Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre diferentes famílias de transformada Wavelet aplicadas à análise cepstral de sinais digitais de fala humana, com o objetivo específico de determinar o período de pitch dos mesmos e, ao final, propõe um algoritmo diferencial para realizar tal operação, levando-se em consideração aspectos importantes do ponto de vista computacional, tais como: desempenho, complexidade do algoritmo, plataforma utilizada, dentre outros. São apresentados também, os resultados obtidos através da implementação da nova técnica (baseada na transformada wavelet) em comparação com a abordagem tradicional (baseada na transformada de Fourier). A implementação da técnica foi testada em linguagem C++ padrão ANSI sob as plataformas Windows XP Professional SP3, Windows Vista Business SP1, Mac OSX Leopard e Linux Mandriva 10. / This work presents a comparative study between different family of wavelets applied on cepstral analysis of the digital speech human signal with specific objective for determining of pitch period of the same and in the end, proposes an differential algorithm to make such a difference operation take into consideration important aspects of computational point of view, such as: performance, algorithm complexity, used platform, among others. They are also present, the results obtained through of the technique implementation compared with the traditional approach. The technique implementation was tested in C++ language standard ANSI under the platform Windows XP Professional SP3 Edition, Windows Vista Business SP1, MacOSX Leopard and Linux Mandriva 10.

Submitted by WENDERSON NASCIMENTO LOPES (wendersonmanin@gmail.com) on 2018-06-28T19:19:09Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Mestrado_Wenderson_v1.8.pdf: 5519001 bytes, checksum: dd9e99dad5016a1e93e611390d52f0f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucilene Cordeiro da Silva Messias null (lubiblio@bauru.unesp.br) on 2018-06-29T14:22:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lopes_wn_me_bauru.pdf: 5538361 bytes, checksum: 642a6ec7656c00d9871f41bf870fd5f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-29T14:22:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lopes_wn_me_bauru.pdf: 5538361 bytes, checksum: 642a6ec7656c00d9871f41bf870fd5f9 (MD5) Previous issue date: 2018-05-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A dressagem é uma operação muito importante para o processo de retificação. O objetivo desta é recondicionar o rebolo para restabelecer suas características de corte perdidas devido ao desgaste produzido após sucessivos passes. Sistemas de monitoramento que utilizam emissão acústica (EA) têm sido propostos para correlacionar os sinais com diversas condições da ferramenta. Este estudo traz uma nova abordagem de processamento de sinais de EA com o objetivo de identificar o momento correto para finalizar a dressagem, o que é essencial em um sistema de controle automático. A partir dos sinais de EA, coletados em testes de dressagem de rebolo de óxido de alumínio com dressador de ponta única, a análise espectral foi realizada por meio da Densidade Espectral de Potência (PSD, Power Spectral Density), selecionando-se bandas de frequências que melhor caracterizam o processo. O parâmetro estatístico "counts" foi aplicado ao sinal original não filtrado e filtrado nas bandas selecionadas para identificar a condição da ferramenta e, por sua vez, para a implementação de um sistema de monitoramento. Os resultados mostraram uma relação expressiva entre as condições de corte da ferramenta e os sinais processados nas bandas selecionadas. Houve uma grande diferença dos sinais filtrados nas bandas selecionadas e sinais não filtrados, refletindo que os filtrados foram mais eficientes em termos de automação de processos. / Dressing is an important operation for the grinding process. Its goal is to recondition the wheel tool to re-establish its cutting characteristics, owing to the wear produced after successive passes. Monitoring systems that use acoustic emission (AE) have been studied to correlate the signals with several tool conditions. This study brings a new approach of processing AE signals with the purpose of identifying the correct moment to stop the dressing, which is essential in an automatic control system. From the AE signals collected in dressing tests with aluminium oxide grinding wheel and single-point dresser, spectral analysis was made through power spectral density, selecting frequencies bands that best characterize the process. The statistical parameter ‘counts’ was applied to the raw signal unfiltered and filtered in the selected bands in order to identify the tool condition and, in turn, towards a monitoring system implementation. Results showed an expressive relation between tool cutting conditions and processed signals in the selected bands. There was a great disparity of the filtered signals in the selected bands and signals unfiltered, reflecting that the filtered ones were more efficient in terms of process automation.

