Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Neste trabalho, a formulaÃÃo pseudo-clÃssica da superpartÃcula de Brinck-Schwarz relativÃstica e nÃo-relativÃstica à apresentada. Tal formulaÃÃo possui uma parte representada por variÃveis de Grassmann que descrevem os graus de liberdade de spin. Durante a formulaÃÃo da teoria, utilizou-se a teoria dos vÃnculos para possibilitar a quantizaÃÃo do sistema e foi construÃda tambÃm uma Lagrangeana que represente sistemas Grassmannianos. Tal sistema à invariante sob supersimetria e reparametrizaÃÃo. A equaÃÃo de Dirac surge como um vÃnculo da teoria. / In this work, the pseudo-classical formulation of relativistic and non-relativistic Brinck-Schwarz superparticle is presented. Such a formulation has a portion represented by Grassmann variables that describe the degrees of freedom of spin. During the formulation of the theory, we use the theory of constraints to allow quantization of the system and also we constructed a Lagrangian representing Grassmannian systems. Such a system is invariant under supersymmetry and reparameterizations. The Dirac equation appears as a constrainst of theory.

Nesta dissertaÃÃo à apresentada uma abordagem evolucionÃria para o projeto eciente de classificadores baseados em protÃtipos utilizando EvoluÃÃo Diferencial. Para esta finalidade foram reunidos conceitos presentes na famÃlia de redes neurais LVQ (Learning Vector Quantization, introduzida por Kohonen para classificaÃÃo supervisionada, juntamente com conceitos extraÃdos da tÃcnica de clusterizaÃÃo automÃtica proposta por Das et al. baseada na metaheurÃstica EvoluÃÃo Diferencial. A abordagem proposta visa determinar tanto o nÃmero Ãtimo de protÃtipos por classe, quanto as posiÃÃes correspondentes de cada protÃtipo no espaÃo de cobertura do problema. AtravÃs de simulaÃÃes computacionais abrangentes realizadas sobre vÃrios conjuntos de dados comumente utilizados em estudos de comparaÃÃo de desempenho, foi demonstrado que o classificador resultante, denominado LVQ-DE, alcanÃa resultados equivalentes (ou muitas vezes atà melhores) que o estado da arte em classificadores baseados em protÃtipos, com um nÃmero muito menor de protÃtipos. / In this Master's dissertation we introduce an evolutionary approach for the eficient design of prototyp e-based classiers using dierential evolution (DE). For this purp ose we amalgamate ideas from the Learning Vector Quantization (LVQ) framework for sup ervised classication by Kohonen (KOHONEN, 2001), with the DE-based automatic clustering approach by Das et al. (DAS; ABRAHAM; KONAR, 2008) in order to evolve sup ervised classiers. The prop osed approach is able to determine b oth the optimal numb er of prototyp es p er class and the corresp onding p ositions of these prototyp es in the data space. By means of comprehensive computer simulations on b enchmarking datasets, we show that the resulting classier, named LVQ-DE, consistently outp erforms state-of-the-art prototyp e-based classiers.

Esta tese tem por base três artigos publicados pelo autor e colaboradores. O primeiro artigo trata do problema da quantização de modelos pseudoclássicos de partículas escalares em campos de fundo não-abelianos, cujo foco é a dedução desses modelos pseudo-clássicos usando métodos de integral de trajetória. O segundo artigo investiga a possibilidade de realizar modelos de gravitação dilatônica em variedades não-comutativas em duas dimensões. Para tanto, vale-se de um método de análise de vínculos e simetrias especialmente desenvolvido para gravitação não-comutativa em duas dimensões. O terceiro artigo discute modelos renormalizáveis em espaços-tempo não-comutativos com parâmetro de não-comutatividade bifermiônico em quatro dimensões. / This thesis is based on three published papers by the author and co-authors. The rst article treats the quantization problem of pseudoclassical models of scalar particles in non-Abelian backgrounds, which aims at deriving these models using path-integral methods. The second article examines the possibility of realizing dilaton gravity models in noncommutative two-dimensional manifolds. It relies upon a method of analysis of constraints and symmetries especially developed for non-commutative dilaton gravities in two dimensions. The third article discusses renormalizable models in noncommutative spacetime with bifermionic noncommutative parameter in four dimensions.

