Submitted by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-04-18T14:21:35Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Rosana_Medina_Zanotelli.pdf: 897398 bytes, checksum: 53b6f15a010386648223058dfc32101b (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2018-04-19T14:42:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Rosana_Medina_Zanotelli.pdf: 897398 bytes, checksum: 53b6f15a010386648223058dfc32101b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-19T14:42:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Rosana_Medina_Zanotelli.pdf: 897398 bytes, checksum: 53b6f15a010386648223058dfc32101b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2015-04-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Esta dissertação contribui com a análise da robustez na Lógica Fuzzy, como uma importante fundamentação para modelagem e desenvolvimento de sistemas robustos, estendendo esta abordagem para a lógica intuicionista de Atanassov. Primeiramente, apresenta-se uma introdução à lógica fuzzy, discutindo as negações, funções de agregações, implicações e coimplicações fuzzy, incluindo também os conectivos Xor e derivações. O trabalho também considera a análise da -sensibilidade destes conectivos fuzzy e suas construções duais, essencialmente focados em propriedades algébricas e projeções. Começando com a avaliação da sensibilidade de conectivos fuzzy, a proposta estende os resultados para classes de conectivos fuzzy intuicionistas. Como principal contribuição, formalmente estabelece-se que a robustez preserva as construções duais e as funções de projeção relacionadas a conectivos fuzzy intuicionistas representáveis. Mostra-se que a extensão, do trabalho científico proposto por Y. Li e colaboradores, 2005 em "An Approach to Measure the Robustness of Fuzzy Reasoning", para a classe de conectivos fuzzy intuicionistas é preservada pelas construções duais. A presente pesquisa mostra que a análise de robustez pode ser diretamente verificada a partir de operadores fuzzy usando duas estratégias: (i) a -sensibilidade de operadores fuzzy baseada na análise da monotonicidade de seus argumentos (negações, agregações, implicações e coimplicações); e ainda (ii) a avaliação do comportamento dos operadores fuzzy nos pontos terminais do intervalo unitário, onde a monotonicidade não pode ser aplicada (conectivos Xor, XNor, bi-implicações e bi-coimplicações). / This dissertation contributes to the robustness analysis in fuzzy logic as an important founding for modeling and developing robust systems, extending such approach to the Atanassov’s intuitionistic fuzzy sets. It begins with the introduction of fuzzy logic, discussing negations, aggregation functions, fuzzy implications and bi-implications, also including Xor connectives and derivations. It also considers the -sensitivity analysis of these fuzzy connectives and their dual constructions from a few essentials such as properties and projections. Starting with an evaluation of the sensitivity in representable fuzzy connectives, the results are applied in the intuitionistic connective classes. The main result formally states that the robustness preserves the projection functions of representable intuitionistic fuzzy connectives. It shows an extension of the work in Y. Li et al, 2005 "An Approach to Measure the Robustness of Fuzzy Reasoning" for the class of intuitionistic fuzzy connectives, showing that the robustness of intuitionistic fuzzy sensitivity is preserved by dual constructions. The present research states that robustness analysis of intuitionistic fuzzy operators can be directly verified from fuzzy operators using two strategies: (i) the -sensitivity analysis of fuzzy connectives based on monotonicity of their arguments (negations, aggregations, implications and coimplications); and, otherwise (ii) the evaluation of the behaviour related to fuzzy connectives in endpoints of the unit interval, when the monotonicity property is not applied (Xor, XNor, bi-implications e bi-coimplications fuzzy operators).

