Resumo: Aplicações de Processamento de Imagens podem exigir poder de processamento tão alto que a computação tradicional não é capaz de fornecer. Uma alternativa eficiente é a computação de Propósito Geral em Placas Gráficas (GPGPU). CUDA ´e a API da NVidia que implementa o modelo de programação em placas gráficas. Muitas aplicaces que foram reimplementadas em CUDA estão alcançando ganhos significativos de desempenho. Este trabalho tem como objetivo aproveitar o processamento paralelo das placas gráficas através do modelo de computação CUDA para proporcionar melhor desempenho ao detector de bordas Canny na biblioteca de processamento de imagens ITK. Para isso, é apresentado um estudo sobre as arquiteturas CUDA e ITK, conceitos pertinentes e as abordagens utilizadas para implementar filtros ITK para executar em placas gráficas. Além do detector de bordas Canny, foram desenvolvidos o cálculo de gradiente Sobel e a Suavização Gaussiana, assim como uma classe de configuração CUDA para o ITK. O desempenho desses filtros foram avaliados mostrando ganhos em qualquer arquitetura de placa gráfica da NVidia. Além disso, técnicas eficientes de programação foram propostas e avaliadas nas arquiteturas de placas da NVidia G80, GT200 e Fermi. Palavras-chave: Computação em Placas Gráficas; GPGPU; CUDA; Processamento de Imagens; ITK; Canny; Suavização Gaussiana; Convolução; Sobel.

Resumo: Este trabalho apresenta um estudo comparativo sobre métodos de agrupamento, incluindo diferentes abordagens para segmentação de conjuntos de dados que utilizam métodos de agrupamento. As abordagens são baseadas nas duas técnicas de agrupamento mais populares, agrupamento particional e agrupamento hierárquico, e vêm introduzir heurísticas que, de alguma forma, levem à obtenção de um melhor resultado para o agrupamento. A partir das implementações de diversos métodos de agrupamento, este trabalho introduz uma nova heurística para a segmentação de imagens de profundidade por agrupamento, com o objetivo de melhorar o resultado da segmentação obtendo uma partição melhor para o agrupamento. A abordagem desenvolvida é baseada na extração de informações, para inicialização dos algoritmos de agrupamento, a partir de uma pré-segmentação da imagem usando deteção de bordas.

Resumo: O reconhecimento de padrões de alvos específicos presentes na paisagem urbana como telhados de edificações as quais não são padronizados, ou seja, possuem variadas formas geométricas, dimensões, cores e texturas não é uma tarefa simples devido à alta complexidade desses alvos. Detectar e discriminar esses alvos constitui tarefa fundamental nos processos de mapeamento baseados em análise de imagem. Entretanto, graças aos avanços tecnológicos incorporados às câmaras fotogramétricas digitais, tem-se percebido um aumento contínuo da resolução espectral. Isso torna possível adquirir imagens com maior potencial para a discriminação devido aos atributos espectrais. Como alternativa de sistema de aerolevantamento, foi desenvolvido o Sistema Aerotransportado de Aquisição e Pós- Processamento de Imagens Digitais (SAAPI) o qual é capaz de adquirir imagens aéreas multiespectrais com alta resolução espacial. O SAAPI é composto por sensores de quadro capazes de produzir imagens multiespectrais com características de flexibilidade, confiabilidade e baixo custo. Mas, esses dados espectrais devem ser avaliados em aplicações de reconhecimento de padrões para aprimorar sua utilização. Nesse contexto, este trabalho busca ajustar índices de realce para serem capazes de destacar alvos específicos como corpo d'água, sombra, via pavimentada e vegetação presentes na paisagem urbana registrados em imagens adquiridas pelo SAAPI... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Pattern recognition of specific targets in the urban scenery is not a simple task due to its high complexity. Recognizing building roofs, per example, has very variable features like geometrical form, dimension, color and texture. Detection and discrimination of these targets are basic tasks in mapping processes which are based on image analysis. Technological advancements of digital cameras have helped to improve the continuous increase of spectral resolution. Consequently, it allows the acquisition of aerial image data with higher potential for target discrimination based on spectral response. As an alternative to areal surveying system, it was developed the Lightweight Airborne Image Acquisition System (SAAPI) in order to survey high resolution areal-based multispectral images. The SAAPI is made-up of sensors to produce multispectral images with characteristics of flexibility, reliability and low cost. However, these spectral data must be evaluated for pattern recognition applications. Thus, this research intends to adjust enhancement indexes to detection of specific targets in the urban scenery, like water, shadow, paved roads and vegetation in images taken through the SAAPI... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2015. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-05-07T15:40:09Z No. of bitstreams: 1 2015_LiliandaRochadaSilva.pdf: 9988497 bytes, checksum: 4ad9cbb8abd29ed63ff627555da9eb03 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2015-05-12T13:20:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LiliandaRochadaSilva.pdf: 9988497 bytes, checksum: 4ad9cbb8abd29ed63ff627555da9eb03 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-12T13:20:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LiliandaRochadaSilva.pdf: 9988497 bytes, checksum: 4ad9cbb8abd29ed63ff627555da9eb03 (MD5) / A discriminação de classes de cobertura vegetal e o monitoramento da expansão da fronteira agrícola no bioma Cerrado têm sido conduzidos principalmente com base em imagens ópticas de satélites com resolução espacial moderada. O uso dessas imagens tem apresentado certa dificuldade por causa da elevada sazonalidade climática e da acentuada dinâmica espacial e temporal das atividades agrícolas. O lançamento do satélite RapidEye, com tamanho de pixel de 5 metros e periodicidade diária (off nadir), trouxe novas perspectivas para o mapeamento e monitoramento da cobertura vegetal do Cerrado. Esta pesquisa objetivou analisar o potencial das imagens RapidEye para discriminar as seguintes classes de cobertura vegetal natural e antrópica do bioma Cerrado: formações florestais, formações savânicas, formações campestres, culturas agrícolas e pastagens cultivadas. Os objetivos específicos incluíram a definição das três bandas mais apropriadas para geração de composições coloridas RGB para interpretação visual; a definição da banda espectral mais favorável para discriminação das classes espectrais acima mencionadas; a definição de classes de cobertura vegetal passíveis de serem discriminadas pelas imagens do satélite RapidEye; e o desempenho da técnica de segmentação por crescimento de regiões seguida de uma nova proposta de classificação semi-automática baseada nos parâmetros estatísticos da tabela de atributos da segmentação, para discriminar as classes de cobertura vegetal consideradas. Análises estatísticas de coeficiente de correlação por Pearson e Optimum Index Factor (OIF), análise de variância (ANOVA), análise de agrupamento hierárquico (cluster analysis) e análise da matriz de confusão indicaram que: a composição colorida RGB mais apropriada é a que envolve as bandas 1 (faixa espectral do azul), 3 (vermelho) e 5 (infravermelho próximo); as bandas 3 e 4 (red-edge) foram as que demonstraram maior potencial para discriminar as classes de cobertura vegetal e natural; é possível discriminar, no mínimo, dois grandes grupos espectrais, um grupo composto por formações florestais e savânicas e o outro grupo composto por formações campestres, culturas agrícolas e pastagens cultivadas; e a nova técnica de segmentação seguida de classificação semi-automática mostrou uma alta acurácia para mapeamentos das cinco classes espectrais consideradas nesse estudo. / The discrimination of land cover classes and the monitoring of expansion of agricultural frontiers in the Cerrado biome have been conducted mainly based on optical satellite images with moderate spatial resolutions. The use of these images has presented some difficulty because of the high seasonality and strong spatial and temporal dynamics of agricultural activities. The launch of the RapidEye satellite, with pixel size of 5 meters and daily repeat-pass (off nadir), brought new perspectives for mapping and monitoring the vegetation cover of the Cerrado. This paper analyzes the potential of RapidEye images to discriminate the following land use and land cover (LULC) classes: forestlands, shrublands, grasslands, croplands and cultivated pastures. The specific objectives included the definition of the three most appropriate bands to generate RGB color composites for visual interpretation; defining the most favorable spectral bands for discrimination of the above spectral classes; the definition of LULC classes that can be discriminated by the RapidEye satellite images; and the performance of the new technique based on image segmentation by growing region and followed by the semi-automatic classification based on the statistical parameters available in the attribute table of segmentation to discriminate the considered LULC classes. The Pearson correlation coefficient, the