A perfilagem de colunas por raios gama (column gamma scan) é uma técnica nuclear empregada para solucionar problemas em equipamentos de processos industriais, nas refinarias e petroquímicas. Consiste na utilização de uma fonte selada e um detector de radiação [NaI(Tl)], obtendo-se o perfil de densidade unidimensional (1D) do equipamento. Nas últimas décadas, ocorreram algumas melhorias na técnica de perfilagem, tais como, na digitalização contínua das informações e nos sistemas de detecção da radiação (wireless). Novos aplicativos melhoraram a qualidade da apresentação dos resultados. Entretanto, a condição da técnica não mudou drasticamente, desde sua criação. Seu resultado é simplesmente um gráfico 1D da densidade média, em função da altura do equipamento industrial. A tecnologia inovadora proposta neste trabalho de Mestrado utiliza a reconstrução tomográfica industrial, via algoritmos iterativos derivados da ART (Algebraic Reconstruction Technique) e do MART (Multiplicative Algebraic Reconstruction Technique), para apresentar o resultado de perfilagem como uma imagem bidimensional (2D) da distribuição de densidade, ao invés de um gráfico 1D. Nitidamente, uma imagem 2D possui mais informações técnicas do equipamento em análise, permitindo um avanço na tecnologia de ensaios não destrutivos (END). Assim, muitos problemas operacionais não detectáveis em equipamentos de processos industriais podem ser descobertos e solucionados de forma on-line, usando-se o imageamento 2D. Esta tecnologia permitiu que um pedido de patente fosse depositado junto ao Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI). / Column gamma scan is one of the most common nuclear techniques on troubleshooting industrial process equipments like distillation columns and reactors. With a very simple concept, the technique is easy to implement. Searching for a competitive edge the industry has been long developing solutions to achieve better results. On the last decades, significant development has been done with the advent of new hardware, electronics, portable computers and software. Continuous scanning and wireless detection systems are examples of successful field solutions, while new software aid on reporting and data presentation. However the type and quality of the results itself has not dramatically changed since its beginning. A scan profile is simple to understand, although the process to build it can be very complex as it requires a specific blend of knowledge and abilities. Process engineering, chemical engineering, internal hydraulic project, nuclear engineering and field abilities are pre requisites for of any scan specialist. Correct data gathering, interpretation and reporting are abilities often difficult to match or requires a long time of training. The industry faces a similar difficult on the customer side, as it is always necessary to train end users to understand a report and how to use its best. This scientific work describes our effort on developing a new approach on the gamma column scan test using image reconstruction techniques that would result on a graphic image rather than a XY plot. Direct and easier to understand, a report with graphic images would be also be accessible to a wider audience, not limited to the customers experienced with gamma scan interpretation.

O interesse no uso de técnicas de aquisição de dados 3D em vídeos interativos e sistemas de videoconferência imersiva aumentou significativamente nos últimos anos. A disponibilidade de sensores de profundidade baseados em luz estruturada no varejo apresenta uma série de novas oportunidades em sistemas de teleconferência, entretenimento e e-learning. No entanto, problemas de oclusão frequentemente ocorrem quando é utilizado um único sensor ou técnicas de reconstrução 2,5D. Outras técnicas de interação e aplicações de teleconferências podem exigir uma reconstrução mais completa do usuário. Uma possível solução para isso implica na utilização de múltiplos dispositivos simultaneamente, o que traz novos desafios relacionados ao processo de calibração de câmaras e a aferição do aumento da superfície capturada quando é adicionado um novo sensor. Neste trabalho é apresentada a proposta VMD (Video-avatar from Multiple Depth maps), uma arquitetura de sistema que trata esses dois problemas. Com a finalidade de validar a viabilidade dessa proposta, três experimentos foram feitos resultando em uma análise qualitativa e quantitativa a fim de encontrar uma configuração adequada de múltiplos sensores de profundidade. / The interest in the use of 3D data acquisition techniques in video based interaction and immersive videoconferencing systems has noticeably increased in recent years. The availability of structured light 3D sensors as off-the-shelf hardware presents a series of new opportunities in teleconferences, entertainment and e-learning. However, occlusion issues often occur when it is used a single sensor or 2,5D reconstruction techniques. Other interaction techniques and teleconferencing applications may require a more complete reconstruction of the user. One possible solution to this involves the use of multiple devices simultaneously, which may bring new challenges related to the calibration process of cameras and measurement of the increase in covered area when it is added a new sensor. In this work we present VMD (Video-avatar from Multiple Depth maps), a system architecture that addresses this two issues. In order to validate the feasibility of this proposal, three experiments were performed resulting in a qualitative and quantitative analysis with the purpose of finding a suitable setup with multiple depth sensors.