Submitted by Cristhiane Guerra (cristhiane.guerra@gmail.com) on 2017-01-26T15:29:49Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2174658 bytes, checksum: 32615157c634ff96ea0d5edeb9dc6b9b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-26T15:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2174658 bytes, checksum: 32615157c634ff96ea0d5edeb9dc6b9b (MD5) Previous issue date: 2016-07-25 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / One way to diagnose the level of electrical insulation degradation is to identify the occurrence of partial discharges (PD). Early detection of defects in insulation enables the programming of electric power equipment maintenance activities. Thus, the electrical system can operate more reliably and with fewer interruptions. In addition to detection, the information provided by pulses of partial discharges allow the location of its source. In this work, the main objective is to develop a hybrid technique of location, based on the time-of-arrival and the energies of PD signals. The performance of the hybrid technique was compared with three other location radiometric techniques. For this purpose, the methods used to estimate time-of-arrival of PD pulses and localization techniques are explained in details. In order to make simulations of this work was to develop a model of ray tracing, which is able to simulate the propagation of the pulse wave environments defined by maps. These results were obtained from four simulation scenarios: free space with noise, room with obstacles and without noise, high-voltage substation without noise and high-voltage substation with noise. The performance of the hybrid technique was inferior to that of the location techniques that depend only on the time-of-arrival, the accuracy is not as affected by multipath. However, the estimate provided by the hybrid technique proves useful as an initial condition for non linear time-of-arrival non linear technique. / Uma forma de diagnosticar o nível de degradação de isolamentos elétricos consiste em identificar a ocorrência de descargas parciais (DP). A detecção precoce de defeitos em isolamentos viabiliza a programação de atividades de manutenção de equipamentos elétricos de potência. Dessa forma, o sistema elétrico pode operar de forma mais confiável e com um número menor de interrupções. Além da detecção, as informações fornecidas pelos pulsos de descargas parciais permitem a localização da sua fonte. Neste trabalho, o principal objetivo é desenvolver uma técnica híbrida de localização, baseada nos instantes de chegada e nas energias dos sinais de DP. O desempenho da técnica híbrida foi comparado com o de outras três técnicas radiométricas de localização. Para este propósito, os métodos usados para estimar os instantes de chegada dos pulsos de DP e as técnicas de localização estão explicados em detalhes. A fim de realizar as simulações deste trabalho, foi desenvolvido um modelo de traçado de raios, que é capaz de simular a propagação dos pulsos de ondas em ambientes definidos por mapas. Os resultados deste trabalho foram obtidos a partir de quatro cenários de simulação: espaço livre com ruído, sala com obstáculos e sem ruído, subestação de alta tensão sem ruído e subestação de alta tensão com ruído. O desempenho da técnica híbrida foi inferior ao desempenho das técnicas de localização que dependem apenas dos instantes de chegada, cuja precisão não é tão afetada pelo multipercurso. No entanto, a estimativa fornecida pela técnica híbrida se mostrou útil como condição inicial para o sistema linear de uma das técnicas e localização pelos instantes de chegada.

