Este trabalho descreve um conjunto de técnicas para a recuperação de imagens baseada nos aspectos cromático e estrutural das mesmas. A abordagem aqui descrita utiliza mecanismos que permitem a preservação de informação espacial referente aos conteúdos extraídos da imagem de forma que a sua precisão possa ser ajustada de acordo com a necessidade da consulta. Um outro importante aspecto aqui considerado, é a possibilidade de se optar por um dos seguintes espaços de cores para a verificação de distâncias entre cores no momento da recuperação: RGB, L*u*v*, ou L*a*b*. Com estas diferentes possibilidades de espaços de cores, será verificada a influência que os mesmos podem provocar no processo de recuperação de imagens baseado em aspectos cromáticos. O conjunto de técnicas para a recuperação de imagens abordadas neste trabalho levou à construção do sistema RICE, um ambiente computacional através do qual pode-se realizar consultas a partir de um repositório de imagens. Para a verificação do desempenho dos diferentes parâmetros ajustáveis na recuperação de imagens aqui descrita e implementada no sistema RICE, foram utilizadas curvas de “Recall x Precision”. / This work describes a set of image retrieval techniques by color and shape similarity. The approach presented here allows to preserve spacial relantionships of the contents extracted from the image. And it can be adjusted accordingly to the query needs. Another important feature considered here, is the possibility of choosing between the RGB, L*u*v*, and L*a*b* color spaces to compute color distances during the image retrieval operation. With these three options of color spaces, the influence of each one in the image retrieval process based in chromatic contents will be verified. The set of techniques for image retrieval described here led to development of the RICE system, a computational environment for image retrieval by color and shape similarity. Furthermore, the recall x precision graph was applied in order to verify the performance of the RICE system in several configuration modes of image retrieval.

O rastreamento de objetos em vídeos representa um importante problema na área de processamento de imagens, quer seja pelo grande número de aplicações envolvidas, ou pelo grau de complexidade que pode ser apresentado. Como exemplo de aplicações, podemos citar sua utilização em áreas como robótica móvel, interface homem-máquina, medicina, automação de processo industriais até aplicações mais tracionais como vigilância e monitoramento de trafego. O aumento na complexidade do rastreamento se deve principalmente a interação do objeto rastreado com outros elementos da cena do vídeo, especialmente nos casos de oclusões parciais ou totais. Quando uma oclusão ocorre a informação sobre a localização do objeto durante o rastreamento é perdida parcial ou totalmente. Métodos de filtragem estocástica, utilizados para o rastreamento de objetos, como os Filtros de Partículas não apresentam resultados satisfatórios na presença de oclusões totais, onde temos uma descontinuidade na trajetória do objeto. Portanto torna-se necessário o desenvolvimento de métodos específicos para tratar o problema de oclusão total. Nesse trabalho, nós desenvolvemos uma abordagem para tratar o problema de oclusão total no rastreamento de objetos utilizando Filtro de Partículas baseados em Monte Carlo via Cadeia de Markov (MCCM) com função geradora de partículas adaptativa. Durante o rastreamento do objeto, em situações onde não há oclusões, nós utilizamos uma função de probabilidade geradora simétrica. Entretanto, quando uma oclusão total, ou seja, uma descontinuidade na trajetória é detectada, a função geradora torna-se assimétrica, criando um termo de “inércia” ou “arraste” na direção do deslocamento do objeto. Ao sair da oclusão, o objeto é novamente encontrado e a função geradora volta a ser simétrica novamente. / The object tracking on video is an important task in image processing area either for the great number of involved applications, or for the degree of complexity that can be presented. How example of application, we can cite its use from robotic area, machine-man interface, medicine, automation of industry process to vigilance and traffic control applications. The increase of complexity of tracking is occasioned principally by interaction of tracking object with other objects on video, specially when total or partial occlusions occurs. When a occlusion occur the information about the localization of tracking object is lost partially or totally. Stochastic filtering methods, like Particle Filter do not have satisfactory results in the presence of total occlusions. Total occlusion can be understood like discontinuity in the object trajectory. Therefore is necessary to develop specific method to handle the total occlusion task. In this work, we develop an approach to handle the total occlusion task using MCMC-Particle Filter with adaptive sampling probability function. When there is not occlusions we use a symmetric probability function to sample the particles. However, when there is a total occlusion, a discontinuity in the trajectory is detected, and the probability sampling function becomes asymmetric. This break of symmetry creates a “drift” or “inertial” term in object shift direction. When the tracking object becomes visible (after the occlusion) it is found again and the sampling function come back to be symmetric.