Este trabalho relata uma investigação relacionada com o elo existente entre o processo de avaliação no ensino de Química e a aprendizagem de conceitos químicos por parte dos estudantes de Ensino Médio, tendo como metas principais: a análise de exercícios propostos em sala de aula ou em uma prova; o estudo de como tais exercícios são resolvidos pelos alunos; e a reconstrução da prática avaliativa segundo os momentos pedagógicos de Delizoicov (1991). Além disso, foram propostos exercícios operatórios (RONCA E TERZI, 1995), em que o aluno se colocava como um agente resolvedor desses problemas. Tais exercícios operatórios foram aplicados com o intuito de averiguar se ocorreu uma aprendizagem significativa por parte dos alunos. Pela análise dos dados obtidos, verificou-se que a estratégia utilizada apresentou resultados satisfatórios e os objetivos planejados foram atingidos. / This research reports an investigation related to the existing bond between the assessment process in the Chemistry teaching and the learning of chemical concepts of high school students, having as main objectives: the analysis of proposed exercises in classroom or as a test; the study of how such exercises are solved by the students; and the reconstruction of assessment practice according to the pedagogic moments of Delizoicov (1991). Also, operative exercises were proposed (RONCA and TERZI, 1995), where the student positioned himself as an solver agent of these problems. These operative exercises were applied with the objective of checking if a significant learning has or hasn\'t occurred from the students. Through the analysis of obtained data, it was found that the strategy used showed satisfactory results and the planned objectives were reached.

O problema de reconstrucão digital de imagens (Image Inpainting) possui diversas abordagens para sua resolução. Uma possibilidade consiste na sua modelagem como um problema de otimizacão contínua (lasso). Na presente dissertacão aplica-se o método do gradiente espectral projetado a esse problema. Desenvolve-se inteiramente a modelagem do problema assim como a implementacão computacional do método de otimização que o resolve. Resultados computacionais demonstram a qualidade do método para um conjunto de imagens digitais / The image inpainting problem has several resolution approaches. One possibility consists in its modeling as a continuous optimization problem. In the present dissertation we apply the spectral projected gradient method to this problem. We develop the whole modeling of the problem as well as the computational implementation of the optimization method to solve it. Computational results show the quality of the method for a set of digital images

O principal objetivo deste trabalho é contribuir para o desenvolvimento de uma nova técnica de reconstrução numérica do problema de tomografia por impedância elétrica. A abordagem adotada baseia-se na minimização de um funcional de erro convenientemente definido, cujo ponto de mínimo global está relacionado com a imagem do escoamento sensoriado. Nesta formulação, o mau condicionamento se manifesta através de características topológicas dos funcionais de erro (patologia) que prejudicam o desempenho dos métodos de otimização na obtenção do mínimo. Esta abordagem tem vantagens significativas em relação às abordagens tradicionais, normalmente baseadas em hipóteses restritivas e pouco realistas como, por exemplo, considerar o campo de sensoriamento bidimensional e paralelo, além de independente do escoamento. Testes numéricos permitiram realizar estudos preliminares sobre as características topológicas do funcional de erro, necessários para a seleção de métodos de otimização passíveis de serem especializados para a solução do problema tratado neste trabalho. Nestes testes identificou-se a patologia característica do problema tratado: presença de uma região plana (inclinação virtualmente nula) circundando o mínimo global procurado. Dentre os diferentes métodos de otimização considerados, optou-se pelo desenvolvimento de uma estratégia baseada em algoritmos genéticos, devido às suas características serem melhor adaptáveis à patologia do problema em questão. O desempenho do método de otimização desenvolvido foi testado extensivamente em dois problemas básicos: a) posicionar corretamente uma inclusão de forma e contraste conhecidos e b) determinar os valores do contraste em uma sub-região do domínio de sensoriamento, no interior do qual sabe-se que existe uma inclusão. No primeiro caso, os resultados mostraram que, de fato, o algoritmo genético superou a patologia do problema e convergiu para a solução correta. No segundo caso, de dimensionalidade maior, a convergência em um tempo aceitável só pode ser alcançada com a introdução de informações à priori, seja na forma de restrições sobre o espaço de busca, seja na forma de penalidades aplicadas ao funcional de erro. / The main objective of this work is to contribute to the development of a new two-phase flow tomographic reconstruction method suited for electrical impedance tomography. The adopted approach consists in minimizing an error functional, defined so that is global minimum is related with the sensed flow image. In this formulation, the ill conditioning appears through topological features of the error functionals (pathologies) which compromises the performance of the optimization algorithms employed to determine the minimum. This approach has several important advantages over the classical ones, generally based on restrictive and unrealistic hypothesis such as the sensing field being two-dimensional, parallel and independent of the flow. Numerical simulations permitted to conduct preliminary studies about the topological features of the error functional, necessary to select possible optimization methods to be specialized to reach the solution of the problem treated in this work. The characteristic pathology of the problem was identified in these tests: the presence of a flat region (virtually null inclination) around the sought global minimum. Among the different considered methods, genetic algorithms were adopted because of their characteristics of being best adaptive to the pathologies of the current problem. The performance of the developed optimization method was tested through extensive numerical tests in two basic problems: a) to correctly place aninclusion with known shape and contrast and b) to determine the values of the contrast inside a sub-region of the sensed domain, which is known that contains the inclusion. In the first case, results show that the genetic algorithm overcame the pathologies of the problem and converged to the correct solution. In the second case, with higher dimensionality, convergence was achieved in an acceptable time only after the introduction of a priori information, either in the form of restrictions on the search space or in the form of penalties applied to the error functional.