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:08:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoseMLD_TESE.pdf: 1767414 bytes, checksum: b0bb7821ad5c80023e5752938c7e5922 (MD5) Previous issue date: 2012-08-17 / The use of Multiple Input Multiple Output (MIMO) systems has permitted the recent evolution of wireless communication standards. The Spatial Multiplexing MIMO technique, in particular, provides a linear gain at the transmission capacity with the minimum between the numbers of transmit and receive antennas. To obtain a near capacity performance in SM-MIMO systems a soft decision Maximum A Posteriori Probability MIMO detector is necessary. However, such detector is too complex for practical solutions. Hence, the goal of a MIMO detector algorithm aimed for implementation is to get a good approximation of the ideal detector while keeping an acceptable complexity. Moreover, the algorithm needs to be mapped to a VLSI architecture with small area and high data rate. Since Spatial Multiplexing is a recent technique, it is argued that there is still much room for development of related algorithms and architectures. Therefore, this thesis focused on the study of sub optimum algorithms and VLSI architectures for broadband MIMO detector with soft decision. As a result, novel algorithms have been developed starting from proposals of optimizations for already established algorithms. Based on these results, new MIMO detector architectures with configurable modulation and competitive area, performance and data rate parameters are here proposed. The developed algorithms have been extensively simulated and the architectures were synthesized so that the results can serve as a reference for other works in the area / O uso de sistemas de M?ltiplas Entradas e M?ltiplas Sa?das (Multiple Input Multiple Output - MIMO) tem permitido a recente evolu??o dos novos padr?es de comunica??o m?vel. A t?cnica MIMO da Multiplexa??o Espacial, em particular, prov? um aumento linear na capacidade de transmiss?o com o m?nimo entre n?mero de antenas transmissoras e antenas receptoras. Para se obter um desempenho pr?ximo a capacidade em sistemas com Multiplexa??o Espacial faz-se necess?rio o uso de um detector MIMO com decis?o suave do tipo Maximum A Posteriori Probability. Entretanto, tal detector e muito complexo para solu??es pr?ticas. Assim, o objetivo dos algoritmos de detec??o MIMO voltados para implementa??o e obter uma boa aproxima??o do detector ideal mantendo um n?vel de complexidade aceit?vel. Al?m disso, o algoritmo precisa ser mapeado para uma arquitetura VLSI de ?rea pequena e que atenda a taxa de transmiss?o exigida pelos padr?es de comunica??es m?veis. Sendo a multiplexa??o espacial uma t?cnica recente, defende-se que ainda h? muito espa?o para evolu??o dos algoritmos e arquiteturas relacionadas. Por isso, esta tese se focou no estudo de algoritmos sub-?timos e arquiteturas VLSI para detectores MIMO de banda larga com decis?o suave. Como resultado, algoritmos in?ditos foram desenvolvidos partindo de propostas de otimiza??es para algoritmos j? estabelecidos. Baseado nesses resultados, novas arquiteturas de detectores MIMO com modula??o configur?vel e competitivos par?metros de ?rea, desempenho e taxa de processamento s?o aqui propostas. Os algoritmos desenvolvidos foram extensivamente simulados e as arquiteturas sintetizadas para que os resultados pudessem servir como refer?ncia para outros trabalhos na ?rea.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:56:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IsabelleMC.pdf: 1004057 bytes, checksum: b47eb9a45b0341f4dca9a97680f4953d (MD5) Previous issue date: 2006-07-31 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / This work considers the development of a filtering system composed of an intelligent algorithm, that separates information and noise coming from sensors interconnected by Foundation Fieldbus (FF) network. The algorithm implementation will be made through FF standard function blocks, with on-line training through OPC (OLE for Process Control), and embedded technology in a DSP (Digital Signal Processor) that interacts with the fieldbus devices. The technique ICA (Independent Component Analysis), that explores the possibility of separating mixed signals based on the fact that they are statistically independent, was chosen to this Blind Source Separation (BSS) process. The algorithm and its implementations will be Presented, as well as the results / Este trabalho