Optimum Index Factor (OIF), the analysis of variance (ANOVA), the hierarchical cluster analysis and the results of confusion matrix showed that: the most appropriated RGB color composite was the one involving the spectral bands 1 (blue) 3 (red) and 5 (near infrared); bands 3 and 4 (red-edge) were the ones that showed the highest potential to discriminate the LULC classes; it is possible to distinguish at least two major spectral groups, the group composed by forestlands and shurblands and the group composed by the grasslands, croplands and cultivated pastures; and the new segmentation technique followed by semi-automatic classification showed high accuracy for mapping the five spectral classes considered in this study.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-02-20T15:38:45Z No. of bitstreams: 1 2012_SilviaNascimentoViana.pdf: 4962871 bytes, checksum: bf6a7a3dd7a972ea49a82158620674d0 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2013-02-26T14:38:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_SilviaNascimentoViana.pdf: 4962871 bytes, checksum: bf6a7a3dd7a972ea49a82158620674d0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-26T14:38:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_SilviaNascimentoViana.pdf: 4962871 bytes, checksum: bf6a7a3dd7a972ea49a82158620674d0 (MD5) / Cerrado é o termo brasileiro para as formações vegetais savânicas encontradas no Planalto Central brasileiro e é o segundo maior bioma do Brasil. A exploração dos recursos naturais desse bioma tem sido feita por meio de lavouras mecanizadas e criações extensivas de gado bovino. Em 2002, 40% da cobertura vegetal natural desse bioma já haviam sido removidas por alguma atividade antrópica Em 2010, essa porcentagem aumentou para aproximadamente 49%. O Cerrado é considerado um hotspot para conservação da biodiversidade. Mesmo assim, pouco mais de 2% do bioma é protegido em termos de unidades de conservação federal. Uma dessas unidades é o Parque Nacional Chapada dos Veadeiros (PNCV), localizado no nordeste do estado de Goiás. Nesse parque, estudos de reconhecimento e discriminação de classes de cobertura vegetal têm sido realizados com dados obtidos por sensoriamento remoto, mais especificamente os satélites Landsat ETM+ e Terra MODIS. Os sensores ópticos são bastante úteis no mapeamento de alvos na superfície terrestre, contudo é importante reconhecer algumas de suas limitações, como a dependência das condições atmosféricas (cobertura de nuvens). Uma alternativa é o uso de sensores de radar de abertura sintética (SAR), que possuem fonte própria de REM e operam na faixa espectral das microondas. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho é analisar o potencial das imagens do ALOS PALSAR para discriminar as principais fitofisionomias do bioma Cerrado, tendo como estudo de caso, o PNCV. Para tanto, três métodos de classificação de imagens foram utilizados: segmentação e ISOSEG, MAXVER-ICM (máxima verossimilhança - iterated conditional mode) e SVM (support vector machine). A acurácia dos resultados dessas três classificações foi analisada por meio de exatidão global, erros de omissão e comissão e índice Tau ( ). Embora o classificador MAXVER-ICM tenha apresentado acurácia mais alta, os três classificadores tiveram desempenhos parecidos: exatidões globais variando entre 75% a 78% e índices variando de 0,71 a 0,76. Esses valores estão no intervalo de concordância denominado “muito boa”, apenas um nível abaixo da categoria mais alta. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Cerrado is the Brazilian term for savanna vegetation found in the Brazilian Central Plateau and is the second largest biome in Brazil. The exploitation of natural resources of this biome has been made through extensive mechanized crops and livestock cattle. In 2002, 40% of the natural vegetation of this biome had been removed by human activities. In 2010, this percentage increased to approximately 49%. The Cerrado is considered a hotspot for biodiversity conservation. Even so, just over 2% of the biome is protected in terms of federal conservation units. One of these units is the Chapada dos Veadeiros National Park (PNCV), located in the northeastern State of Goiás. In this park, studies of recognition and discrimination of vegetation classes have been conducted with data obtained by remote sensing, especifically Landsat ETM + and Terra MODIS. Optical sensors are useful in mapping the Earth's surface targets, but it is important to recognize some of its limitations, such as dependence on atmospheric conditions (cloud cover). An alternative is the use of sensors with synthetic aperture radar (SAR), which have their own source