Em 2009, N. Heninger e H. Shacham apresentaram um algoritmo de reconstrução que permite recuperar a chave secreta sk do criptossistema RSA básico em tempo polinomial tendo em forma aleatória 27 % dos seus bits. Sabemos que podemos obter uma versão com erros (bits modicados) da chave secreta RSA graças aos ataques cold boot. O algoritmo apresentado por Heninger-Shacham corrige esses erros fazendo uso das relações matemáticas que existe entre as chaves pública e secreta do criptossistema RSA básico. O objetivo deste trabalho é estudar esse algoritmo para implementar e analisar seu análogo para o criptossistema RSA multi-primo. Os resultados obtidos mostram que para reconstruir a chave secreta sk do criptossistema RSA u-primos é preciso ter uma fração de bits corretos maior a 2 - 2^((u+2)/(2u+1)), mostrando assim que a segurança oferecida pelo criptossistema RSA multi-primo (u>/ 3) é maior com relação ao criptossistema RSA básico (u = 2). / In 2009, N. Heninger and H. Shacham presented an algoritm for reconstructing the secret key sk of the basic RSA cryptosystem in polynomial time With a fraction of random bits greater or equal to 0.27 of its bits. We know that secret key with errors sk can be obtained from DRAM using cold-boot attacks. The Heninger and Shacham\'s algorithm xes these errors using the redundancy of secret and public key of basic RSA cryptosystem. In this work, the topic is to study this algoritm to implement and analyze its analogous for the multi-prime RSA cryptosystem. Our obtained results show the secret key sk of multi-prime RSA cryptosystem can be Reconstructed having a fraction equal or greater than 2 - 2^((u+2)/(2u+1)) of random bits. therefore the security of multi-prime RSA cryptosystem (u >/ 3) is greater than basic RSA cryptosystem (u = 2).

Reconstrução facial forense é uma técnica utilizada com a finalidade de reconhecimento e posterior identificação, nas situações em que inexiste uma identidade atribuível ao esqueleto submetido à perícia médico-legal. Objetivou-se neste estudo mensurar as espessuras de tecidos moles que recobrem a face em cadáveres que deram entrada no Instituto Médico Legal (IML) de Guarulhos no período de setembro de 2010 a setembro de 2011. Foram efetuadas mensurações de 49 pontos anatômicos da face em cadáveres com menos de 24 horas do óbito; tais mensurações foram analisadas por meio do teste t com p bicaudal. O projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da FOUSP (protocolo 144/2010). Um total de 100 cadáveres foi estudado, sendo 64 do sexo masculino e 26 do sexo feminino. Eles pertenciam majoritariamente à faixa etária de 41 a 60 anos. Optou-se por utilizar nomenclatura em língua inglesa com a finalidade de facilitar comparações com trabalhos internacionais. Dos 49 marcos mensurados, apenas cinco apresentaram um p menor que 0,05, ou seja, para os seguintes pontos as medidas entre homens e mulheres não são as mesmas quando comparadas em relação ao sexo: upper lip margin (p=0,006), superior labius sulcus (p=0,006), stomion (p=o,001), lateral orbits direito (p=0,008) e chelion esquerdo (p=0,009). Os pontos anatômicos analisados permitiram estabelecer parâmetros mais precisos de espessuras faciais aplicáveis na reconstrução facial de cadáveres da população brasileira. Além disso, os marcos anatômicos analisados permitiram a construção de uma tabela com finalidade de reconstrução facial forense. / Forensic facial reconstruction is a technique that has the aim of recognition and identification, in situations in which a known identity of the sketelon submetted to medico-legal procedures is not available. The objective of the study was to study the soft tissue thicknesses that cover the face of autopsied corpses that were sent to Guarulho´s Medical-Legal Institute from September 2010 to September 2011. Measurements of 49 anatomic references were performed in the face of corpses with less than 24 hours of death; data were analysed using t test with bicaudal p. The project was approved by the University of São Paulo´s School of Dentistry Ethics Committee (protocol number 144/2010). One hundred corpses were studied, being 64 male and 26 female. They were mainly 41 to 60 years old. Among all the 49 studied anatomic references, just five presented a p value lower than 0.05, that is, these references showed differences between sex: upper lip margin (p=0.006), superior labius sulcus (p=0.006), stomion (p=0,001), right lateral orbits (p=0.008) and left chelion (p=0.009). The studied anatomic references allowed to establish more precise parameters of the faces thicknesses that can be applied in corpses facial reconstructions in the Brazilian population, and some anatomic references presented a higher discriminant Power with regard to sex. Furthermore, the anatomic landmarks offered information to a reference table with the objective of forensic facial reconstruction.