O presente trabalho propõe a utilização conjunta dos conceitos de modelagem politópica e estabilidade quadrática para avaliação da robustez de desempenho de estabilizadores de sistemas de potência (ou PSSs, do inglês, Power System Stabilizers). Controladores de amortecimento do tipo PSS têm sido amplamente utilizados em sistemas elétricos de potência desde o final da década de 60. A maioria destes estabilizadores que hoje estão em operação foi projetada segundo uma abordagem clássica, que envolve a linearização das equações do sistema em torno de um ponto de equilíbrio e controle através de um compensador de avanço-atraso de fase. Este procedimento de projeto é bastante difundido devido à facilidade do uso de tais técnicas e ao baixo custo de implementação. No entanto, uma das principais desvantagens inerentes a essa abordagem vem justamente da linearização, pois a validade do controle projetado fica restrita a uma vizinhança do ponto de operação no qual o sistema foi linearizado. Sendo assim, não há garantia formal de desempenho satisfatório do controlador, uma vez que as condições operativas do sistema variam normalmente ao longo do dia. Mesmo que o desempenho seja verificado, após o projeto, para pontos de operação diferentes daquele no qual foi feito a linearização (procedimento que é tipicamente empregado em estudos de estabilidade a pequenas perturbações), o mesmo estará garantido formalmente apenas nas proximidades dos pontos verificados. A presente pesquisa busca o preenchimento desta lacuna referente à falta de garantia formal de desempenho em condições não nominais de operação. Com o intuito de garantir formalmente a robustez de desempenho dos controladores, utilizou-se o conceito de estabilidade quadrática associado a uma modelagem politópica do sistema de potência para verificação do fator de amortecimento mínimo dentre todos os modos de oscilação do sistema (o qual é usualmente adotado em sistemas de potência como critério de desempenho ou, equivalentemente, como indicador de margem de estabilidade a pequenas perturbações). A modelagem politópica é usada como alternativa para a obtenção de um modelo de sistema dinâmico que leva em conta as incertezas referentes ao ponto de operação. Neste tipo de modelagem, ao invés de se considerar apenas um ponto de operação nominal, leva-se em conta um conjunto particular de pontos de operação típicos do sistema (os quais comporão os vértices de um conjunto convexo, chamado de politopo). Posteriormente, com base no conceito de estabilidade quadrática, pode-se garantir que um controlador projetado para garantir um desempenho mínimo aos vértices de um politopo estenderá tal garantia também a qualquer ponto de operação que tiver uma descrição linearizada pertencente a este politopo. Os resultados obtidos demonstram que a associação desses dois conceitos fornece uma alternativa viável e vantajosa para a avaliação da robustez de estabilidade e desempenho em sistemas de potência. O procedimento proposto pode ser usado de maneira complementar ao cálculo de autovalores tipicamente empregado na indústria, estendendo a garantia formal de robustez a um conjunto mais amplo de pontos de operação. / The present work proposes the joint use of polytopic modeling and quadratic stability concepts to evaluate the performance robustness of power systems stabilizers (or PSSs). PSS-type damping controllers have been widely used in electric power systems since the end of 6th decade of this century. The majority of these stabilizers, which are in operation nowadays, were designed according to a classical control approach. This method involves linearization of the system equations around an equilibrium point and control through a lead-lag phase compensator. This procedure has a widespread application in power systems due to the simplicity of the technique and the low implementation cost. However, one of the main disadvantages inherent to this method lies exactly in the linearization, since the validity of the designed control is restricted to a neighborhood of the operation point in which the linearization has been done. Since the system operating condition changes throughout the day, we cannot have a formal guarantee of a satisfactory controller performance. Even if the controller performance is checked for different operating points after the design, the performance will be formally guaranteed only in the neighborhoods of the verified points. The present research aims to fill this gap associated to the lack of a formal performance guarantee in an off-nominal operation condition. With the objective of formally guaranteeing the controller performance, the concept of quadratic stability, associated to a polytopic modeling of the system, was used to check the minimum damping factor among all system modes of oscillation (which is usually adopted in power systems as a performance criteria