização da cena durante a captura da imagem. Além disso, é proposta uma técnica de composição de mosaico com as imagens adquiridas, reduzindo os problemas causados pelo campo de visão limitado. Também são propostos métodos de préprocessamento apropriados às imagens adquiridas, que proporcionam a redução do tempo das tarefas subseqüentes. O método de validação das localizações verifica se as coordenadas encontradas por este processo são consistentes. Os resultados obtidos mostraram que o método é rápido na localização e eficiente na composição do mosaico, podendo ser utilizado como parte de um sistema de contagem de células por processamento digital de imagens.

A presente pesquisa avalia o comportamento da ocupação do terreno, no período de 1956 a 1996, na província de Ciudad de La Habana, Cuba, através de dados orbitais e informações temáticas dentro de um ambiente SIG. Ainda faz um estudo sobre a localização de áreas suscetíveis de escorregamentos no município de Habana del Este. Para o estudo da dinâmica de ocupação de Ciudad de La Habana, o desenvolvimento desta pesquisa baseia-se na possibilidade de verificação das mudanças, das classes de ocupação do terreno selecionadas, ocorridas no período de análise, através da utilização de fotografias aéreas de 1956, de imagem XS-SPOT de 1987 e de imagem TM-LANDSAT de 1996. A partir da análise multitemporal-multiproduto foi possível a identificação das transformações ocorridas no espaço urbano. As composições coloridas XS-SPOT (3/2/1-RGB) e TM4/TM3/TM2 (RGB) e TM3/TM2/TM1, conjuntamente com os resultados dos índices de vegetação, e em menor medida, a classificação pelo método da máxima verossimilhança, permitiram separar os diferentes tipos de ocupação do terreno (classes muito urbanizada, pouco urbanizada e rural, principalmente) e gerar os mapas de ocupação de 1987 e 1996, os que foram comparados em ambiente SIG para a análise da dinâmica. As operações de divisão de bandas utilizadas na determinação dos índices de vegetação permitiram verificar as reduções de cobertura vegetal acontecida entre os anos de 1987 e 1996. O estudo das ameaças de escorregamentos no município de Habana del Este foi feito a partir dos fatores condicionantes, a dizer, grau de declividade, tipos de ocupação, assim como profundidade e grau de saturação dos solos. Essas informações foram analisadas num Sistema de Informação Georreferenciada (SIG-IDRIS), gerando o mapa de ameaças potenciais de escorregamentos, o qual mostra, de forma geral (devido à escala de trabalho), as áreas mais suscetíveis à ocorrência de instabilidade de encostas. Verificou-se que esses locais estão localizados pontualmente, ocupando pequenas áreas dispersas pelo território, principalmente sob os Planaltos tectonico-estruturais (Fig. 5) que se localizam paralelos à costa em toda a área do município. / The dissertation evaluates the behavior of land occupation, from 1956 to 1996, of Ciudad de La Habana county, Cuba, through remote sensing data (orbital and aerial data) and thematic information in a Geographical Information System (GIS). It still presents a study about the location of landslides susceptible areas in the Habana del Este district. For the study of the Ciudad de La Habana occupation dynamics, the research was based on the verification possibility of changes in the selected land classes of occupation, occurred in the studied period, through the use of panchromatic aerial pictures of 1956, XS-SPOT 1987 image and TM-LANDSAT 1996 image. Based on multitemporal - multiproduct analysis was possible to recognize the transformations occurred in the urban space. The false-color compositions XS-SPOT (3/2/1-RGB) and TM-Landsat (4/3/2 and 3/2/1 - RGB), jointly with the vegetation indexes results, and, secondarily, with maximum likehood classifications, allowed to separate the different types of land occupation (very urbanized, urbanized, not very urbanized and rural classes, mainly) and to generate the occupation maps of 1987 and 1996. These maps were compared among them and with the 1956 occupation map, obtained by visual interpretation of the aerial pictures, in GIS environment, for the urban dynamic analysis. The study of the landslides hazards in the district of Habana del Este was based in the main conditioning factors: declivity degree, occupation types and depth and saturation degree of the soil. Those information were analyzed in a GIS environment, generating a regional map of potential landslides hazards, which shows, in a general view (due to the work scale), the most susceptible areas to the occurrence of slope instabilities. It was verified those locals are punctual, occupying small dispersed areas in the whole territory, mainly under the tectonic-structural Plateau, that are located parallel to the coast.