Em uma tentativa de melhor restabelecer a função normal do ligamento cruzado anterior (LCA), foi proposta a técnica de reconstrução do LCA com feixe duplo (FD). Entretanto, a superioridade desta técnica frente à técnica com feixe simples (FS) ainda não está claramente demonstrada no cenário clínico. O propósito do presente estudo foi avaliar e comparar a amplitude de rotação tibial, o máximo de rotação interna e externa, e a força de reação ao solo de joelhos submetidos à reconstrução anatômica com feixe duplo, a joelhos submetidos à reconstrução com feixe simples, durante a realização de tarefas dinâmicas. Para isso, um total de 75 (setenta e cinco) indivíduos foram avaliados (26 reconstruções feixe duplo, 22 reconstruções feixe simples, 27 indivíduos sem lesão do LCA que formaram um grupo controle). Utilizando um sistema de análise do movimento humano, constituído por 4 câmeras para a análise do movimento, os indivíduos foram avaliados em três tarefas de demandas distintas. Utilizou-se a técnica TSACCAST para o cálculo da rotação interna e externa da tíbia. A média da amplitude de rotação tibial, máximo de rotação interna e externa, foi avaliada para cada joelho em cada um dos três grupos. A avaliação clínica destes pacientes foi realizada utilizando-se questionários subjetivo e objetivo (IKDC), assim como artrometria manual. Estas avaliações revelaram que ambos os grupos operados eram semelhantes no que se refere ao resultado clínico pós-operatório. A avaliação da amplitude de rotação tibial, máximo de rotação interna e externa, demonstrou que o joelho operado era semelhante ao joelho não operado e aos joelhos do grupo controle. Também não se verificou diferença significativa nos valores de amplitude de rotação tibial, máximo de rotação interna e externa, quando se comparou o grupo FS ao grupo FD. Desta forma, concluímos que a reconstrução do LCA com a técnica de FS e com a técnica de FD são similares no que se refere ao restabelecimento do controle da rotação da tíbia / In an attempt to better restore the normal function of the two ACL bundles, the ACL reconstruction with two bundles has been proposed. However, the superiority of the double-bundle technique has not been clearly demonstrated in the clinical setting. The purpose of this study was to compare the tibial rotational range, maximal internal and external rotation and ground reaction force of anatomical double-bundle anterior cruciate ligament reconstructed knees with single-bundle anterior cruciate ligament reconstructed knees during three different demanding tasks. A total of 75 subjects, (26 with double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction, 22 with single-bundle anterior cruciate ligament reconstruction, and 27 healthy control individuals) were evaluated in this study. Using a 4-camera motion analysis system, motion subjects were recorded performing during three different tasks. Using the CAST technique, the internal-external tibial rotation of both knees was calculated. The mean tibial rotational range, maximum internal and external rotation, for each knee, was evaluated for the 3 groups (double-bundle group, single-bundle group, and control group). Clinical assessment, including objective and subjective IKDC scores, and knee arthrometric measurement, revealed restoration of the reconstructed knee stability with no differences between the two anterior cruciate ligament reconstruction groups. The results demonstrated that both groups resulted in tibial rotation range values that were similar to those in the non-injured knees and those in the healthy controls. There were also no significant differences in tibial rotational range, maximal internal and external rotation and ground reaction force between the DB group and the SB group. Therefore, anatomical double-bundle and single-bundle reconstruction are able to restore normal tibial rotation