of electromagnetic radiation and operating in the microwave spectral range. In this sense, the objective of this dissertation is to analyze the potential of ALOS PALSAR images to discriminate the main physiognomies of the Cerrado biome, taking as case study, the PNCV. For this purpose, three methods of image classification were used: segmentation plus ISOSEG, MAXVER-ICM (maximum likelihood-iterated conditional mode) and SVM (support vector machine). The accuracy of results from these three classifications was evaluated by global accuracy, errors of omission and commission and Tau ( ) index. Although the MAXVER-ICM classifier presented highest accuracy, the three classifiers had similar performance: overall accuracies ranging from 75% to 78% and index ranging from 0.71 to 0.76. These values are in the range of concordance called "very good", just one level below the highest category.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-02-04T12:22:19Z No. of bitstreams: 1 2012_BernardoVergneDias.pdf: 4319829 bytes, checksum: 8a90cb4ded8907fa7c73d4c0ebbdb0f3 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-06T14:09:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_BernardoVergneDias.pdf: 4319829 bytes, checksum: 8a90cb4ded8907fa7c73d4c0ebbdb0f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-06T14:09:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_BernardoVergneDias.pdf: 4319829 bytes, checksum: 8a90cb4ded8907fa7c73d4c0ebbdb0f3 (MD5) / A distribuição de fluxo contínuo de vídeo (video streaming) é, atualmente, uma das aplicações de maior sucesso na Internet, sendo as redes par-a-par (P2P, Peer-to-Peer), baseadas em princípios como a escalabilidade e o compartilhamento de recursos, uma das opções importantes para contribuir para a solução de diversos gargalos decorrentes do emprego da tradicional arquitetura cliente-servidor, comumente presente na Internet. Por outro lado, esquemas de codificação de vídeo têm sido recentemente propostos, que permitem o ajuste entre a disponibilidade de recursos (banda) de rede e a quantidade de informação (camadas) sendo enviada para transmissão. Dentre tais esquemas, destaca-se o H.264 SVC (Scalable Video Coding), normatizado pela ITU-T (International Telecommunication Union). Dessa forma, o trabalho inicia-se com a apresentação de conceitos relativos à codificação escalável de vídeo bem como sobre alternativas relativas à distribuição de vídeo sobre redes P2P. Adicionalmente, o trabalho discute alternativas de protocolos de controle de congestionamento multidestinatário, considerando-se a importância desse controle para a distribuição de sequencias de vídeo e o tratamento de tráfego de tempo real na Internet. Uma arquitetura adaptativa para transmissão multidestinatária e ao vivo de vídeo escalável em rede P2P é então proposta, que se baseia, inicialmente, na definição de um paradigma de compressão de vídeo em blocos independentes, de curto intervalo de tempo, contendo uma ou algumas unidades completas de GOP (Group of Pictures). Para esse fim, os blocos são codificados no padrão H.264 SVC, e dotados das três dimensões de escalabilidade – temporal, espacial e de qualidade, sendo tal padrão adotado como forma de prover adaptabilidade. É apresentado, em seguida, um formato para encapsulamento dos blocos de vídeo em pacotes que serão transmitidos com emprego do protocolo RTP (Real-Time Protocol). A transmissão dar-se-á via rede lógica de sobreposição (overlay) organizada em árvore (Tree-based) valendo-se da estratégia de comunicação Push. O Scribe – protocolo descentralizado e escalável construído sobre uma rede em malha Pastry – é utilizado para criação de grupos multidestinatários (Multicast) na topologia árvore. O RTP é estendido para embarcar informações do protocolo de controle de congestionamento TFMCC (TCP-Friendly Multicast Congestion Control), o qual auxiliará o processo de ajuste dinâmico da qualidade de vídeo dos blocos SVC, compondo então, esse esquema, uma estratégia de CAT (Content Adaptation Technique). O TFMCC alimenta-se de parâmetros de QoS (Quality of Service), que serão mensurados pelos nós participantes da rede de transmissão do vídeo; além disso, este protocolo requer sinalização de retorno (feedback), que ocorrerá por canal de comunicação inverso, adicionado na rede Scribe. A literatura mostra que o TFMCC, especialmente em função de seu comportamento justo e moderadamente agressivo, se adequa bem no contexto de transmissão contínua de vídeo considerado nesta obra. A proposta inclui também o emprego de técnica de retransmissão da camada base de forma a poder compensar perdas de bloco buscando assegurar uma quantidade mínima de informação para reprodução de vídeo. A arquitetura proposta visa oferecer ao usuário melhor qualidade de experiência em transmissões ao vivo e de grande escala, sendo avaliada, a título preliminar, pela realização de testes em diferentes cenários e com base em diferentes sequências de vídeo. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Video streaming is currently one of the most successful applications on the Internet and P2P (Peer-to-Peer) network, based on scalability and resource sharing principles, is one of the important options to contribute to solve many bottlenecks that result from the use of traditional client-server architecture, commonly present on the Internet. Furthermore, video encoding schemes have been recently proposed to allow adjustment between the availability of resources (bandwidth) of the network and the amount of information (layers) being sent. Among these schemes, we highlight the H.264 SVC (Scalable Video Coding), standardized by ITU-T (International Telecommunication Union). In this way, the work begins with the presentation of concepts of scalable video coding as well as alternatives for distribution of video over P2P networks. Additionally, this work discusses alternatives of multicast congestion control protocols, considering the importance of this control for the distribution of video sequences and processing of real-time traffic on the Internet. An adaptive architecture for live streaming of scalable video over P2P network is then proposed, which is based initially on the definition of a paradigm of video compression based on independent compressed blocks of short time interval, containing one or more GOP (Group of Pictures). To this end, the blocks are encoded in H.264 SVC (Scalable Video Coding) endowed with the three dimensions of scalability - temporal, spatial and quality. Such standard was adopted in order to provide adaptability. It is presented a format for encapsulation of video blocks for transmission over RTP (Real-Time Protocol). A tree-based overlay network is used for content distribution according to the Push strategy. The Scribe - a scalable application-level multicast infrastructure – which is built on top of Pastry – a decentralized and large-scale mesh peer-to-peer system - is used to create the multicast groups in a tree topology. The RTP is extended to support piggybacking of TFMCC (TCP-Friendly Multicast Congestion Control) protocol, which will assist the process of dynamic adjustment of video quality of the SVC blocks. This overall scheme composes a CAT (Content Adaptation Technique). The TFMCC takes as input a set of QoS (Quality of Service) parameters, which will be measured by the nodes of the tree overlay network. In addition, this protocol requires feedback of reports. To meet this need, a return channel is added to the Scribe. Related works show that the TFMCC, especially in light of his fair and moderately aggressive behavior, fits well in the context of video streaming addressed in this work. The proposal also includes a technique of retransmission of the base layer in order to compensate block losses, aiming to ensure a minimal amount of information for video playback. The architecture outlined aims to provide the highest quality user experience in live broadcasts and large scale, being evaluated, at first glance, by testing in different scenarios and based on different video sequences.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-04-17T13:29:00Z No. of bitstreams: 1 2012_DiogoCaetanoGarcia.pdf: 15878878 bytes, checksum: 91fe8abc8437486d6c943da6fb83374d (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-04-17T14:00:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_DiogoCaetanoGarcia.pdf: 15878878 bytes, checksum: 91fe8abc8437486d6c943da6fb83374d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-17T14:00:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_DiogoCaetanoGarcia.pdf: 15878878 bytes, checksum: 91fe8abc8437486d6c943da6fb83374d (MD5) / Sequências de múltiplas vistas emergiram recentemente, gerando uma série de aplicações imersivas, tais como como televisões 3D, telas autoestereoscópicas e televisão de ponto-de-vista livre. Em compensação, surgem considerações técnicas, tais como o aumento das taxas de transmissão e da complexidade computacional, em uma escala muito maior do que grande parte dos sistemas de transmissão atuais está preparada para suportar. Uma alternativa viável para muito sistemas é a codificação em resolução mista, amparada por diversos estudos que indicam que a visão binocular não é afetada quando uma das vistas é mais borrada que a outra. O sistema visual humano compensa a falta de detalhes com os