Sistemas geralmente covariantes têm uma Hamiltoniana canônica nula, não é necessário encontrar na Hamiltoniana efetiva para determinar sua evolução dinâmica.Esta Hamiltoniana efetiva é dependente do gauge e sua forma varia com a escolha do gauge. Dirac propôs um método baseado em teoria de grupos para determinar a Hamiltoniana efetiva. Nós propomos um método baseado em teorias de gauge, segundo o formalismo BRST-BFV, para determiná-la. Aplicaremos o método à partícula relativística e a um modelo com dois tempos, também geralmente covariante. Para a partícula relativística com massa nula e spin N/2 encontraremos a Hamiltoniana efetiva nos gauges canônicos propostos por Dirac, chamados as formas da dinâmica: instante, frente de onda e pontual. Para isso, determinaremos a função fermiônica fixadora de gauge apropriada no formalismo BRST-BFV . A função fermiônica fixadora de gauge quebra as simetrias da ação original, tanto as simetrias locais quanto as globais, de forma que a Hamiltoniana efetiva é invariante por um grupo de simetria menor que o da ação clássica. No caso da física com dois tempos, o grupo de simetria da ação clássica, é o grupo conforme SO(d,2), maior que o grupo de Poincaré da partícula relativística. A ação também é invariante pela simetria local OSp(N\\2). Utilizando a mesma técnica aplicada à partícula relativística determinaremos, após as fixações dos gauges, as Hamiltonianas efetivas. Veremos que suas simetrias são menores que as simetrias da ação original, porém maiores que as da partícula relativística. Encontraremos uma Hamiltoniana não-relativística arbitrária, invariante por rotações em um espaço com (d-1) domensões espaciais e spin N/2. Neste trabalho, procuramos resolver alguns problemas que aparecem na física com dois tempos formulada por I. Bars, tais como a arbitrariedade das Hamiltonianas e das escolhas de gauge que levam a elas. Bars escolheu arbitrariamente as Hamiltonianas como combinações de geradores do grupo conforme, e fez escolhas de gauge complicadas e arbitrárias. Nós apresentamos escolhas de gauge mais simples que, de modo sistemático, resultam em Hamiltonianas com grupos de simetrias menores que os da ação original. Além disso, o resultado descrito no parágrafo acima, i.e., a Hamiltoniana arbitrária e com spin N/2, não havia sido obtido antes. / A general covariant system hás a vanishing canonical Hamiltonian and its time evolution is determined by na effective Hamiltonian. This effective Hamiltonian is gauge dependent and its form depends on the gauge on the gauge choice. Dirac has proposed a method based on gauge theories, according to the BRST-BFV formalism to determine it. This method Will be applied both to the relativistic particle and to a two-times model. For the massless relativistic and spin N/2 we Will showhow to get the effective Hamiltonian for the canonical gauges discussed by Dirac, called the forms of dynamics: instant, front and point. We Will find the appropriate gauge fixing function in the BRST-BFV formalism. The gauge fixing function breaks the symmetries of the original action, the local and the global symmetries, so that the effective Hamiltonian is invariant by a gauge symmetry groupwhich is smaller than the gauge symmetry group of the classical action. In the two times physics, the symmetry group of the classical action is the conformal group SO(d,2), which is larger than the Poincares group of the relativistic particle. The action is also invariant by the local symmetry OSp(N\\2). By using the same technique used in the relativistic particle, we Will determine the effective Hamiltonians, after the gauges had been fixed. We Will see that their symmetries are smaller than the original action symmetries, but they are larger than the symmetry group of the relativistic particle. We Will find a non-relativistic arbitrary Hamiltonian, invariant by rotations in a space with (d-1) dimensions and spin N/2. In this work, we tried to solve some problems that appeared in two times physics elaborated by I Bars, Just like the arbitrariness of Hamiltonians and the choices of gauges, which lead to them. Bars has chosen the Hamiltonians arbitrarily as combinations of the generators of the conformal group and has chosen complicated and arbitrary gauges. We have presented simple gauge choices, in which, in a systematic way, arise in Hamiltonians with symmetry groups that are smaller than the former paragraph, i. e. , na arbitrary Hamiltonian with spin N/2, hadnt been obtained before.