prop?e o desenvolvimento de um sistema de filtragem composto por um algoritmo inteligente, capaz de separar informa??o e ru?dos provenientes de sensores de campo interligados por uma rede Foundation Fieldbus (FF). A implementa??o do algoritmo ser? feita tanto em blocos funcionais padr?o da pr?pria rede FF, com treinamento on-line via OPC (OLE for Process Control), como em tecnologia embarcada em um DSP (Digital Signal Processor) que interage com os dispositivos fieldbus. A t?cnica ICA (Independent Component Analysis), que explora a possibilidade de separar uma mistura de sinais baseando-se no fato de que eles s?o estatisticamente independentes, foi escolhida para realizar este processo de separa??o cega de fontes (Blind Source Separation - BSS). O algoritmo e suas implementa??es ser?o apresentados, bem como os resultados obtidos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Acoustical noises are known as pollution sources that cause adverse effects in human life. Considerable investigations have been done to development of the new technologies in Active Noise Control. This work presents and experimentally analyses algorithms of Active Noise Control in Ducts presented in literature, including Feedforward algorithms, Feedback algorithms and Hybrid algorithms that uses both concepts. The identification of secondary path and feedback path is presented and solutions are discussed. In this way, methods of off-line and on-line modeling are presented. A short introduction about acoustics in ducts is presented and some effects that the acoustical noise can cause in human being are also discussed. Problems about the sensors and actuators displacement in the duct system, causality and signal conditioning are also argued here. An introduction about Digital Signal Processors (DSPs) e some particularities found in the development of this works are presented. In order to evaluate the control algorithms performance, an experimental acoustic duct using a standard PVC water pipe was built, where those algorithms were implemented in a DSP platform TMS320LF240A from Texas Instruments®. An analysis is done about the difficulty and recourses used for which algorithm implemented. This work ends presenting and discussing the obtained results for the different control procedures studied and pointing to some future works. / Ruídos acústicos são conhecidos como fontes de poluição sonora que podem causar efeitos adversos na vida humana. Para solucionar estes problemas, interesse considerável tem sido mostrado em Controle Ativo de Ruído. O intuito deste trabalho é estudar e analisar os principais algoritmos de Controle Ativo de Ruído presentes na literatura, incluindo algoritmos de malha aberta (Feedfoward) e de malha fechada (Feedback), bem como um sistema híbrido que utilize os dois conceitos. Os problemas relacionados aos caminhos secundário e de realimentação são apresentados e algumas soluções são discutidas. Neste âmbito, metodologias de modelagem off-line e online são apresentadas. Uma pequena introdução à acústica básica em dutos é apresentada e alguns efeitos que o ruído acústico pode causar ao ser humano são discutidos. Uma discussão é realizada a respeito do arranjo físico do sistema, incluindo escolha e posicionamento dos transdutores eletroacústicos. Problemas de causalidade e do condicionamento de sinais também são discutidos. Uma introdução a respeito dos Processadores Digitais de Sinais (DSPs) e algumas particularidades encontradas durante o desenvolvimento deste trabalho são apresentadas. Para validar a performance de alguns algoritmos de controle, montou-se uma bancada experimental constituída de um duto hidráulico de PVC utilizado como duto acústico, onde estes algoritmos foram implementados em linguagem C em uma plataforma DSP da Texas Instruments do tipo TMS320LF240A. Uma análise é realizada com respeito à dificuldade e recursos utilizados por cada algoritmo implementado. Resultados e discussões são apresentados com respeito à performance dos sistemas de controle. / Mestre em Engenharia Mecânica

