CNPq / Este trabalho tem por objetivo apresentar uma nova proposta aos algoritmos de Demosaicing existentes, utilizando uma abordagem mais flexível quanto ao uso do Color filter array (CFA) em imagens coloridas de único sensor. O algoritmo proposto tem como base a estrutura de problemas inversos, cujo funcionamento utiliza um modelo de operação matriz-vetor que é adaptável ao CFA empregado. A partir deste conceito, o algoritmo trata o problema de Demosaicing como o de minimização de função custo, com um termo referente à dependência da estimativa com os dados obtidos e com o modelo de captura, o outro termo é relacionado aos conhecimentos observados em imagens que podem ser explorados para uma estimativa mais precisa, tal elemento é chamado de Prior. A proposta estabelecida tem como base algoritmos de regularização com foco na alta correlação presente entre os canais de cor (R, G e B), e na suavidade local de regiões uniformes, essa base formaliza o Prior empregado no trabalho. A minimização da proposta é atingida iterativamente através do IRLS-CG, que é a combinação de dois algoritmos de minimização eficientes, que apresenta rápidas respostas, e a capacidade de trabalhar com a norma L1 em conjunto com a norma L2. Com o intuito de atestar a qualidade do algoritmo proposto, foi elaborado um experimento em que o mesmo foi testado com diferentes CFAs e em situação com ruído gaussiano de 35dB e sem ruído algum em imagens da base de dados da Kodak, e os resultados comparados com algoritmos do estado-da-arte, no qual o desempenho da proposta apresentou resultados excelentes, inclusive em CFAs que destoam do padrão Bayer, que é o mais comumente usado na atualidade. / This research presents a new proposal to Demosaicing algorithms, using a more flexible approach to deal with the Color filter array (CFA) in single sensor color imaging. The proposed algorithm is structured in the inverse problems model, whose functions employ a CFA adaptive matrix-vector operational model. From this concept, the Demosaicing problem is treated as a cost function minimization with two terms, one referring to the dependence between the estimation and the data provided by the acquisition model, and other term related to features observed in images, which can be explored to form a more precise estimation, this last term is known as Prior. The established proposal is applied in regularization algorithms with focus on the high correlation among color channels (R, G, and B), and in the local smoothness of uniform regions. Both characteristics organize the Prior employed in this work. The minimization proposed is iteratively achieved through IRLS-CG, which is the combination of two efficient minimization algorithms, that presents quick responses, and the capacity to deal with L1 and L2 norm at the same time. The quality of the proposed algorithm is verified in an experiment in which varous CFA were used and a situation with 35dB gaussian noise and another one with no noise applied to the Kodak dataset, and the results were compared with state-of-the-art algorithms, in which the performance of the proposed Prior showed excellent results, including when the CFA is different from Bayer’s, which is the most commonly used pattern.

O ultrassom (US) é uma técnica bem consolidada que vem sendo amplamente utilizada para teste, caracterização e visualização de estruturas internas de materiais biológicos e não biológicos. Na Universidade Tecnológica Federal do Paraná, o grupo de pesquisa do US desenvolveu o sistema ULTRA-ORS que, apesar de adequado para pesquisa relacionada à excitação e recepção multicanal, possui tempo de computação muito elevado, devido a processamento em computador pessoal. Este trabalho apresenta a modelagem, implementação e validação de um sistema de processamento digital de sinais baseado em dispositivo FPGA (Field-Programmable Gate Array) de alto desempenho para reconstrução de imagens por US através da técnica beamforming. O software Simulink e a ferramenta DSP Builder foram empregados para simulação e transformação dos seguintes modelos em linguagem de descrição de hardware: filtro digital FIR (Finite Impulse Response), filtro de interpolação CIC (Cascaded Integrator-Comb), atraso variável, apodização, somatório coerente, decimação, demodulação com detecção de envoltória e compressão logarítmica. Após validação