or, equivalently, as an index of small-signal stability margin). The polytopic modeling is used as an alternative to obtain the dynamic system model that accounts for the uncertainty in the operating point. In this type of modeling, instead of considering only one nominal operating point, a particular set of typical system operating points is chosen (which will compose the vertices of a convex set, called polytope). Later, based on the quadratic stability concept, it is possible to guarantee that a controller designed to achieve a minimum performance index at the vertices of the polytopic set will extend this property to any operation point belonging to this set. The obtained results show that the association of these two concepts provides a viable and advantageous alternative for the evaluation of the stability and performance robustness in power systems. The proposed procedure can be used as a complement to the eigenvalue calculation used in the industry, extending the formal robustness guarantee to a broader set of operating points.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:48:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EliezioSSN_DISSERT.pdf: 2190104 bytes, checksum: 2908609aa5c1ba4f1490b02210bf4470 (MD5) Previous issue date: 2014-04-25 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Mainstream programming languages provide built-in exception handling mechanisms to support robust and maintainable implementation of exception handling in software systems. Most of these modern languages, such as C#, Ruby, Python and many others, are often claimed to have more appropriated exception handling mechanisms. They reduce programming constraints on exception handling to favor agile changes in the source code. These languages provide what we call maintenance-driven exception handling mechanisms. It is expected that the adoption of these mechanisms improve software maintainability without hindering software robustness. However, there is still little empirical knowledge about the impact that adopting these mechanisms have on software robustness. This work addresses this gap by conducting an empirical study aimed at understanding the relationship between changes in C# programs and their robustness. In particular, we evaluated how changes in the normal and exceptional code were related to exception handling faults. We applied a change impact analysis and a control flow analysis in 100 versions of 16 C# programs. The results showed that: (i) most of the problems hindering software robustness in those programs are caused by changes in the normal code, (ii) many potential faults were introduced even when improving exception handling in C# code, and (iii) faults are often facilitated by the maintenance-driven flexibility of the exception handling mechanism. Moreover, we present a series of change scenarios that decrease the program robustness / As linguagens de programa??o convencionais fornecem mecanismos de tratamento de exce??es internos a fim de prover implementa??o de tratamento de exce??es em sistemas de software robusto e manuten?vel. A maioria dessas linguagens modernas, tais como C#, Ruby, Python e muitas outras, frequentemente afirmaram ter mecanismos de tratamento de exce??o mais apropriados. Elas reduzem as restri??es de programa??o no tratamento de exce??o buscando agilizar mudan?as no c?digo fonte. Essas linguagens suportam o que chamamos de mecanismos de tratamento de exce??es dirigidos a manuten??o. Espera-se que a ado??o desses mecanismos aumentem a manutenibilidade dos softwares sem impactar na robustez. Entretanto ainda existe pouco conhecimento emp?rico acerca do impacto que a ado??o desses mecanismos tem na robustez de softwares. Este trabalho busca preencher essa lacuna conduzindo um estudo emp?rico direcionado ao entendimento da rela??o entre mudan?as em programas C# e sua robustez. Em particular, n?s avaliamos como mudan?as nos c?digos normal e excepcional se relacionam com faltas no tratamento de exce??o. N?s aplicamos uma an?lise de impacto de mudan?a e uma an?lise de fluxo de controle em 100 vers?es de 16 programas escritos em C#. A partir dos dados coletados, este trabalho identificou os elementos do trade-off entre manutenibilidade e robustez