detalhes da outra vista, tornando a visão estéreo subjetivamente muito próxima ao resultado obtido quando não se borra uma das vistas. Em compensação, esta arquitetura não é viável para sistemas de ponto-de-vista livre, pois os usuários podem escolher ver a vista borrada em um dado momento. A presente tese propõe três métodos de super-resolução para sequências de múltiplas vistas em resolução mista, nos quais as vistas em resolução normal são utilizadas para recuperar detalhes de alta frequência nas vistas em tamanho reduzido. Diversos testes com sequências reais e sintéticas, realizados com e sem codificação H.264/AVC, mostram ganhos objetivos de qualidade significativos para os métodos propostos, recuperando detalhes de alta frequência para as vistas em tamanho reduzido. _______________________________________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Multiview sequences recently emerged, generating a number of immersive applications such as 3D TV, auto-stereoscopic screens ad free-viewpoint TV. On the other hand, several technical considerations emerge, like data-rate and computational-complexitv growth, in a much larger scale than many current transmission systems can bear. A viable alternative is mixed resolution coding, based on studies that indicate that binocular vision is not affected when one of the views is blurrier than the other. The human visual system compensates the lack of details with the details in the other view, making stereo vision subjectively very close to the results obtained when one of the views is not blurred. However, this system is not viable for free-viewpoint systems, as users may choose the blurred view at any given time. The present thesis proposes three super-resolution methods for mixed-resolution multiview sequences, using full-resolution views to recover high- frequency details for the low-resolution views. Several tests with real and synthetic sequences, made with and without 11.20 1 AYC coding, show significant objective quality gains for the proposed method, recovering high-frequency details for the low-resolution views.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-05-24T16:10:32Z No. of bitstreams: 1 2013_CristinaDuarteAlmeida.pdf: 4051745 bytes, checksum: c6e7963ff3c8bcf3c389885ccb034650 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-05-29T11:53:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_CristinaDuarteAlmeida.pdf: 4051745 bytes, checksum: c6e7963ff3c8bcf3c389885ccb034650 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-29T11:53:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_CristinaDuarteAlmeida.pdf: 4051745 bytes, checksum: c6e7963ff3c8bcf3c389885ccb034650 (MD5) / O Planejamento da radioterapia é tradicionalmente baseado na Tomografia Computadorizada (TC) para obtenção de imagens das áreas alvo, que são então analisadas para determinação da dosagem de radiação. A eficiência do tratamento, em seguida, depende da reprodutibilidade da posição em que o paciente estava quando as imagens de TC foram realizadas. Neste trabalho é proposto e avaliado um processo de fusão da imagem que ajuda os médicos radio-oncologistas no sentido de comparar a posição atual do paciente através da imagem portal com a imagem reconstruída digitalmente através do sistema proposto de planejamento, e com isso estimar os erros de posicionamento e os deslocamentos de correção necessários. O sistema foi desenvolvido no Hospital Universitário de Brasília. Neste sistema, a imagem radiográfica digital (imagem portal) é adquirida de cada paciente, antes do tratamento radioterápico. A imagem portal é então fundida com uma radiografia digital reconstruída permitindo as correções de posicionamento. O sistema demonstrou precisão na determinação dos deslocamentos a partir da fusão, tendo sido constatada maior concordância entre os usuários sobre o posicionamento do paciente quando comparada a fusão com a análise visual. As variâncias observadas foram em média no eixo lateral de 0,0172, longitudinal de 0,0267 e vertical de 0,0405. Obtidas com o sistema de fusão, com p-valor de 0,0877 na lateral; 0,0106 no longitudinal e 0,0930 no vertical. Os resultados sugerem uma melhoria, mesmo sem um dispositivo eletrônico de imagem portal, utilizando uma solução de baixo custo, com um software livre e um algoritmo simples de fusão de imagens. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Radiotherapy planning traditionally uses Computed Tomography (CT) to obtain images from the target areas, which are then analyzed in order to determine the needed radiation doses. Following the planning stage, the treatment efficacy depends on the reproducibility of the patient position when the doses are applied, as compared to the position when the CT scans were performed. This work proposes and evaluates an image fusion method for assisting radio-oncologists doctors to analyze the patient position when the portal image is acquired, as compared to the position during the acquisition of the digitally reconstructed image. The proposed planning system thus estimates the positioning errors and indicates the necessary corrections, which are then verified by the health professionals in charge. The system was developed at the University Hospital of Brasilia. In this system, the digital radiographic image (portal image) is acquired from each patient before the radiotherapy sessions. The portal image is then fused with a digitally reconstructed radiography, so that placement corrections can be conducted. The system has demonstrated precision in the determination of the displacements from fusion, and the users had greater concordance about the positioning of the patient compared to fusion with visual analysis. The variances observed were, in average: 0.0172 in the lateral axis, in longitudinal axis 0.0267 and 0.0405 in vertical axis. The variances obtained with the fusion system, with p-value of 0.0877 to the lateral axis; 0.0106 in longitudinal axis and 0.0930 in the vertical axis. The results suggest an improvement, even without an electronic portal imaging and using a low-cost solution, with free software and a simple algorithm for image fusion.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2007. / Submitted by Natália Cristina Ramos dos Santos (nataliaguilera3@hotmail.com) on 2009-10-08T12:41:25Z No. of bitstreams: 1 2007_LucianoDuarteNascimentoFranco.pdf: 4466994 bytes, checksum: 8c35cf16c365ada1cb196775aa11228c (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2011-01-17T17:58:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_LucianoDuarteNascimentoFranco.pdf: 4466994 bytes, checksum: 8c35cf16c365ada1cb196775aa11228c (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-17T17:58:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_LucianoDuarteNascimentoFranco.pdf: 4466994 bytes, checksum: 8c35cf16c365ada1cb196775aa11228c (MD5) Previous issue date: 2007-12-17 / Esse trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de visão computacional em tempo real que visa a capturar e medir imagens do processo de soldagem GMAW em modo curto-circuito. A captura dessas imagens deve estar sincronizada à detecção de um curto-circuito visando a obter imagens com pouco ou nenhum brilho do arco para que um algoritmo de processamento de imagens possa aferir a posição do arame de soldagem e da poça fundida. Durante o desenvolvimento desse sistema foram estudadas as principais tecnologias envolvidas como: o processo de soldagem GMAW, o porquê de se escolher a soldagem em modo curto-circuito, a analise e monitoração dos sinais de soldagem como a tensão e a corrente, a determinação do melhor ponto para captura de imagens. Em seguida foi desenvolvida toda a infra-estrutura para criação e experimentação do sistema: a montagem de um sistema computacional industrial de captura de imagens, uma mesa linear para o deslocamento do corpo de prova, a escolha do mais adequado sistema de detecção e sincronização de imagens e o desenvolvimento e validação de uma série de softwares como o de detecção de curto-circuitos e o de captura e medição de imagens. Os resultados desse sistema atingiram os objetivos propostos, pois foi possével obter, imagens de boa qualidade, sem saturação, sincronizadas com a detecção do curtocircuito, permitindo então a medição da poça o processamento robusto de imagens da poça de solda. ___________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents the development of a real time computer vision system that seeks to capture and to analyse images of a GMAW arc welding process in short circuit mode. The capture of those images should be synchronized with a short circuit the detection to obtain images with little or no bright so a image processing algorithm can check the position of the welding wire and molten pool. During the development of this system were studied the main technologies involved as: the GMAW, weld process, the reason for choosing the shor-circuit welding mode, the analyzes and the monotoring of the welding signs as the voltage and the current, the determination of the best point to capture images. Meanwhile a whole infrastructure were developed to crate and experiment the system: the assembly of a image capture industrial computer, a linear table to displace the proof body, the choice of a synchronization and detection image system, the development and validation of a series of softwares as the short-circuit detection and the image capture and mesure algorithm. The results of that system were satisfactory, because it was possible to obtain, in a very efficient way, good quality images, without bright, synchronized with the detection of the short circuit, allowing to measure the molten pool.