Atualmente, técnicas de recuperação e análise de informações, principalmente textuais, são de extrema importância. Após o grande BOOM da Internet, muitos problemas que já eram conhecidos em contextos fechados passaram a preocupar também toda a comunidade científica. No âmbito deste trabalho os problemas relacionados à sobrecarga de informações, que ocorre devido ao grande volume de dados a disposição de uma pessoa, são os mais importantes. Visando minimizar estes problemas, este trabalho apresenta um estudo sobre métodos de agrupamento de objetos textuais (documentos no formato ASCII), onde os objetos são organizados automaticamente em grupos de objetos similares, facilitando sua localização, manipulação e análise. Decorrente deste estudo, apresenta-se uma metodologia de aplicação do agrupamento descrevendo-se suas diversas etapas. Estas etapas foram desenvolvidas de maneira que após uma ter sido realizada ela não precisa ser refeita, permitindo que a etapa seguinte seja aplicada diversas vezes sobre os mesmos dados (com diferentes parâmetros) de forma independente. Além da metodologia, realiza-se um estudo comparativo entre alguns algoritmos de agrupamento, inclusive apresentando-se um novo algoritmo mais eficiente. Este fato é comprovado em experimentos realizados nos diversos estudos de caso propostos. Outras contribuições deste trabalho incluem a implementação de uma ferramenta de agrupamento de textos que utiliza a metodologia elaborada e os algoritmos estudados; além da utilização de uma fórmula não convencional de cálculo de similaridades entre objetos (de abordagem fuzzy), aplicada a informações textuais, obtendo resultados satisfatórios. / The Internet is the vital media of today and, as being a mass media, problems known before to specific fields of Science arise. One of these problems, capable of annoying many people, is the information overload problem caused by the excessive amount of information returned in response to the user’s query. Due to the information overload problem, advanced techniques for information retrieval and analysis are needed. This study presents some aids in these fields, presenting a methodology to help users to apply the clustering process in textual data. The technique investigated is capable of grouping documents of several subjects in clusters of documents of the same subject. The groups identified can be used to simplify the process of information analysis and retrieval. This study also presents a tool that was created using the methodology and the algorithms analyzed. The tool was implemented to facilitate the process of investigation and demonstration of the study. The results of the application of a fuzzy formula, used to calculate the similarity among documents, are also presented.

Este trabalho propõe a utilização de algoritmos de mineração de regras de associação para a Recuperação de Informações Multilíngues. Esses algoritmos têm sido amplamente utilizados para analisar transações de registro de vendas. A ideia é mapear o problema de encontrar associações entre itens vendidos para o problema de encontrar termos equivalentes entre idiomas diferentes em um corpus paralelo. A proposta foi validada por meio de experimentos com diferentes idiomas, conjuntos de consultas e corpora. Os resultados mostram que a eficácia da abordagem proposta é comparável ao estado da arte, ao resultado monolíngue e à tradução automática de consultas, embora este utilize técnicas mais complexas de processamento de linguagem natural. Foi criado um protótipo que faz consultas à Web utilizando o método proposto. O sistema recebe palavras-chave em português, as traduz para o inglês e submete a consulta a diversos sites de busca. / This work proposes the use of algorithms for mining association rules as an approach for Cross-Language Information Retrieval. These algorithms have been widely used to analyze market basket data. The idea is to map the problem of finding associations between sales items to the problem of finding term translations over a parallel corpus. The proposal was validated by means of experiments using different languages, queries and corpora. The results show that the performance of our proposed approach is comparable to the performance of the monolingual baseline and to query translation via machine translation, even though these systems employ more complex Natural Language Processing techniques. A prototype for cross-language web querying was implemented to test the proposed method. The system accepts keywords in Portuguese, translates them into English and submits the query to several web-sites that provide search functionalities.