Our society is heavily dependent on commodities, as water and electricity, supplied to final users by engineered systems, which are known as critical infrastructures. In such context, the understanding of how such systems handle damaging events is an important aspect and is a current concern of researchers, public agents, and society. How much of performance a system loses due to damages is related to its vulnerability, and the ability to absorb and recover successfully from damages is its resilience. In this study, approaches to assess the vulnerability and resilience of power distribution systems by evaluating dynamic features, as the processes of failure and repair, and system reconfiguration for vulnerability, and the effects of extreme weather scenarios for resilience together with the processes of failure of repair are presented. Such approaches were applied on systems previously presented in the literature, and also on a Brazilian power distribution system. A Monte Carlo simulation was applied to evaluate this systems, models for time-to-failure and time-to-repair under different circumstances were obtained from historical data, and a method to use the models of time-to-failure during the vulnerability analysis was introduced. In addition, an assessment of the impact of reconfiguration capability on vulnerability is also carried out, and a resilience assessment under different climate scenarios has been developed. The time-to-failure and repair models highlighted how external factors modifies the Brazilian system failure and repair dynamics, the use of time-to-failure models during vulnerability analysis showed that the consideration of the failure dynamic of the types of elements give different results, and the time domain allows new analysis\' perspectives. The investigation indicated that the vulnerability reduction due to reconfiguration is affected by the number of switches and also the maximum load capacity of the distribution system feeders. The resilience assessment showed that for structural connectivity, larger distribution networks are less resilient, while for electricity delivery, a set of features, related with the topological and electrical organization of such networks, seems to be associated with the network service resilience, such information is useful for system planning and management. The dynamics evaluated in this study are relevant to vulnerability and resilience of such systems, and also to other critical infrastructures. Moreover, the developed approaches can be applied to other systems, as transportation and water distribution. In future studies, other power distribution systems features, as distributed generation and energy storage, will be considered in both, vulnerability and resilience analysis. / Nossa sociedade é altamente dependente de commodities, como água e eletricidade, fornecidas para os usuários por sistemas de engenharia, conhecidos como infraestruturas críticas. A compreensão de como tais sistemas lidam com eventos prejudiciais é uma preocupação atual de pesquisadores, agentes públicos e sociedade. A perda de desempenho de um sistema devido a danos é relacionada à sua vulnerabilidade, e a capacidade de absorver e se recuperar dos danos é a resiliência. Neste estudo, são apresentadas abordagens para avaliar a vulnerabilidade e resiliência de sistemas de distribuição de energia considerando características dinâmicas, como os processos de falha e reconfiguração do sistema, para a vulnerabilidade, e os efeitos de climas extremos na resiliência com os processos de falha e reparo. Tais abordagens foram aplicadas em sistemas previamente apresentados na literatura, e também em um sistema brasileiro. Simulação de Monte Carlo foi utilizada para avaliar as dinâmicas de falha e reparo do sistema utilizando de modelos obtidos a partir de dados históricos, e um método para usar os modelos de tempo-até-falha durante a análise de vulnerabilidade também foi apresentado. Além disso, uma avaliação do impacto da dinâmica de reconfiguração na vulnerabilidade foi realizada e uma avaliação de resiliência sob diferentes cenários climáticos foi desenvolvida. Os modelos tempo-para-falha e reparo destacaram como fatores externos modificam as dinâmicas de falha e reparo do sistema brasileiro, o uso de modelos de confiabilidade na análise de vulnerabilidades mostrou que a consideração dos diferentes tipos de elementos geram resultados diferentes e o domínio de tempo permite novas perspectivas de análise. A investigação da reconfiguração indicou que a redução da vulnerabilidade devido à reconfiguração é afetada pelo número de chaves e também pela máxima capacidade de carga dos alimentadores do sistema de distribuição. A avaliação de resiliência mostrou que, para conectividade estrutural, redes de distribuição maiores são menos resilientes, enquanto que para fornecimento de energia, um conjunto de características, relacionados com a organização topológica e elétrica dessas redes parece ser associado à resiliência do serviço, informação útil para o planejamento. As dinâmicas avaliadas neste estudo são relevantes para a vulnerabilidade e resiliência de tais sistemas, e também para outras infraestruturas críticas. Além disso, essas abordagens podem ser aplicadas a outros sistemas, como transporte e distribuição de água. Em estudos futuros, outras características de sistemas de distribuição de energia, como geração distribuída e armazenamento de energia, serão consideradas nas análises de vulnerabilidade e resiliência.