Cada imagem pode ser representada como uma combinação de diversas características, como por exemplo o histograma de intensidades de cor ou propriedades de textura da imagem. Essas características compõem um vetor multidimensional que representa a imagem. É comum esse vetor ser dado como entrada para um método de classificação de padrões que, após aprender por meio de diversos exemplos, pode gerar um modelo de decisão. Estudos sugerem evidências de que a preparação das imagens-- por meio da especificação cuidadosa da aquisição, pré-processamento e segmentação-- pode impactar significativamente a classificação. Além da falta de tratamento das imagens antes da extração de características, o desbalanceamento de classes também se apresenta como um obstáculo para que a classificação seja satisfatória. Imagens possuem características que podem ser exploradas para melhorar a descrição dos objetos de interesse e, portanto, sua classificação. Entre as possibilidades de melhorias estão: a redução do número de intensidades das imagens antes da extração de características ao invés de métodos de quantização no vetor já extraído; e a geração de imagens a partir das originais, de forma a promover o balanceamento de bases de dados cujo número de exemplos de cada classe é desbalanceado. Portanto, a proposta desta dissertação é melhorar a classificação de imagens utilizando métodos de processamento de imagens antes da extração de características. Especificamente, busca analisar a influência do balanceamento de bases de dados e da quantização na classificação. Este estudo analisa ainda a visualização do espaço de características após os métodos de geração artificial de imagens e de interpolação das características extraídas das imagens originais (SMOTE), comparando como espaço original. A ênfase dessa visualização se dá na observação da importância do rebalanceamento das classes. Os resultados obtidos indicam que a quantização simplifica as imagens antes da extração de características e posterior redução de dimensionalidade, produzindo vetores mais compactos; e que o rebalanceamento de classes de imagens através da geração de imagens artificiais pode melhorar a classificação da base de imagens, em relação à classificação original e ao uso de métodos no espaço de características já extraídas. / Each image can be represented by a combination of several features like color frequency and texture properties. Those features compose a multidimensional vector, which represents the original image. Commonly this vector is given as an input to a classification method that can learn from examplesand build a decision model. The literature suggests that image preparation steps like acute acquisition, preprocessing and segmentation can positively impact such classification. Besides that, class unbalancing is also a barrier to achieve good classification accuracy. Some features and methods can be explored to improveobjects\' description, thus their classification. Possible suggestions include: reducing colors number before feature extraction instead of applying quantization methods to raw vectors already extracted; and generating synthetic images from original ones, to balance the number of samples in an uneven data set. We propose to improve image classification using image processing methods before feature extraction. Specifically we want to analyze the influence of both balancing and quantization methods while applied to datasets in a classification routine. This research also analyses the visualization of feature space after the artificial image generation and feature interpolation (SMOTE), against to original space. Such visualization is used because it allows us to know how important is the rebalacing method. The results show that quantization simplifies imagesby producing compacted vectors before feature extraction and dimensionality reduction; and that using artificial generation to rebalance image datasets can improve classification, when compared to the original one and to applying methods on the already extracted feature vectors.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-08T11:47:22Z No. of bitstreams: 1 gabrieldelimaesilva.pdf: 258088 bytes, checksum: bfc041ce4de1b43fe1a8880438b1efad (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-26T17:48:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gabrieldelimaesilva.pdf: 258088 bytes, checksum: bfc041ce4de1b43fe1a8880438b1efad (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-26T17:48:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gabrieldelimaesilva.pdf: 258088 bytes, checksum: bfc041ce4de1b43fe1a8880438b1efad (MD5) Previous issue date: 2012-08-21 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho discutimos o modelo de Heisenberg isotrópico bidimensional do ponto de vista de sistema vinculado. Nós apresentamos este sistema como uma teoria que não tem, a princípio, invariância de calibre. O conceito de invariância de calibre é muito útil em física teórica, uma vez que permite a compreensão profunda de sistemas físicos já que permite uma escolha arbitrária de um referencial a cada instante de tempo. Na verdade, todas as teorias que descrevem as interações fundamentais são teorias de calibre. No método de Dirac todos os vínculos obtidos para o modelo de Heisenberg isotrópico bidimensional são de segunda classe, isso significa que, em princípio, o modelo não apresenta invariância de calibre. Isto será verificado através da aplicação do método simplético. Neste contexto, o potencial simplético (hamiltoniana) será obtido e para uma escolha de fator-ordenação particular, a saber, que as funções dos campos devem ficar à esquerda do operador momento, nós escrevemos a equação de Schrõdinger funcional correspondente. Esta equação não será resolvida explicitamente aqui, no entanto, isso poderia ser feito aplicando o método do cálculo funcional assim seria obtido o espetro de energias do sistema. / In this work we discuss the two-dimensional isotropic Heisenberg model from the constrained systems point of view. We present this system as a theory which has not