Plágio é um dos delitos mais graves no meio acadêmico. É definido como “o uso do trabalho de uma pessoa sem a devida referência ao trabalho original”. Em contrapartida a esse problema, existem diversos métodos que tentam detectar automaticamente plágio entre documentos. Nesse contexto, esse trabalho propõe um novo método para Análise de Plágio Multilíngue. O objetivo do método é detectar casos de plágio em documentos suspeitos baseado em uma coleção de documentos ditos originais. Para realizar essa tarefa, é proposto um método de detecção de plágio composto por cinco fases principais: normalização do idioma, recuperação dos documentos candidatos, treinamento do classificador, análise de plágio, pós-processamento. Uma vez que o método é projetado para detectar plágio entre documentos escritos em idiomas diferentes, nós usamos um language guesser para identificar o idioma de cada documento e um tradutor automático para traduzir todos os documentos para um idioma comum (para que eles possam ser analisados de uma mesma forma). Após a normalização, nós aplicamos um algoritmo de classificação com o objetivo de construir um modelo que consiga diferenciar entre um trecho plagiado e um trecho não plagiado. Após a fase de treinamento, os documentos suspeitos podem ser analisados. Um sistema de recuperação é usado para buscar, baseado em trechos extraídos de cada documento suspeito, os trechos dos documentos originais que são mais propensos de terem sido utilizados como fonte de plágio. Somente após os trechos candidatos terem sido retornados, a análise de plágio é realizada. Por fim, uma técnica de pós-processamento é aplicada nos resultados da detecção a fim de juntar os trechos plagiados que estão próximos um dos outros. Nós avaliamos o métodos utilizando três coleções de testes disponíveis. Duas delas foram criadas para as competições PAN (PAN’09 e PAN’10), que são competições internacionais de detecção de plágio. Como apenas um pequeno percentual dos casos de plágio dessas coleções era multilíngue, nós criamos uma coleção com casos de plágio multilíngue artificiais. Essa coleção foi chamada de ECLaPA (Europarl Cross-Language Plagiarism Analysis). Os resultados alcançados ao analisar as três coleções de testes mostraram que o método proposto é uma alternativa viável para a tarefa de detecção de plágio multilíngue. / Plagiarism is one of the most serious forms of academic misconduct. It is defined as “the use of another person's written work without acknowledging the source”. As a countermeasure to this problem, there are several methods that attempt to automatically detect plagiarism between documents. In this context, this work proposes a new method for Cross-Language Plagiarism Analysis. The method aims at detecting external plagiarism cases, i.e., it tries to detect the plagiarized passages in the suspicious documents (the documents to be investigated) and their corresponding text fragments in the source documents (the original documents). To accomplish this task, we propose a plagiarism detection method composed by five main phases: language normalization, retrieval of candidate documents, classifier training, plagiarism analysis, and postprocessing. Since the method is designed to detect cross-language plagiarism, we used a language guesser to identify the language of the documents and an automatic translation tool to translate all the documents in the collection into a common language (so they can be analyzed in a uniform way). After language normalization, we applied a classification algorithm in order to build a model that is able to differentiate a plagiarized text passage from a non-plagiarized one. Once the classifier is trained, the suspicious documents can be analyzed. An information retrieval system is used to retrieve, based on passages extracted from each suspicious document, the passages from the original documents that are more likely to be the source of plagiarism. Only after the candidate passages are retrieved, the plagiarism analysis is performed. Finally, a postprocessing technique is applied in the reported results in order to join the contiguous plagiarized passages. We evaluated our method using three freely available test collections. Two of them were created for the PAN competitions (PAN’09 and PAN’10), which are international competitions on plagiarism detection. Since only a small percentage of these two collections contained cross-language plagiarism cases, we also created an artificial test collection especially designed to contain this kind of offense. We named the test collection ECLaPA (Europarl Cross-Language Plagiarism Analysis). The results achieved while analyzing these collections showed that the proposed method is a viable approach to the task of cross-language plagiarism analysis.