Orientador: Alexandre César Rodrigues da Silva / Resumo: Com a crescente evolução dos equipamentos eletrônicos, muitos dados digitais têm sido produzidos, copiados e distribuídos com facilidade, gerando uma grande preocupação com a sua segurança. Dentre as várias técnicas usadas para proteger os dados digitais, tem-se as técnicas de inserção e extração de marca d'água em imagens digitais. Uma marca d'água pode ser qualquer informação como, por exemplo, um código, um logotipo, ou uma sequência aleatória de letras e números, que vise garantir a autenticidade e a proteção dos direitos autoriais dos dados. Neste trabalho, estudou-se sobre as técnicas existentes de inserção e extração de marca d'água digital, abordando desde seu conceito até o desenvolvimento de algoritmos de inserção e extração de marca d'água em imagens digitais. Desenvolveu-se um método para aumentar a robustez de técnicas de marca d' água digital pela decomposição da imagem em duas partes: estrutural (áreas homogêneas) e de detalhes (áreas com ruídos, texturas e bordas). Contudo, a marca d'água é inserida na parte de detalhes por se tratar de áreas menos afetadas por operações de processamento digital de imagens. Os resultados mostraram que o método proposto aumentou a robustez das técnicas da marca d'água testadas. Baseado nos resultados obtidos, desenvolveu-se uma nova técnica de marca d'água digital, utilizando a transformada discreta de wavelets, a decomposição de imagens e a transformada discreta do cosseno. / Abstract: With the increasing evolution of technological equipment, many digital data have been easily produced, copied and distributed by generating a great concern for their security. Among the various techniques used to protect the digital data, there are techniques for inserting and extracting a watermark into digital images. A watermark can be any information, such as a code, a logo, or a random sequence of letters and numbers, aiming to ensure the authenticity and copyright protection. In this work are studied, existing insertion and extraction techniques in digital watermarking, by covering from its concept to the development of watermark insertion and extraction algorithms, in digital images. A method was developed to increase the robustness of digital watermarking techniques by decomposing the image into two parts: structural (homogeneous areas) and details (areas with noises, textures and edges). However, the watermark is inserted in the detail area due to be less affected areas by digital image processing. The results showed that the proposed method increased the robustness of the tested watermarking techniques. Based on the results obtained, we developed a new digital watermark technique using discrete wavelet transform, image decomposition and discrete cosine transform. / Doutor

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JeanCSG_DISSERT.pdf: 2590836 bytes, checksum: a8999e4e7cb4dfe6cb037286ddf5336d (MD5) Previous issue date: 2011-05-27 / Currently the uncertain system has attracted much academic community from the standpoint of scientific research and also practical applications. A series of mathematical approaches emerge in order to troubleshoot the uncertainties of real physical systems. In this context, the work presented here focuses on the application of control theory in a nonlinear dynamical system with parametric variations in order and robustness. We used as the practical application of this work, a system of tanks Quanser associates, in a configuration, whose mathematical model is represented by a second order system with input and output (SISO). The control system is performed by PID controllers, designed by various techniques, aiming to achieve robust performance and stability when subjected to parameter variations. Other controllers are designed with the intention of comparing the performance and robust stability of such systems. The results are obtained and compared from simulations in Matlab-simulink. / Atualmente os sistemas que qpresentam incertezas t?m atra?do muito a comunidade acad?mica do ponto de vista da investiga??o cient?fica e tamb?m das aplica??es pr?ticas. Uma s?rie de abordagens matem?ticas surgem com o objetivo de resolver problemas relacionados ?s incertezas de sistemas f?sicos reais. Nesse contexto, o trabalho aqui apresentado tem como foco a aplica??o da teoria de controle em um sistema din?mico n?o linear e com varia??es param?tricas visando a robustez. Utilizamos, como aplica??o pr?tica deste trabalho, um sistema de tanques associados da Quanser, em uma configura??o cujo modelo matem?tico ? representado por um sistema de segunda ordem com uma entrada e uma sa?da (SISO). O controle do sistema ? realizado por controladores PIDs, projetados por diversas t?cnicas, objetivando alcan?ar o desempenho e estabilidade robusta, quando submetido a varia??es de par?metros. Outros controladores s?o projetados com esse mesmo intuito e os resultados obtidos s?o comparados a partir de simula??es realizadas no Matlabsimulink.