gauge invariance. The concept of gauge invariance is very useful in theoretical physics, since it allows a deep understanding of physical systems and an arbitrary choice of a reference at each instant of time. In fact, all theories describing the fundamental interactions are gauge theories. In the method of Dirac all constraints obtained for the two-dimensional isotropic Heisenberg model are second class, this means, at first, the model has no gauge invariance. This will be checked by applying the symplectic method. In this context, the symplectic potential (Hamiltonian) will be obtained and a choice of particular factor-ordering, namely that the functions of the fields should be left to the operators, we write the associated functional equation of Schrodinger. This equation will not be solved explicitly here, however, this could be done by applying the method of functional calculation, and so we should obtain the energy spectrum of the system.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-28T14:31:27Z No. of bitstreams: 1 lucianamirandavieiraxavier.pdf: 351536 bytes, checksum: f476ea35c3ced7fc7f8315f85d076f6e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T21:18:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lucianamirandavieiraxavier.pdf: 351536 bytes, checksum: f476ea35c3ced7fc7f8315f85d076f6e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T21:18:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lucianamirandavieiraxavier.pdf: 351536 bytes, checksum: f476ea35c3ced7fc7f8315f85d076f6e (MD5) Previous issue date: 2009-02-27 / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Nesta tese, revisa-se os principais métodos de quantização de sistemas vinculados a partir das técnicas Hamiltoniana de Dirac e Lagrangeana de Faddev-Jackiw ( sem vínculos) e sua extenção a de Barcelos Neto- Wotzasek (com vínculos), estes denominados simplesmente por Formalismo Simplético (FS). Em vista da correspondência entre os formalismos, eles serão aplicados ao Modelo de Skyrme SU(2) e ao Eletromagnetimo de Maxwell. Apresenta-se uma técnica contemporânea, que mergulha uma teoria de segunda classe em uma dual com invariância de calibre, a saber, o Formalismo Simplético de Imersão (FSI). Esse método baseia-se no FS e estende-se o espaço de configuração por meio das variáveis de Wess-Zumino. Para ilustrar esse FSI, constroi-se a eletrodinâmica de Maxwell como uma teoria de calibre, na qual as divergências clássicas não estejam presentes. Uma generalização relativística é a eletrodinâmica de Proca e de Chern-Simons, que consideram a possibilidade de existência de um fóton massivo e de um campo com alcance finito. A descrição dual reproduz o mesmo resultado encontrado na literatura através de outros métodos. Apesar da arbitrariedade dos geradores da simetria de calibre, os modos-zeros, mostram uma família de representações dinâmicas duais para o sistema em questão. / In this thesis, it will be revised the main quantization methods of constrained systems using the Dirac Hamiltonian method and Faddev-Jackiw Lagrangian techniques (without constrained), and its extension to the Barcelos Neto- Wotzasek Lagrangian method (with constrained), these known as Symplectic Formalism. Because of the correspondence among the formalisms, they will be applied of the Skyrme SU(2) model and Electromagnetism of Maxwell. It will be presented a contemporary technique that it embed a second class theory in a dual with gauge invariance, the Embedding Symplectic Formalism . This method is based on the Symplectic Formalism, it is extended the configuration space through Wess-Zumino variables. In order to illustrate this Embedding Symplectic Formalism, the Maxwell electrodynamics is built as a gauge theory, without the classic differences. A relativistic generalization is the Proca and Chern-Simons electrodynamics that consider the possibility of existence of a massive photon and a field with finite reach. The dual description reproduce the identic result reported in the literature using other methods. Although, the arbitrariness of the gauge symmetry generator, zero-mode, it reveals a family of dynamic dual representations to this system.

Les processus markoviens déterministes par morceaux (PMDM) ont été introduits dans la littérature par M.H.A. Davis en tant que classe générale de modèles stochastiques non-diffusifs. Les PMDM sont des processus hybrides caractérisés par des trajectoires déterministes entrecoupées de sauts aléatoires. Dans cette thèse, nous développons des méthodes numériques adaptées aux PMDM en nous basant sur la quantification d'une chaîne de Markov sous-jacente au PMDM. Nous abordons successivement trois problèmes : l'approximation d'espérances de fonctionnelles d'un PMDM, l'approximation des moments et de la distribution d'un temps de sortie et le problème de l'arrêt optimal partiellement observé. Dans cette dernière partie, nous abordons également la question du filtrage d'un PMDM et établissons l'équation de programmation dynamique du problème d'arrêt optimal. Nous prouvons la convergence de toutes nos méthodes (avec le plus souvent des bornes de la vitesse de convergence) et les illustrons par des exemples numériques. / Piecewise-deterministic Markov processes (PDMP’s) have been introduced by M.H.A. Davis as a general class of non-diffusive stochastic models. PDMP’s are hybrid Markov processes involving deterministic motion punctuated by random jumps. In this thesis, we develop numerical methods that are designed to fit PDMP's structure and that are based on the quantization of an underlying Markov chain. We deal with three issues : the approximation of expectations of functional of a PDMP, the approximation of the moments and of the distribution of an exit time and the partially observed optimal stopping problem. In the latter one, we also tackle the filtering of a PDMP and we establish the dynamic programming equation of the optimal stopping problem. We prove the convergence of all our methods (most of the time, we also obtain a bound for the speed of convergence) and illustrate them with numerical examples.