no Simulink, o projeto foi sintetizado para uma FPGA Stratix IV e implementado na placa Terasic DE4-230. A ferramenta SignalTap II do software Quartus II foi utilizada para aquisição dos sinais processados pela FPGA. Para avaliação gráfica e quantitativa da acurácia deste método, foram empregados dados brutos reais de US, adquiridos do ULTRA-ORS com frequência de amostragem de 40 MHz e resolução de 12 bits, e a função de custo da raiz quadrada do erro quadrático médio normalizado (NRMSE) em comparação com as mesmas funções implementadas através de scripts no Matlab. Como resultado principal do modelamento, além das respostas individuais de cada bloco implementado, são apresentadas as comparações entre as imagens reconstruídas pelo ULTRA-ORS e pelo processamento em FPGA para quatro janelas de apodização. A excelente concordância entre os resultados simulados e experimentais com valores de NRMSE inferiores à 6,2% e latência total de processamento de 0,83 µs corroboram a simplicidade, modularidade e efetividade do modelamento proposto para utilização em pesquisas sobre o processamento de sinais de US para reconstrução de imagens em tempo real. / Ultrasound (US) is a well-established technique that has been widely used for testing, characterizing and visualizing internal structures of biological and non-biological material. The US research group of the Federal University of Technology - Paraná developed the ULTRA-ORS system, which, although suitable for research related to multichannel excitation and reception, uses a large computing time, due to the personal computer processing. This research presents the modeling, implementation and validation of a digital processing system of signals based on a FPGA (Field-Programmable Gate Array) device of high performance for the reconstruction of images through US, using the beamforming technique. The software Simulink and the tool DSP Builder were used for simulation and transformation of the following models in hardware description language: digital filter FIR (Finite Impulse Response), CIC (Cascaded Integrator-Comb) Interpolation filter, variable delay, apodization, coherent summation, decimation, demodulation with envelope detection and logarithmic compression. After the Simulink validation, the design was synthesized for a Stratix IV FPGA and implemented on the Terasic DE4-230 board. The tool SignalTap II in the software Quartus II was used to acquire the processed signals from the FPGA. For the graphic and quantitative evaluation of the accuracy of this method, we used real raw US data, acquired from the ULTRA-ORS with sampling frequency of 40 MHz and 12-bit resolution, and the normalized root mean squared error (NRMSE) in comparison with the same functions implemented through scripts in Matlab. As a main result of the modeling, in addition to the individual responses of each implemented block, comparisons between the reconstructed images by ULTRA-ORS and FPGA processing for four apodization windows are presented. The excellent agreement between the simulated and experimental results with NRMSE values lower than 6.2% and total processing latency of 0.83 µs corroborates the simplicity, modularity and effectiveness of the proposed modeling for use in US signal processing research for real-time image reconstruction.

CNPq / Este trabalho tem por objetivo apresentar uma nova proposta aos algoritmos de Demosaicing existentes, utilizando uma abordagem mais flexível quanto ao uso do Color filter array (CFA) em imagens coloridas de único sensor. O algoritmo proposto tem como base a estrutura de problemas inversos, cujo funcionamento utiliza um modelo de operação matriz-vetor que é adaptável ao CFA empregado. A partir deste conceito, o algoritmo trata o problema de Demosaicing como o de minimização de função custo, com um termo referente à dependência da estimativa com os dados obtidos e com o modelo de captura, o outro termo é relacionado aos conhecimentos observados em imagens que podem ser explorados para uma estimativa mais precisa, tal elemento é chamado de Prior. A proposta estabelecida tem como base algoritmos de regularização com foco na alta correlação presente entre os canais de cor (R, G e B), e na suavidade local de regiões uniformes, essa base formaliza o Prior empregado no trabalho. A minimização da proposta é atingida iterativamente através