Submitted by Ivan Oliveira Lopes (io.lopes@ifsp.edu.br) on 2018-09-22T02:34:15Z No. of bitstreams: 1 MARDI_Marca dagua Robusta via Decomposicao de Imagens.pdf: 69551246 bytes, checksum: 895274cb196d7f5075a7bf92bba60e9f (MD5) / Approved for entry into archive by Cristina Alexandra de Godoy null (cristina@adm.feis.unesp.br) on 2018-09-25T19:59:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 lopes_io_dr_ilha.pdf: 69617454 bytes, checksum: 7a93538756770bc0935aa4b85b95f4b7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T19:59:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 lopes_io_dr_ilha.pdf: 69617454 bytes, checksum: 7a93538756770bc0935aa4b85b95f4b7 (MD5) Previous issue date: 2018-07-27 / Com a crescente evolução dos equipamentos eletrônicos, muitos dados digitais têm sido produzidos, copiados e distribuídos com facilidade, gerando uma grande preocupação com a sua segurança. Dentre as várias técnicas usadas para proteger os dados digitais, tem-se as técnicas de inserção e extração de marca d'água em imagens digitais. Uma marca d'água pode ser qualquer informação como, por exemplo, um código, um logotipo, ou uma sequência aleatória de letras e números, que vise garantir a autenticidade e a proteção dos direitos autoriais dos dados. Neste trabalho, estudou-se sobre as técnicas existentes de inserção e extração de marca d'água digital, abordando desde seu conceito até o desenvolvimento de algoritmos de inserção e extração de marca d'água em imagens digitais. Desenvolveu-se um método para aumentar a robustez de técnicas de marca d' água digital pela decomposição da imagem em duas partes: estrutural (áreas homogêneas) e de detalhes (áreas com ruídos, texturas e bordas). Contudo, a marca d'água é inserida na parte de detalhes por se tratar de áreas menos afetadas por operações de processamento digital de imagens. Os resultados mostraram que o método proposto aumentou a robustez das técnicas da marca d'água testadas. Baseado nos resultados obtidos, desenvolveu-se uma nova técnica de marca d'água digital, utilizando a transformada discreta de wavelets, a decomposição de imagens e a transformada discreta do cosseno. / With the increasing evolution of technological equipment, many digital data have been easily produced, copied and distributed by generating a great concern for their security. Among the various techniques used to protect the digital data, there are techniques for inserting and extracting a watermark into digital images. A watermark can be any information, such as a code, a logo, or a random sequence of letters and numbers, aiming to ensure the authenticity and copyright protection. In this work are studied, existing insertion and extraction techniques in digital watermarking, by covering from its concept to the development of watermark insertion and extraction algorithms, in digital images. A method was developed to increase the robustness of digital watermarking techniques by decomposing the image into two parts: structural (homogeneous areas) and details (areas with noises, textures and edges). However, the watermark is inserted in the detail area due to be less affected areas by digital image processing. The results showed that the proposed method increased the robustness of the tested watermarking techniques. Based on the results obtained, we developed a new digital watermark technique using discrete wavelet transform, image decomposition and discrete cosine transform.

Image segmentation consists on its partition into relevant regions, such as to isolate the pixels belonging to desired objects in the image domain, which is an important step for computer vision, medical image processing, and other applications. Many times automatic segmentation generates results with imperfections. The user can correct them by editing manually, interactively or can simply discard the segmentation and try to automatically generate another result by a different method. Interactive methods combine benefits from manual and automatic ones, reducing user effort and using its high-level knowledge. In seed-based methods, to continue or repair a prior segmentation (presegmentation), avoiding the user to start from scratch, it is necessary to solve the Reverse Interactive Segmentation Problem (RISP), that is, how to automatically estimate the seeds that would generate it. In order to achieve this goal, we first divide the segmented object into its composing cores. Inside a core, two seeds separately always produce the same result, making one redundant. With this, only one seed per core is required. Cores leading to segmentations which are contained in the result of other cores are redundant and can also be discarded, further reducing the seed set, a process called Redundancy Analysis. A minimal set of seeds for presegmentation is generated and the problem of interactive repair can be solved by