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2009. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2010-03-26T22:00:47Z No. of bitstreams: 1 2009_KarenFrancadeOliveira.pdf: 2135605 bytes, checksum: 3dfac6f639aa95f49b1f3e72f88ca33d (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-04-07T22:40:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_KarenFrancadeOliveira.pdf: 2135605 bytes, checksum: 3dfac6f639aa95f49b1f3e72f88ca33d (MD5) / Made available in DSpace on 2010-04-07T22:40:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_KarenFrancadeOliveira.pdf: 2135605 bytes, checksum: 3dfac6f639aa95f49b1f3e72f88ca33d (MD5) Previous issue date: 2009-01 / Esse trabalho apresenta um método de análise da estabilidade numérica de transformadas wavelet direcionais adaptativas via lifting. O objetivo é investigar a relação entre uma dada combinação de direções dos estágios de lifting e a qualidade de reconstrução das bases correspondentes. Esse novo método é baseado na variação em frequência do número de condição da matriz polifásica de síntese de bancos de filtros multidimensionais direcionais. As transformadas implementadas, caracterizadas por bancos de filtros dessa natureza, permitem adaptar localmente as direções de filtragem às direcionalidades de uma imagem, resultando em menores coeficientes de detalhe nas sub-bandas de alta freqüência. Para tal, modificou-se o kernel da wavelet interpolante (6,6), inserindo-se informação direcional em seus estágios de lifting. Diferentes abordagens foram sugeridas para definir a combinação ótima de direções, no sentido de compressão. Os melhores resultados apontaram para escolha da direção de predição baseada em um algoritmo de minimização de distorção, adotando-se, em seguida, a mesma direção para o passo de atualização. Para realizar os testes de desempenho da transformada direcional implementada, substitui-se os módulos de transformação dos codificadores JPEG2000 e SPIHT. Desse modo, efetivamente conseguiu- se maior compactação de energia para imagens com transições abruptas. Prossegiu-se com a análise da estabilidade numérica das bases, fundamentada na variação do número de condição. Os procedimentos realizados mostraram que bases originadas por direções de predição distintas da de atualização realmente apresentam pior qualidade de reconstrução. Como o módulo de transformada é uma parte importante de um sistema de compressão de imagens, uma melhoria nesse módulo efetivamente é capaz de prover bons resultados em termos taxa-distorção para o sistema todo. ________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a method for the numerical stability analysis of adaptive lifting-based directional transforms. The goal is to investigate the relation between the directions set in the lifting scheme and the reconstruction quality of the corresponding bases. This new method is based on the variation in frequency of the condition number of the synthesis polyphase transfer matrix of multimensional directional filter banks. The implemented transforms, characterized by such filters, allows for the adaptation of the filtering directions to match the local directionality of the image features, resulting in lower energy of the high-frequency subbands. In order to do so, the (6,6) interpolating wavelet kernel was modified, inserting directional information into the lifting steps. Different methods were suggested to determine the optimal set of directions, in terms of maximizng compression performance. Best results pointed to the prediction direction choice based on the distortion minimization algorithm, followed by the update step in the same direction. In order to test the directional transforms, the transform modules of JPEG2000 and SPIHT coders were replaced by the aforementioned transform algorithm. In this way, one can really achieve higher energy compaction for images with abrupt transitions. Next, we carried a numerical stability analysis based on the variation in frequency of the condition number of the transform. Results have shown that bases generated by using the prediction direction different from the update direction actually leads to worse reconstruction quality. As the transform is one of the crucial elements in transform coding systems, improvements in that module may effectivelly lead to overall coding improvements.