do IRLS-CG, que é a combinação de dois algoritmos de minimização eficientes, que apresenta rápidas respostas, e a capacidade de trabalhar com a norma L1 em conjunto com a norma L2. Com o intuito de atestar a qualidade do algoritmo proposto, foi elaborado um experimento em que o mesmo foi testado com diferentes CFAs e em situação com ruído gaussiano de 35dB e sem ruído algum em imagens da base de dados da Kodak, e os resultados comparados com algoritmos do estado-da-arte, no qual o desempenho da proposta apresentou resultados excelentes, inclusive em CFAs que destoam do padrão Bayer, que é o mais comumente usado na atualidade. / This research presents a new proposal to Demosaicing algorithms, using a more flexible approach to deal with the Color filter array (CFA) in single sensor color imaging. The proposed algorithm is structured in the inverse problems model, whose functions employ a CFA adaptive matrix-vector operational model. From this concept, the Demosaicing problem is treated as a cost function minimization with two terms, one referring to the dependence between the estimation and the data provided by the acquisition model, and other term related to features observed in images, which can be explored to form a more precise estimation, this last term is known as Prior. The established proposal is applied in regularization algorithms with focus on the high correlation among color channels (R, G, and B), and in the local smoothness of uniform regions. Both characteristics organize the Prior employed in this work. The minimization proposed is iteratively achieved through IRLS-CG, which is the combination of two efficient minimization algorithms, that presents quick responses, and the capacity to deal with L1 and L2 norm at the same time. The quality of the proposed algorithm is verified in an experiment in which varous CFA were used and a situation with 35dB gaussian noise and another one with no noise applied to the Kodak dataset, and the results were compared with state-of-the-art algorithms, in which the performance of the proposed Prior showed excellent results, including when the CFA is different from Bayer’s, which is the most commonly used pattern.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Nesta dissertação é apresentado um estudo sobre a recuperação de sinais modelados por somas ponderadas de exponenciais complexas. Para tal, são introduzidos conceitos elementares em teoria de sinais e sistemas, em particular, os sistemas lineares invariantes no tempo, SLITs, que podem ser representados matematicamente por equações diferenciais, ou equações de diferenças, para sinais analógicos ou digitais, respectivamente. Equações deste tipo apresentam como solução somas ponderadas de exponenciais complexas, e assim fica estabelecida a relação entre os sistemas de tipo SLIT e o modelo em estudo. Além disso, são apresentadas duas combinações de métodos utilizadas na recuperação dos parâmetros dos sinais: métodos de Prony e mínimos quadrados, e métodos de Kung e mínimos quadrados, onde os métodos de Prony e Kung recuperam os expoentes das exponenciais e o método dos mínimos quadrados recupera os coeficientes lineares do modelo. Finalmente, são realizadas cinco simulações de recuperação de sinais, sendo a última, uma aplicação na área de modelos de qualidade de água. / A study on the recovery of signals modeled by weighted sums of complex exponentials complex is presented. For this, basic concepts of signals and systems theory are introduced. In particular, the linear time invariant systems (LTI Systems) are considered, which can be mathematically represented by differential equations or difference equations, respectively, for analog or digital signals. The solution of these types of equations is given by a weighted sum of complex exponentials, so the relationship between the LTI Systems and the model of study is established. Furthermore, two combinations of methods are used to recover the parameters of the signals: Prony and least squares methods, and Kung and least squares methods, where Prony and Kung methods are used to recover the exponents of the exponentials and the least square method is used to recover the linear coefficients of the model. Finally, five simulations are performed for the recovery of signals, the last one being an application in the area of water quality models.