Consultas por palavras-chave permitem o acesso fácil a dados XML, uma vez que não exigem que o usuário aprenda uma linguagem de consulta estruturada nem estude possíveis esquemas de dados complexos. Com isso, vários motores de busca XML foram propostos para permitir a extração de fragmentos XML relevantes para consultas por palavras-chave. No entanto, esses motores de busca tratam as expressões temporais da mesma forma que qualquer outra palavra-chave. Essa abordagem ocasiona inúmeros problemas, como por exemplo, considerar como casamentos para uma expressão temporal nodos do domínio preço ou código. Este trabalho descreve TPI (Two Phase Interception), uma abordagem que permite o suporte a consultas temporais por palavras-chave em documentos XML orientados a dados. O suporte a consultas temporais é realizado através de uma camada adicional de software que executa duas interceptações no processamento de consultas, realizado por um motor de busca XML. Esta camada adicional de software é responsável pelo tratamento adequado das informações temporais presentes na consulta e no conteúdo dos documentos XML. O trabalho ainda especifica TKC (Temporal Keyword Classification), uma classificação de consultas temporais que serve de guia para qualquer mecanismo de consulta por palavras-chave, inclusive TPI. São apresentados os algoritmos de mapeamento das diferentes formas de predicados temporais por palavras-chave, especificadas em TKC, para expressões relacionais a fim de orientar a implementação do processamento das consultas temporais. É proposto um índice temporal e definidas estratégias para identificação de caminhos temporais, desambiguação de formatos de valores temporais, identificação de datas representadas por vários elementos e identificação de intervalos temporais. São demonstrados experimentos que comparam a qualidade, o tempo de processamento e a escalabilidade de um motor de busca XML com e sem a utilização de TPI. A principal contribuição desse trabalho é melhorar significativamente a qualidade dos resultados de consultas temporais por palavras-chave em documentos XML. / Keyword queries enable users to easily access XML data, since the user does not need to learn a structured query language or study possibly complex data schemas. Therewith, several XML search engines have been proposed to extract relevant XML fragments in response to keyword queries. However, these search engines treat the temporal expressions as any other keyword. This approach may lead to several problems. It could, for example, consider prices and codes as matches to a temporal expression. This work describes TPI (Two Phase Interception), an approach that supports temporal keyword queries on data-centric XML documents. The temporal query support is performed by adding an additional software layer that executes two interceptions in the query processing performed by a XML search engine. This additional software layer is responsible for the adequate treatment of the temporal expressions contained in the query and in the contents of the XML documents. This work also specifies TKC (Temporal Keyword Classification), a temporal query classification to be used as guidance for any keyword query mechanism, including TPI. We present the algorithms for mapping different temporal predicates expressed by keywords to relational expressions in order to guide the implementation of the temporal query processing. We propose a temporal index together with strategies to perform temporal path identification, format disambiguation, identification of dates represented by many elements and detection of temporal intervals. This work also reports on experiments which evaluate quality, processing time and scalability of an XML search engine with TPI and without TPI. The main contribution of this work is the significant improvement in the quality of the results of temporal keyword queries on XML documents.

Computação voluntária é um tipo de computação distribuída na qual o proprietário do computador cede parte dos seus recursos computacionais, tais como poder de processamento ou armazenamento, para a execução de um ou mais projetos de pesquisa de seu interesse. Na área de processamento de alto desempenho, o modelo de computação voluntária desempenha um papel muito importante. Sistemas de computação voluntária de larga escala provaram ser mecanismos eficientes para resolução de problemas complexos. Em tais sistemas, que são essencialmente centralizados, centenas ou milhares de computadores são organizados em rede para processar uma série de tarefas, encaminhadas e distribuídas por um servidor central. Nesse tipo de solução, é imprescindível ter um mecanismo para a persistência dos resultados intermediários produzidos, de maneira periódica, para evitar a perda de informações em caso de falhas. Esse mecanismo, chamado de checkpoint, também é importante, em ambientes de computação voluntária, para garantir que no momento em que o proprietário do recurso retomar sua utilização, os resultados intermediários produzidos sejam armazenados para uma posterior recuperação. Sem um mecanismo de checkpoint consistente, resultados produzidos pelos nodos de computação voluntária podem ser perdidos, gerando um desperdício do poder de computação. A pesquisa contemplada nessa dissertação tem por objetivo propor um mecanismo de checkpoint baseado no armazenamento do contexto de execução, através da prevalência de objetos. Essa abordagem proporciona a participação, em sistemas de computação voluntária, de recursos com capacidades limitadas de processamento, memória e espaço em disco que possuam curtos, porém frequentes, períodos de inatividade. Dessa forma, esses recursos poderão realizar checkpoints rápidos e frequentes, produzindo resultados efetivos. / Volunteer computing is a type of distributed computing in which resource owners donate their computing resources, such as processing power and storage, to one or more projects of interest. In the high-performance computing field, the volunteer computing model has been playing an important role. On current volunteer computing systems, which are essentially center-based, hundreds or thousands of computers are organized in a network to process a series of tasks, originally distributed by a centralized server. For this kind of environment, it is essential to have a mechanism to ensure that all intermediate produced results are stored, avoiding the loss of already processed data in case of failures. This mechanism, known as checkpoint, is also important in volunteer computing environments to ensure that when the resource owner takes control of the activities, all intermediate results are saved for later recovery. Without a consistent checkpoint mechanism, already produced data could be lost, leading to waste of computing power. The research done on this dissertation aims mainly at introducing a checkpoint mechanism based on context execution storage, through object prevalence. On it, resources which usually have limited processing power, memory and storage and with small but frequent periods of inactivity could be allowed to join volunteer computing environments. This is possible because they would be able to execute fast and frequent checkpoint operations in short period of times and therefore, be able to effectively produce results during its inactivity periods.