Video compression uses encoding to reduce the number of bits that are used forrepresenting a video file in order to store and transmit it at a smaller size. Adecoder reconstructs the received data into a representation of the original video.Video coding standards determines how the video compression should beconducted and one of the latest standards is High Efficiency Video Coding (HEVC).One technique that can be used in the encoder is variance adaptive quantizationwhich improves the subjective quality in videos. The technique assigns lowerquantization parameter values to parts of the frame with low variance to increasequality, and vice versa. Another part of the encoder is the sample adaptive offsetfilter, which reduces pixel errors caused by the compression. In this project, thevariance adaptive quantization technique is implemented in the Ericsson researchHEVC encoder c65. Its functionality is verified by subjective evaluation. It isinvestigated if the sample adaptive offset can exploit the adjusted quantizationparameters values when reducing pixel errors to improve compression efficiency. Amodel for this purpose is developed and implemented in c65. Data indicates thatthe model can increase the error reduction in the sample adaptive offset. However,the difference in performance of the model compared to a reference encoder is notsignificant.

Le réseau d'accès radio centralisé (C-RAN) peut fortement augmenter la capacité des réseaux mobiles. Cependant, la faisabilité de C-RAN est limitée par le débit considérable engendré sur les liaisons de transport, appelées également fronthaul. L'objectif de cette thèse est d'améliorer les performances de C-RAN tout en considérant les limitations du débit sur le frontaul, l'allocation de ressources et l'ordonnancement des utilisateurs.Nous étudions d'abord les séparations fonctionnelles possibles entre les têtes radios distantes (RRH) et les unités de traitement en bande de base (BBU) sur la liaison montante pour réduire le débit de transmission sur le fronthaul : certaines fonctions de couche basse sont déplacées du BBU vers les RRH. Nous fournissons une analyse quantitative des améliorations de performances ainsi obtenues.Nous nous concentrons ensuite sur la transmission coordonnée Multi-point (CoMP) sur le lien descendant. CoMP peut améliorer l'efficacité spectrale mais nécessite une coordination inter-cellule, ce qui est possible uniquement si une capacité fronthaul élevée est disponible. Nous comparons des stratégies de transmission avec et sans coordination inter-cellule. Les résultats de simulation montrent que CoMP doit être préféré pour les utilisateurs situés en bordure de cellule et lorsque la capacité du fronthaul est élevée. Nous en déduisons une stratégie hybride pour laquelle Les utilisateurs sont divisés en deux sous-ensembles en fonction de la puissance du signal. Les utilisateurs situés dans les zones centrales sont servis par un seul RRH avec une coordination simple et ceux en bordure de cellule sont servis en mode CoMP. Cette stratégie hybride constitue un bon compromis entre les débits offerts aux utilisateurs et les débits sur le fronthaul. / Centralized/Cloud Radio Access Network (C-RAN) is a promising mobile network architecture, which can potentially increase the capacity of mobile networks while reducing operators¿ cost and energy consumption. However, the feasibility of C-RAN is limited by the large bit rate requirement in the fronthaul. The objective of this thesis is to improve C-RAN performance while considering fronthaul throughput reduction, fronthaul capacity allocation and users scheduling.We first investigate new functional split architectures between Remote Radio Heads (RRHs) and Baseband Units (BBU) on the uplink to reduce the transmission throughput in fronthaul. Some low layer functions are moved from the BBU to RRHs and a quantitative analysis is provided to illustrate the performance gains. We then focus on Coordinated Multi-point (CoMP) transmissions on the downlink. CoMP can improve spectral efficiency but needs tight coordination between different cells, which is facilitated by C-RAN only if high fronthaul capacity is available. We compare different transmission strategies without and with multi-cell coordination. Simulation results show that CoMP should be preferred for users located in cell edge areas and when fronthaul capacity is high. We propose a hybrid transmission strategy where users are divided into two parts based on statistical Channel State Informations (CSIs). The users located in cell center areas are served by one transmission point with simple coordinated scheduling and those located in cell edge areas are served with CoMP joint transmission. This proposed hybrid transmission strategy offers a good trade-off between users¿ transmission rates and fronthaul capacity cost.