Sabe-se que a relaxação de líquidos em meios porosos envolve três mecanismos principais: relaxação bulk, relaxação de superfície e difusão. Muitas vezes, os processos de relaxação de líquidos confinados em meios porosos são dominados pelo processo de relaxação de superfície e difusão do fluído. No chamado regime de difusão rápida, a relaxação de um único poro é comandada por uma função mono exponencial que depende, principalmente, da relação superfície-volume do poro, de modo que em um material poroso, isto é, contendo uma distribuição ampla de tamanho de poros, o sinal de decaimento de magnetização obtido por meio da ressonância magnética nuclear é formado pela soma de exponenciais com diferentes tempos de relaxação. O problema-chave abordado neste trabalho consiste, portanto, em obter por meio desse sinal de magnetização a distribuição dos tempos de relaxação que controlam o decaimento das funções mono-exponenciais. Matematicamente, esse sinal de decaimento de magnetização pode ser descrito na forma geral de uma equação integral de Fredholm do primeiro tipo, cuja solução é um reconhecido problema inverso mal-posto. As abordagens utilizadas na tentativa de solucionar o problema são oriundas de uma área conhecida como processamento digital de sinais, e os seguintes métodos são analisados e comparados neste trabalho: algoritmo dos mínimos quadrados médios com restrição de não negatividade (LMS-NN), algoritmo dos mínimos quadrados médios com restrição de não negatividade e regularizado (LMS-RNN), redes recorrentes de Hopfield e o já bem conhecido na solução de problemas inversos mal-postos, o algoritmo dos mínimos quadrados regularizado (LS-R). Os resultados obtidos no trabalho são bastante positivos, demonstrando que, além do LS-R, existem outras alternativas na solução do problema, que principalmente, permitem atestar as soluções obtidas por qualquer um dos algoritmos. / It is known that the relaxation of liquids in porous media involves three principal mechanisms: bulk relaxation, surface relaxation, and diffusion. Relaxation processes of confined fluids in porous media are often controlled by surface relaxation process and diffusion. In the so-called fast diffusion regime, the relaxation of a single pore is governed by a mono-exponential function that depends primarily on the relation surface-volume of the pore, so that in a porous medium, i.e, in a medium which contains a wide distribution of pore sizes, the signal of magnetization decay obtained by nuclear magnetic resonance is composed by a sum of exponentials controlled by different relaxation times. The main issue discussed in this work consists in obtaining the distribution of relaxation times that controls the decay of the mono-exponential functions that comprise the magnetization signal. Mathematically this signal of magnetization decay can be generally described as a Fredholm integral equation of the first kind, whose solution is a recognized ill-posed inverse problem. The approaches adopted to try to solve the problem come from an area known as digital signal processing, and the following methods analyzed and compared are: non-negative least mean square algorithm (NN-LMS), regularized and nonnegative nleast mean square algorithm (RNN-LMS), recurrent Hopfield networks and regularized least square algorithm (R-LS), acknowledged in the solution of ill-posed inverse problems. The results obtained are very positive, and show that in addition to R-LS there are other alternatives in the solution of the problem, which mainly allow to attest the results achieved through any of the algorithms.

Dynamic Time Warping (DTW) é uma técnica do tipo pattern matching para reconhecimento de padrões de voz, sendo baseada no alinhamento temporal de um sinal com os diversos modelos de referência. Uma desvantagem da DTW é o seu alto custo computacional. Este trabalho apresenta uma versão da DTW que, utilizando a Transformada Wavelet Discreta (DWT), reduz a sua complexidade. O desempenho obtido com a proposta foi muito promissor, ganhando em termos de velocidade de reconhecimento e recursos de memória consumidos, enquanto a precisão da DTW não é afetada. Os testes foram realizados com alguns fonemas extraídos da base de dados TIMIT do Linguistic Data Consortium (LDC) / Dynamic TimeWarping (DTW) is a pattern matching technique for speech recognition, that is based on a temporal alignment of the input signal with the template models. One drawback of this technique is its high computational cost. This work presents a modified version of the DTW, based on the DiscreteWavelet Transform (DWT), that reduces the complexity of the original algorithm. The performance obtained with the proposed algorithm is very promising, improving the recognition in terms of time and memory allocation, while the precision is not affected. Tests were performed with speech data collected from TIMIT corpus provided by Linguistic Data Consortium (LDC).