adding new seeds or removing seeds. Within the framework of the Image-Foresting Transform (IFT), new methods such as Oriented Image-Foresting Transform (OIFT) and Oriented Relative Fuzzy Connectedness (ORFC) were developed. However, there were no known algorithms for computing the core of these methods. This work develops such algorithms, with proof of correctness. The cores also give an indication of the degree of robustness of the methods on the positioning of the seeds. Therefore, a hybrid method that combines GraphCut and the ORFC cores, as well as the Robustness Coefficient (RC), have been developed. In this work, we present another developed solution to repair segmentations, which is based on IFT-SLIC, originally used to generate supervoxels. Experimental results analyze, compare and demonstrate the potential of these solutions. / Segmentação de imagem consiste no seu particionamento em regiões, tal como para isolar os pixels pertencentes a objetos de interesse em uma imagem, sendo uma etapa importante para visão computacional, processamento de imagens médicas e outras aplicações. Muitas vezes a segmentação automática gera resultados com imperfeições. O usuário pode corrigi-las editando-a manualmente, interativamente ou simplesmente descartar o resultado e gerar outro automaticamente. Métodos interativos combinam os benefícios dos métodos manuais e automáticos, reduzindo o esforço do usuário e utilizando seu conhecimento de alto nível. Nos métodos baseados em sementes, para continuar ou reparar uma segmentação prévia (presegmentação), evitando o usuário começar do zero, é necessário resolver o Problema da Segmentação Interativa Reversa (RISP), ou seja, estimar automaticamente as sementes que o gerariam. Para isso, este trabalho particiona o objeto da segmentação em núcleos. Em um núcleo, duas sementes separadamente produzem o mesmo resultado, tornando uma delas redundante. Com isso, apenas uma semente por núcleo é necessária. Núcleos contidos nos resultados de outros núcleos são redundantes e também podem ser descartados, reduzindo ainda mais o conjunto de sementes, um processo denominado Análise de Redundância. Um conjunto mínimo de sementes para a presegmentação é gerado e o problema da reparação interativa pode então ser resolvido através da adição de novas sementes ou remoção. Dentro do arcabouço da Transformada Imagem-Floresta (IFT), novos métodos como Oriented Image-Foresting Transform (OIFT) e Oriented Relative Fuzzy Connectedness (ORFC) foram desenvolvidos. Todavia, não há algoritmos para calcular o núcleo destes métodos. Este trabalho desenvolve tais algoritmos, com prova de corretude. Os núcleos também nos fornecem uma indicação do grau de robustez dos métodos sobre o posicionamento das sementes. Por isso, um método híbrido do GraphCut com o núcleo do ORFC, bem como um Coeficiente de Robustez (RC), foram desenvolvidos. Neste trabalho também foi desenvolvida outra solução para reparar segmentações, a qual é baseada em IFT-SLIC, originalmente utilizada para gerar supervoxels. Resultados experimentais analisam, comparam e demonstram o potencial destas soluções.

Atualmente, diversas empresas e organizações estão cada vez mais empreendendo esforços para transformar rapidamente as suas potenciais ideias em produtos e serviços. Esses esforços também têm estimulado a evolução dos sistemas de informação que passaram a ser apoiados por modelos de alto nível de abstração para descrever a lógica do processo. Neste contexto, destaca-se o sucesso dos Sistemas de Informação cientes de Processos (PAIS, do inglês Process-Aware Information Systems) para o gerenciamento de processos de negócios e automação de processos científicos de larga escala (e-Science). Grande parte do sucesso dos PAIS é devido à capacidade de prover funcionalidades genéricas para modelagem, execução e monitoramento dos processos. Essas características são bem-sucedidas quando os modelos de processos têm um caminho bem-comportado no sentido de atingir os seus objetivos. No entanto, situações anômalas que desviam a execução desse caminho bem-comportado ainda representam um significativo desafio para os PAIS. Por causa dos vários tipos de falhas que desviam a execução do comportamento esperado, prover uma execução robusta e confiável é uma tarefa complexa para os atuais PAIS, uma vez que nem todas as situações de falha podem ser eficientemente descritas dentro da estrutura do fluxo tradicional. Como consequência, o tratamento de tais situações geralmente envolve intervenções manuais nos sistemas por operadores humanos, o que resulta em custos adicionais e significativos para as empresas. Neste trabalho é introduzido um método de composição para recuperação ciente de custos e benefícios que é capaz de encontrar e seguir caminhos alternativos que reduzam os prejuízos financeiros do tratamento de exceções. Do ponto de vista prático, esse