Submitted by Priscilla Araujo (priscilla@ibict.br) on 2016-08-09T17:08:49Z No. of bitstreams: 1 dissertação Simone Alves_versao finalparaimprimir.pdf: 983292 bytes, checksum: 52635ec28be236807c0d7f61fc0f7ac8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-09T17:08:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação Simone Alves_versao finalparaimprimir.pdf: 983292 bytes, checksum: 52635ec28be236807c0d7f61fc0f7ac8 (MD5) Previous issue date: 2013-09-11 / O presente trabalho faz uma breve reflexão sobre as atribuições, habilidades e responsabilidades do bibliotecário no âmbito escolar. Apresenta os principais aspectos das teorias do Agir comunicativo, do Discurso e da Reconstrução racional de Jürgen Habermas que se relacionam ao processo de ensino-aprendizagem. Aborda as principais características da sociedade da informação que demandam o desenvolvimento de habilidades fundamentais à utilização produtiva da informação e da comunicação, e suas implicações para a educação básica no Brasil. Destaca os pressupostos das teorias de Jürgen Habermas para a construção de uma educação emancipatória e libertadora. Mostra, com base na literatura consultada, o imaginário da comunidade escolar sobre o bibliotecário e a biblioteca, o que representam uma barreira para a efetiva inserção deste profissional no processo de ensino-aprendizagem e a transformação da biblioteca como lugar de comunicação e discussão da informação e construção do conhecimento. Faz uma análise da produção científica nas áreas da Ciência da Informação e da Biblioteconomia sobre o bibliotecário escolar que atua em escola pública nas publicações periódicas das áreas com classificação Qualis A1 e A2. Expõe os resultados da pesquisa, que de modo geral revela a necessidade de aprofundar os estudos sobre a atuação, competências e responsabilidades do bibliotecário escolar. Os resultados indicam que 33% dos artigos analisados na pesquisa têm relação com ações de informação voltadas ao processo de ensino-aprendizagem. O estudo também aponta que 27% dos artigos abordaram, de algum modo, questões relativas à atuação e ao papel do bibliotecário na escola, o que denota o interesse dos pesquisadores em construir um paradigma educacional para o bibliotecário escolar. E por fim, faz uma breve reflexão do papel do bibliotecário na escola pública brasileira, com base na teoria do Agir comunicativo, procurando incentivar o debate sobre a importância de este profissional desenvolver ações com enfoque na interação e na comunicação entre os indivíduos, que são aspectos fundamentais ao processo de ensino-aprendizagem. / This paper makes a brief reflection on the duties, responsibilities and skills of the librarian in the school. Presents the main aspects of the theories of Communicative act, Discourse and Rational reconstruction of Jürgen Habermas that relate to the teaching-learning process. Discusses the main features of the information demand the development of key productive use of information and communication skills society, and its implications for basic education in Brazil. Highlights the assumptions of the theories of Jürgen Habermas to build an emancipatory and liberating education. Shows, based on the literature, the imagery of the school community about the librarian and the library, which represent a barrier to the inclusion of this person in the teaching-learning and the transformation of the library as a place for communication and discussion of information and knowledge construction. An analysis of scientific literature in the areas of Information Science and Library on the school librarian who works in a public school in the periodicals of the areas classification Qualis A1 and A2. Exposes search results, which generally reveals the need for further studies on the role, powers and responsibilities of the school librarian. The results indicate that 33% of the articles analyzed in the study are related to information actions aimed at teaching-learning process. The study also shows that 27% of articles addressed somehow, questions concerning the role and the role of the librarian in the school, which shows the interest of researchers in building an educational paradigm for the school librarian. Finally, a brief reflection on the role of the librarian in Brazilian public schools, based on the theory of communicative act, seeking to encourage debate on the importance of this professional develop activities focused on interaction and communication between individuals who are fundamental to the teaching-learning process aspects.