Over theWeb, distributed and heterogeneous sources with structured and related content form rich repositories of information commonly referred to as dataspaces. To provide access to this heterogeneous data, information integration systems have traditionally relied on the availability of a mediated schema, along with mappings between this schema and the schema of the source schemas. On dataspaces, where sources are plentiful, autonomous and extremely volatile, a system based on the existence of a pre-defined mediated schema and mapping information presents several drawbacks. Notably, the cost of keeping the mappings up to date as new sources are found or existing sources change can be prohibitively high. We propose a novel querying architecture that requires neither a mediated schema nor source mappings, which is based mainly on indexing mechanisms and on-the-fly rewriting algorithms. Our indexes are designed for data that is represented as relations, and are able to capture the structure of the sources, their instances and the connections between them. In the absence of a mediated schema, the user formulates structured queries based on what she expects to find. These queries are rewritten using a best-effort approach: the proposed rewriting algorithms compare a user query against the source schemas and produces a set of rewritings based on the matches found. Based on this architecture, two different querying approaches are tested. Experiments show that the indexing and rewriting algorithms are scalable, i.e., able to handle a very large number of structured Web sources; and that support simple, yet expressive queries that exploit the inherent structure of the data.

Este trabalho aplica a Teoria de Autômatos na proposição de uma nova alternativa para prover animações 2D na World Wide Web, verificando as contribuições alcançadas para as questões relacionadas ao espaço de armazenamento, reutilização e manutenção do conteúdo e suporte à recuperação de informação. Para este objetivo, é proposto o modelo AGA (Animação Gráfica baseada em Autômatos Finitos), o qual especifica a animação a partir de uma estrutura baseada em autômatos finitos com saída. Esse modelo é definido de tal forma que os mesmos autômatos utilizados na especificação, ao serem simulados, realizam o controle da animação durante a apresentação. O modelo AGA apresenta características que favorecem a redução do espaço de armazenamento da animação, provêem suporte à recuperação de informação, colaboram com a reutilização e manutenção do conteúdo das animações. Uma implementação multiplataforma foi desenvolvida para apresentar animações especificadas nesse modelo na Web. Essa implementação proporciona a elaboração de consultas ao conteúdo da animação, além dos recursos tradicionais de reprodução. A partir dessa implementação, o AGA foi submetido a um estudo de caso prático, onde os resultados obtidos são comparados com o produzidos pelo GIF (Graphic Interchange Format). Esse comparativo demonstra que o AGA possui várias vantagens em relação à estrutura adotada pelo GIF. O modelo AGA é estendido utilizando autômatos temporizados para prover restrições temporais às especificações e também ampliar as funcionalidades de interação com o observador da animação. Essa extensão, chamada de modelo AGA-S (Animação Gráfica baseada em Autômatos Temporizados Sincronizados), é definida a partir do autômato temporizado proposto por Alur e Dill. Para esse modelo, é definida uma operação formal para sincronização dos componentes da animação e adicionada uma estrutura baseada em autômatos finitos para controlar a interação do observador com a animação.

A World Wide Web em poucos anos de existência se tornou uma importante e essencial fonte de informação e a localização e recuperação de informações na Internet passou a ser um grande problema a ser resolvido. Isto porque a falta de padronização e estrutura adequada para representação dos dados, que é resultado da liberdade de criação e manipulação dos documentos, compromete a eficácia dos modelos de recuperação de informação tradicionais. Muitos modelos foram então desenvolvidos para melhorar o desempenho dos sistemas de recuperação de informação. Com o passar dos anos surge assim uma nova área de pesquisa a extração de dados da web que, ao contrário dos sistemas de recuperação, extrai informações dos documentos relevantes e não documentos relevantes de conjunto de documentos. Tais estudos viabilizaram a integração de informações de documentos distribuídos e heterogêneos, que foram baseados nos mesmos modelos aplicados a banco de dados distribuídos. Neste trabalho é apresentado um estudo que tem como objetivo materializar informações contidas em documentos HTML de modo que se possa melhorar o desempenho das consultas em relação ao tempo de execução quanto à qualidade dos resultados obtidos. Para isso são estudados o ambiente web e as características dos dados contidos neste ambiente, como por exemplo, a distribuição e a heterogeneidade, aspectos relacionados à maneira pela qual as informações estão disponibilizadas e como estas podem ser recuperadas e extraídas através de regras sintáticas. Finalizando o estudo são apresentados vários tipos de classificação para os modelos de integração de dados e é monstrado em detalhes um estudo de caso, que tem como objetivo demonstrar a aplicação das técnicas apresentadas ao longo desta pesquisa.