método provê o tratamento de exceção automatizado e otimizado ao calcular os custos e benefícios de cada caminho de recuperação e escolher o caminho com a melhor relação custo-benefício disponível. Mais especificamente, o método de recuperação proposto estende a abordagem WED-flow (Workflow, Event processing and Data-flow) para permitir a composição ciente de custos e benefícios de passos de recuperação transacionais backward e forward. Por fim, os experimentos mostram que esse método de recuperação pode ser adequadamente incorporado para manipular exceções em uma ampla variedade de processos. / Nowadays, many corporations and organizations are increasingly making efforts to transform quickly and effectively their potential ideas into products and services. These efforts have also stimulated the evolution of information systems that are now supported by higher-level abstract models to describe the process logic. In this context, several sophisticated Process-Aware Information Systems (PAIS) have successfully been proposed for managing business processes and automating large-scale scientific (e-Science) processes. Much of this success is due to their ability to provide generic functionality for modeling, execution and monitoring processes. These functionalities work well when process models have a well-behaved path towards achieving their objectives. However, anomalous situations that fall outside of the well-behaved execution path still pose a significant challenge to PAIS. Because of the many types of failures that may deviate execution away from expected behaviors, provision of robust and reliable execution is a complex task for current PAIS, since not all failure situations can be efficiently modeled within the traditional flow structure. As a consequence, the treatment for such situations usually involves interventions in systems by human operators, which result in significant additional cost for businesses. In this work, we introduce a cost/benefit-aware recovery composition method that is able to find and follow alternative paths to reduce the financial side effects of exception handling. From a practical point of view, this method provides the automated and optimized exception handling, by calculating the cost and benefits of each recovery path, and choosing the recovery path with the best cost/benefits available. More specifically, our recovery method extends the WED-flow (Workflow, Event processing and Data-flow) approach for enabling cost/benefit-aware composition of forward and/or backward transactional recovery steps. Finally, the experiments point out that this recovery method can be suitably incorporated into exception handling within a wide variety of processes.

El Control Predictivo Basado en Modelos (CPBM) optimiza un índice que incorpora un parámetro de penalización para las acciones de control lambda, con el fin de que no sean demasiado bruscas, a la vez que se mejora la robustez del sistema. El principal inconveniente radica en que el sintonizado de lambda se suele regir por criterios empíricos, y poco orientados a la mejora de la robustez. De entre las diferentes técnicas de mejora de la robustez en CPBM se destaca la optimización Min-Max de las especificaciones, donde se resuelve el problema de optimización para el peor modelo en una región acotada. Desde otro punto de vista, el principio de mínimos cuadrados está presente en numerosas teorías de identificación y control. De hecho el CPBM se puede plantear como un problema de mínimos cuadrados. Su principal inconveniente radica en que es sensible a los errores en los datos (mal condicionamiento), lo cual se puede mejorar regularizando el problema mediante el parámetro de regularización lambda ajustado empíricamente (análogo al parámetro lambda de penalización del esfuerzo de control en CPBM). La técnica BDU (Bounded Data Uncertainties) es una técnica de regularización de problemas de mínimos cuadrados, originalmente desarrollada para problemas de estimación, y poco usada en control, salvo el controlador lineal cuadrático (LQR) con horizonte de predicción finito considerando incertidumbre paramétrica. Dicha técnica diseña el parámetro de regularización lambda teniendo en cuenta la cota de la incertidumbre presente en el sistema y plantea el problema como una optimización Min-Max. Por lo tanto se puede establecer la analogía con el problema Min-Max de CPBM robusto, así el objetivo principal de la tesis consiste en usar la técnica BDU para sintonizar lambda de modo guiado y con el fin de mejorar la robustez del sistema. Otro objetivo adicional es asegurar la estabilidad. Por tanto, se pretende plantear un LQR robusto y estable, denominado LQR-BDU, robusto por usar / Ramos Fernández, C. (2007). Control predictivo basado en modelos (CPBM) robusto con BDU [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1844 / Palancia