Orientador: Renato da Rocha Lopes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T08:10:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Takahata_AndreKazuo_D.pdf: 10418132 bytes, checksum: 71c4bb92534425059f1397eb4fc919a2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho consideramos técnicas de processamento de sinais que têm como objetivo aumentar a resolução de imagens da subsuperfície geradas com dados sísmicos. Uma das técnicas consideradas é a deconvolução unidimensional, que tem como finalidade eliminar distorções causadas pelas limitações em banda de frequência da fonte sísmica, bem como pela absorção de componentes e distorções de fase ocorridas durante a propagação da onda sísmica. Nesta tese, analisamos tanto métodos chamados supervisionados, em que estão disponíveis medidas adicionais às medidas sísmicas, que podem guiar o processo de deconvolução, quanto os métodos não supervisionados, em que apenas as medidas sísmicas são consideradas. Em particular, tratamos dos métodos de filtragem de Wiener e mínimos quadrados para os métodos supervisionados. Nos métodos não supervisionados, discutimos as hipóteses para o funcionamento dos métodos envolvendo as estatísticas referentes à refletividade de subsuperfície e do espectro de fase do pulso sísmico. Em particular, analisamos principalmente uso do filtro de erro de predição, que utiliza estatísticas de segunda ordem (SOS) e requer um pulso de fase mínima, e mostramos nossa contribuição sobre um método que utiliza estatísticas de ordem superior (HOS) chamado de "banded independent component analysis" (B-ICA) e que não exige que o pulso seja de fase mínima. Por fim, realizamos um estudo de caso envolvendo dados obtidos em um poço e dados sísmicos com fim de ilustrar nossa análise. Na deconvolução bidimensional são tratadas, além das distorções pela fonte sísmica consideradas na abordagem unidimensional, distorções causadas pela geometria de aquisição de dados e de variações de velocidade de propagação sísmica causadas por complexidades geológicas. Tais distorções podem ser quantificadas em imagens sísmicas obtidas pela técnica de imageamento chamada migração em profundidade pré-empilhamento (PSDM) por meio de uma relação de convolução bidimensional entre a refletividade da subsuperfície e uma função de resolução. Sob hipóteses adequadas, a função de resolução pode ser modelada como uma função de espalhamento pontual (PSF) e a deconvolução bidimensional, portanto, consiste em atenuar o efeito dessas PSFs. Neste trabalho revisamos os aspectos básicos desta modelagem e da estimação das PSFs, bem como do processo de imageamento, e mostramos a nossa contribuição para a deconvolução bidimensional por meio de um método de filtragem inversa / Abstract: In this work, we consider signal processing techniques that aim to improve the resolution of images of the subsurface of the Earth generated from seismic data. One such technique is uni-dimensional deconvolution, which aims to eliminate distortions caused by limitations in the seismic source frequency band, as well as distorting effects caused by frequency components absorption and phase changes during seismic propagation. We analyze both supervised methods, in which reference signals are used in addition to the seismic measurements to determine the decovolution filter, as well as unsupervised methods, in which only the seismic measurements are used. Particularly, we analyze Wiener filtering and least squares methods on the supervised case. As for the unsupervised algorithms, we discuss the hypotheses that underlie these methods, which are based on the statistics of the reflectivity of the subsurface and the phase spectrum of the wavelet pulse. We analyze especially the use of the prediction error filter, which uses second order statistics (SOS) and requires a minimum phase wavelet, and we show our contribution on a method that uses higher order statistics (HOS) called banded independent component analysis (B-ICA), which does not requires that the wavelet be minimum phase. We also present a case study using log data measured in a borehole and seismic data in order to illustrate our analysis. In bidimensional deconvolution, we consider, besides the seismic source distortions considered in the 1D approach, distortions in seismic imaging caused by the acquisition geometry and velocity model complexity associated with the geological structure of the subsurface. These distortions can be quantified in seismic images created through the technique called prestack depth migration (PSDM) using a 2D convolution model between the reflectivity of the subsurface and the so-called resolution function. Under appropriate hypotheses, the resolution function can be seen as a point spread function (PSF). Thus, the objective of 2D deconvolution is to attenuate the effect of these PSFs. In this work, we review the basic aspects of the 2D convolutional model and PSF estimation, as well as the imaging process, and we show our contribution on 2D deconvolution using an inverse filtering approach / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