A aquisição experimental de sinais neuronais é um dos principais avanços da neurociência. Por meio de observações da corrente e do potencial elétricos em uma região cerebral, é possível entender os processos fisiológicos envolvidos na geração do potencial de ação, e produzir modelos matemáticos capazes de simular o comportamento de uma célula neuronal. Uma prática comum nesse tipo de experimento é obter leituras a partir de um arranjo de eletrodos posicionado em um meio compartilhado por diversos neurônios, o que resulta em uma mistura de sinais neuronais em uma mesma série temporal. Este trabalho propõe um modelo linear de tempo discreto para o sinal produzido durante o disparo do neurônio. Os coeficientes desse modelo são calculados utilizando-se amostras reais dos sinais neuronais obtidas in vivo. O processo de modelagem concebido emprega técnicas de identificação de sistemas e processamento de sinais, e é dissociado de considerações sobre o funcionamento biofísico da célula, fornecendo uma alternativa de baixa complexidade para a modelagem do disparo neuronal. Além disso, a representação por meio de sistemas lineares permite idealizar um sistema inverso, cuja função é recuperar o sinal original de cada neurônio ativo em uma mistura extracelular. Nesse contexto, são discutidas algumas soluções baseadas em filtros adaptativos para a simulação do sistema inverso, introduzindo uma nova abordagem para o problema de separação de spikes neuronais. / The experimental acquisition of neuronal signals is a major advance in neuroscience. Through observations of electric current and potential in a brain region, it is possible to understand the physiological processes involved in the action potential generation, and create mathematical models capable of simulating the behavior of the neuronal cell. A common practice in this kind of experiment is to obtain readings from an array of electrodes positioned in a medium shared by several neurons, which results in a mixture of neuronal signals in the same time series. This work proposes a discrete-time linear model of the neuronal signal during the firing of the cell. The coefficients of this model are estimated using real samples of the neuronal signals obtained in vivo. The conceived modeling process employs system identification and signal processing concepts, and is dissociated from any considerations about the biophysical function of the neuronal cell, providing a low-complexity alternative to model the neuronal spike. In addition, the use of a linear representation allows the idealization of an inverse system, whose main purpose is to recover the original signal of each active neuron in a given extracellular mixture. In this context, some solutions based on adaptive filters are discussed for the inverse model simulation, introducing a new approach to the problem of neuronal spike separation.

\"Ver o corpo humano por dentro\" sem a necessidade de intervenção cirurgica é objetivo que motivou a criação de diversos instrumentos como eletrocardiogramas, eletroencefalogramas, equipamentos de ressonância magnética e raio-X. Através daavaliação de imagens ou resultados numéricos, pode-se detectar patologias nos primeiros estágios, permitindo uma ação decisiva de especialistas médicos na cura destas. Especialistas da fala normalmente empregam instrumentos comovideolaringoscopia e videoestroboscopia para avaliar qualitativamente o comportamento da laringe e pregas vocais. Comprendendo que a voz transmite informações sobre alterações orgânicas ou funcionais nas estruturas de vocalização, este trabalhoapresenta um conjunto de medidas acústicas neste sinal que evidenciam alterações na periodicidade do movimento das cordas vocais e quantidade de ruído turbulento que atravessa a glote. A partir de avaliação estatística da capacidadedescriminatória destes índices acústicos e empregando-se redes neurais artificiais, define-se um método automático para identificação probabilística das patologias que afetam as estruturas da laringe. / \"To see the inside of the human body\" without the necessity of surgical intervention is the objective that motivates the conception of several instruments like electrocardiogram, electroencephalongram, magnetic resonance and X-ray equipments. Through the image analysis or numerical results, it is possible to identify pathologies, allowing a decisive action of physician specialists in cure of these. Voice specialists, normally, use instruments as videolaryngoscopy and videostroboscopy to assess the vocal folds and larynx comportment, qualitatively. Understanding that the voice transmits information upon functional or organic alterations in vocalization structures, this work presents a set of acoustic measurements, based on this signal, that evidences alterations on vocal folds movement periodicity and quantify of turbulent noise throught the glottis. From the statistic evaluation of discriminatory capacity of these acoustic indexes and using artificial neural networks, it defines an automatic method for the probabilistic identification of pathologies that affect the laryngeal structures.