Em radioterapia, o espectro de energia é o componente mais importante dos feixes de elétrons. Espectros de energia de elétrons são relevântes para o cálculo acurado da dose, aplicações do sistema de planejamento e simulações realistas. Reconstrução inversa consiste na derivação do espectro de energia de elétrons a partir de curvas de porcentagem de dose em profundidade utilizando um apropiado modelo matemático. Reconstrução inversa é considerada a melhor dentre muitas abordagens porque: i) não requer nenhum equipamento suplementar ou do conhecimento detalhado da geometria e composição do cabeçote do acelerador; ii) equipamentos para a medição de curvas de porcentagem de dose em profundidade estão disponíveis em qualquer clínica e iii) é computacionalmente rápida. Neste trabalho, usou-se o método de reconstrução inversa baseado na sinergia recozimento simulado generalizado-regularização de Tikhonov. A validação da reconstrução foi realizada através do índice gama sob critérios clínicos de aceitação restritivos. Resultados mostraram que os espectros de energia reconstruídos reproduzem com precisão a porcentagem de dose em profundidade clínica bem como valores de dose fora do eixo central. Assim, concluí-se que o método empregado é ecaz para reconstruir espectros de energia que representam efetivamente espectros de energia do acelerador que atingem na supercie do fantoma. Consequentemente, sob certos limites, eles poderiam auxiliar em simulações realistas do tratamento. / In radiotherapy, energy spectrum is the most critical component of any electron beam. Knowledge of energy spectrum is important for accurate dose calculation, treatment planning applications and realistic simulations. Inverse reconstruction derives energy spectrum from the measured percentage depth dose using an appropriate mathematical model. There are several advantages to using inverse reconstruction: i) it does not require any supplementary equipment or detailed knowledge of the geometry head and composition; ii) the equipment for measurement of the percentage depth dose is standard and already available in any clinic and iii) it is computationally fast. In this work, we used the inverse reconstruction method based on the synergy simulated annealing generalized-Tikhonov regularization. Validation of inverse reconstruction was done by comparing the measured and reconstructed percentage depth dose via the gamma index. Results show the reconstructed electron energy spectra accurately reproduce the clinical dose percentage as well as o-axis dose values. Therefore, it was concluded that the method employed is eective to reconstruct energy spectra that eectively represent accelerator energy spectra reaching the phantom surface. Consequently, under certain limits, they could aid in realistic simulations of treatment.

Ossos, estruturas essenciais para a proteção de órgãos internos, estrutura corporal e suporte mecânico nos vertebrados, possuem uma complexa rede de canais (canais de Volkmann e Havers) responsáveis por nutrir as células do tecido. Entretanto a falta de estudos quantitativos leva a uma carência de medidas e parâmetros para a caracterização dessas estruturas. Utilizando computação gráfica, técnicas de processamento de imagens, e redes complexas descreveremos a obtenção, reconstrução, representação, e análise dessas redes de canais. Para isso, duas falanges distais, uma de um galo e uma de uma galinha, passaram por um processo de corte histológico, as lâminas resultantes foram fotografadas e as imagens tratadas até serem reconstruídas em 3D. Os volumes foram convertidos em redes complexas, o que permitiu o uso de métodos de análise consagrados pela literatura. As redes foram comparadas entre si e com a rede do trabalho desenvolvido por Matheus P. Viana et al. (1–3) usando análise de grau, posicionamento dos nós, detecção de comunidades, e ataques (em cascata e aleatórios). Três resultados se destacam: 1) as redes apresentam diviões predominantemente dicotômica dos canais; 2) as redes apresentam uma alta modularidade, indicando que áreas específicas desempenham funções específicas; e 3) as redes são particularmente resistentes a ataques em cascata. / Bones are essential for the protection of internal organs, for body structure, and for mechanical support in vertebrates, and present a complex network of channels (Havers and Volkmann channels) required to nourish tissue cells. However, the lack of quantitative studies leads to scarce parameters and measures to characterize these structures. By using computational graphic, image processing, and complex networks we will describe the acquisitation, reconstruction, representation, and analysis of these channel networks. Two distal phalanges (one from a hen and one from a rooster) were submitted to hystological section processing; the resulting slices were photographed and the images were treated before 3D reconstruction. The volumes were converted into complex networks which allow us to use methods of analysis widely accepted in literature. Networks were compared with each other and with the network obtained in the study by Viana et al. (1–3) using degree analysis, node positioning, community detection, and random and systematic attacks. Three results stand out: (i) the networks show a predominantly dichotomic division of channels; (ii) the networks show high modularity, indicating that specific areas perform specific functions; and (iii) the networks are particularly resistant to cascate attacks.