[pt] Esta dissertação estuda uma nova proposta para a predição de séries baseada na decomposição de seqüências em sub- bandas de freqüência fazendo uso de uma modelo onde adaptam-se técnicas de filtragem e de processamento de sinais. A pesquisa proposta estuda formas alternativas de predição, utilizando a decomposição da série original em sub-bandas e sua posterior reconstrução. O modelo proposto é gerado pela convolução da seqüência invertida pelos filtros FIR do Banco de síntese. Os filtros utilizados para os testes do processo de decomposição e de predição são filtros FIR simétricos de ordem par. Testes foram realizados utilizando seqüências determinísticas bem variadas em termos de ocupação do espectro de freqüências, bem como seqüências não determinísticas geradas por processos autoregressivos. Os resultados podem ser classificados como muito bons comparados ao que se conhece na literatura. / [en] This work proposes a new technique for signals forecast based on the decomposition in frequency sub-bands. The model uses digital filters and signals processing techniques, exploiting properties of the analysis nd synthesis filter banks. Perfect reconstruction digital filter banks are used to allow subband prediction, usign least squares criteria. The approach was applied to a number of different filter banks, in order to determine the influence of filter length and other filter properties in the prediction error. The method was tested usign both, deterministic and random generated series with good results.

A identificação e o monitoramento de microorganismos aquáticos, como bactérias e microalgas, tem sido uma tarefa árdua e morosa. Técnicas convencionais, com uso de microscópios e corantes, são complexas, exigindo um grande esforço por parte dos técnicos e pesquisadores. Uma das maiores dificuldades nos processos convencionais de identificação via microscopia é o elevado número de diferentes espécies e variantes existentes nos ambientes aquáticos, muitas com semelhança de forma e textura. O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para a caracterização e classificação de microorganismos aquáticos (bactérias e microalgas), bem como a determinação de características cinemáticas, através do estudo da mobilidade de microalgas que possuem estruturas que permitem a natação (flagelos). Para caracterização e reconhecimento de padrões as metodologias empregadas foram: o processamento digital de imagens e redes neurais artificiais (RNA). Para a determinação da mobilidade dos microorganismos foram empregadas técnicas de velocimetria por processamento de imagens de partículas em movimento (Particle Tracking Velocimetry - PTV). O trabalho está dividido em duas partes: 1) caracterização e contagem de microalgas e bactérias aquáticas em amostras e 2) medição da velocidade de movimentação das microalgas em lâminas de microscópio. A primeira parte envolve a aquisição e processamento digital de imagens de microalgas, a partir de um microscópio ótico, sua caracterização e determinação da densidade de cada espécie contida em amostras. Por meio de um microscópio epifluorescente, foi possível, ainda, acompanhar o crescimento de bactérias aquáticas e efetuar a sua medição por operadores morfológicos. A segunda parte constitui-se na medição da velocidade de movimentação de microalgas, cujo parâmetro pode ser utilizado como um indicador para se avaliar o efeito de substâncias tóxicas ou fatores de estresse sobre as microalgas. O trabalho em desenvolvimento contribuirá para o projeto "Produção do Camarão Marinho Penaeus Paulensis no Sul do Brasil: Cultivo em estruturas Alternativas" em andamento na Estação Marinha de Aquacultura - EMA e para pesquisas no Laboratório de Ecologia do Fitoplâncton e de Microorganismos Marinhos do Departamento de Oceanografia da FURG. O trabalho propõe a utilização dos níveis de intensidade da imagem em padrão RGB e oito grandezas geométricas como características para reconhecimento de padrões das microalgas O conjunto proposto de características das microalgas, do ponto de vista de grandezas geométricas e da cor (nível de intensidade da imagem e transformadas Fourier e Radon), levou à geração de indicadores que permitiram o reconhecimento de padrões. As redes neurais artificiais desenvolvidas com topologia de rede multinível totalmente conectada, supervisionada, e com algoritmo de retropropagação, atingiram as metas de erro máximo estipuladas entre os neurônios de saída desejados e os obtidos, permitindo a caracterização das microalgas.

Neste trabalho é descrito um sistema para aquisição e processamento do sinal de eletrocardiograma (ECG) para uso em experimentos de fisiologia cardíaca adaptativa de animais aquáticos (peixes). A aplicação imediata destina-se ao Laboratório de Zoofisiologia e Bioquímica Comparativa do Departamento de Ciências Fisiológicas da Universidade Federal de São Carlos. Um algoritmo de processamento do sinal de ECG é proposto, implementado e comparado com outros dois algoritmos, descritos na literatura especializada, tendo demonstrado ótimo desempenho. Um sistema de controle de experimentação, onde as condições do meio como temperatura e pressão de oxigênio, são mantidas constantes, também foi implementado. / In this work a system for signal acquisition and digital processing of the electrocardiogram (ECG) for adaptive cardiac physiology of fishes is described. The instrumentation has been developed to be used in the \"Laboratório de Zoofisiologia e Bioquímica do Departamento de Ciências Fisiológicas da Universidade Federal de São Carlos\". A new algorithm for signal processing of ECO is proposed, implemented and compares favourable with two others described in the literature. Also, a control system to keep constant the temperature and pressure has been designed.