INTRODUÇÃO: O retalho ântero-lateral da coxa é baseado em vasos perfurantes do ramo descendente da artéria circunflexa lateral femoral. Este retalho tem características muito interessantes para a cirurgia reparadora, como a pequena espessura, pedículo longo e excelente área doadora. No entanto, existem muitas controvérsias na literatura quanto aos vasos perfurantes e ao trajeto do pedículo deste retalho. Neste trabalho procurou-se estabelecer alguns parâmetros anatômicos e esclarecer estas controvérsias. MÉTODO: Estudaram-se 100 coxas de 50 cadáveres quanto aos seguintes aspectos: 1- Número e localização de perfurantes encontrados, 2- Trajeto do pedículo perfurante, 3- Trajetória intramuscular, 4- Comprimento do trajeto intramuscular, 5- Comprimento total do pedículo, 6- Diâmetro dos vasos e 7- Espessura do retalho. RESULTADOS: 1- Encontraram-se de 0 a 4 perfurantes por coxa estudada, todas em um raio de até 6cm do ponto médio entre a espinha ilíaca ântero-superior e a borda lateral da patela. 2- Os vasos perfurantes tinham trajeto músculo-cutâneo em 75,76% das coxas e septo-cutâneo em 24,24%. 3- Dos pedículos perfurantes com trajeto músculo-cutâneo, 86,67% possuíam trajetória indireta contra 13,33% com trajetória direta. 4- O comprimento médio do trajeto intramuscular dos pedículos foi de 3,67 ± 2,01 cm. 5- O comprimento médio do pedículo total foi de 11,31 ± 3,12 cm. 6- O diâmetro médio da artéria na origem do ramo descendente da artéria circunflexa femoral foi de 2,21 ± 0,85 mm e para as veias no mesmo local de 2,66 ± 1,33 mm e 2,10 ± 1,11 mm. 7- A espessura da tela subcutânea foi de 8,98 ±6,23 mm e da pele de 1,60 ± 0,76 mm. CONCLUSÕES: 1- Existiu uma pequena possibilidade de não haver pedículos perfurantes. 2- Quando presentes, os pedículos perfurantes do ramo descendente da artéria circunflexa lateral femoral eram encontrados em numero de 1 a 4, sempre em um raio de 6 cm a partir do ponto médio entre a espinha ilíaca ântero-superior e a borda lateral da patela. 3- Os trajetos dos pedículos perfurantes eram predominantemente músculo-cutâneos. 4- A trajetória intramuscular encontrada foi predominantemente indireta. 5- O comprimento do trajeto intramuscular correspondeu a 31,69% do comprimento total do pedículo. 6- O comprimento total do pedículo se mostrou adequado tanto para transferências locais como à distancia por técnicas microcirúrgicas. 7- Os diâmetros dos vasos, tanto da artéria quanto das veias, se mostraram adequados para a realização de anastomoses microcirúrgicas. 8- A espessura do retalho encontrada foi significantemente maior nas coxas de indivíduos femininos, mas tanto nos homens quanto nas mulheres a espessura foi relativamente fina. / INTRODUCTION: The anterolateral thigh flap is based on the perforator vessels of the descending branch of the lateral circumflex femoral artery. This flap has very interesting characteristics for the reconstructive surgery, like the small thickness, long pedicle and excellent donor site. On the other hand, there are many controversial data on the literature about the perforator vessels and the pedicle course of this flap. The aims of this study are to establish some anatomical parameters and clear some controversies. METHOD: A hundred thighs of 50 cadavers were studied for: 1- The number and location of the perforator vessels. 2- The course of the perforator pedicles. 3- The intramuscular course. 4- The length of the intramuscular course. 5- The total length of the vascular pedicle. 6- The diameter of the vessels. and 7- The thickness of the flap. RESULTS: 1- There were found from 0 to 4 perforators per thigh, all in a 6cm radius from the mid point between the anterosuperior iliac spine and the lateral border of the patella. 2- The pedicles was musculocutaneous in 75,76% of the thighs and septocutaneous in 24,24%. 3- Among the musculocutaneous pedicles, 86,67% had a direct intramuscular course, and 13,33% had indirect course. 4- The mean length of the intramuscular course was 3,67 ± 2,01 cm. 5- The mean total pedicle length was 11,31 ± 3,12 cm. 6-The mean artery diameter on the origin of the descending branch of the lateral circumflex femoral artery was 2,21 ± 0,85 mm and the mean vein diameter on the same spot was 2,66 ±1,33 mm and 2,10 ± 1,11 mm. 7- The mean subcutaneous fat tissue thickness was 8,98 ± 6,23 mm and the mean skin thickness was e 1,60 ± 0,76 mm. CONCLUSIONS: 1- There was a possibility of finding no perforators of the descending branch of the lateral circumflex femoral artery. 2- When present, the perforators pedicles were found in numbers between 1 to 4, always in a 6cm radius from the mid point between the anterosuperior iliac spine and the lateral border of the patella. 3- The perforators pedicles courses were predominantly musculocutaneous. 4- The intramuscular courses were mainly indirect. 5- The intramuscular length was responsible for 31,69% of the total length of the vascular pedicle. 6- The total length of the pedicle was adequate for either local or microsurgical transfers. 7- The arterial and venous diameters were adequate for microsurgical anastomosis. 8- The female cadavers had significantly thicker flaps, but both in the male and the female cadavers the flap was considerably thin.