[pt] Ao mesmo tempo em que a autonomia de robôs pessoais e domésticos aumenta, cresce a necessidade de interação dos mesmos com o ambiente. A interação mais básica de um robô com o ambiente é feita pela percepção deste e sua navegação. Para uma série de aplicações não é prático prover modelos geométricos válidos do ambiente a um robô antes de seu uso. O robô necessita, então, criar estes modelos enquanto se movimenta e percebe o meio em que está inserido através de sensores. Ao mesmo tempo é necessário minimizar a complexidade requerida quanto a hardware e sensores utilizados. No presente trabalho, um algoritmo iterativo baseado em entropia é proposto para planejar uma estratégia de exploração visual, permitindo a construção eficaz de um modelo em grafo do ambiente. O algoritmo se baseia na determinação da informação presente em sub-regiões de uma imagem panorâmica 2-D da localização atual do robô obtida com uma câmera fixa sobre o mesmo. Utilizando a métrica de entropia baseada na Teoria da Informação de Shannon, o algoritmo determina nós potenciais para os quais deve se prosseguir a exploração. Através de procedimento de Visual Tracking, em conjunto com a técnica SIFT (Scale Invariant Feature Transform), o algoritmo auxilia a navegação do robô para cada nó novo, onde o processo é repetido. Um procedimento baseado em transformações invariáveis a determinadas variações espaciais (desenvolvidas a partir de Fourier e Mellin) é utilizado para auxiliar o processo de guiar o robô para nós já conhecidos. Também é proposto um método baseado na técnica SIFT. Os processos relativos à obtenção de imagens, avaliação, criação do grafo, e prosseguimento dos passos citados continua até que o robô tenha mapeado o ambiente com nível pré-especificado de detalhes. O conjunto de nós e imagens obtidos são combinados de modo a se criar um modelo em grafo do ambiente. Seguindo os caminhos, nó a nó, um robô pode navegar pelo ambiente já explorado. O método é particularmente adequado para ambientes planos. As componentes do algoritmo proposto foram desenvolvidas e testadas no presente trabalho. Resultados experimentais mostrando a eficácia dos métodos propostos são apresentados. / [en] As the autonomy of personal service robotic systems increases so has their need to interact with their environment. The most basic interaction a robotic agent may have with its environment is to sense and navigate through it. For many applications it is not usually practical to provide robots in advance with valid geometric models of their environment. The robot will need to create these models by moving around and sensing the environment, while minimizing the complexity of the required sensing hardware. This work proposes an entropy-based iterative algorithm to plan the robot´s visual exploration strategy, enabling it to most efficiently build a graph model of its environment. The algorithm is based on determining the information present in sub-regions of a 2- D panoramic image of the environment from the robot´s current location using a single camera fixed on the mobile robot. Using a metric based on Shannon s information theory, the algorithm determines potential locations of nodes from which to further image the environment. Using a Visual Tracking process based on SIFT (Scale Invariant Feature Transform), the algorithm helps navigate the robot to each new node, where the imaging process is repeated. An invariant transform (based on Fourier and Mellin) and tracking process is used to guide the robot back to a previous node. Also, an SIFT based method is proposed to accomplish such task. This imaging, evaluation, branching and retracing its steps continues until the robot has mapped the environment to a pre-specified level of detail. The set of nodes and the images taken at each node are combined into a graph to model the environment. By tracing its path from node to node, a service robot can navigate around its environment. This method is particularly well suited for flat-floored environments. The components of the proposed algorithm were developed and tested. Experimental results show the effectiveness of the proposed methods.

Neste trabalho desenvolvemos duas séries de EODs operando em regime simultâneo de modulação das componentes de fase e de amplitude de uma frente de luz (Modulação Complexa Completa MCC). A primeira destas séries foi constituída por Hologramas de Fourier calculados através do Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier (Iterative Fourier Transform Algorithm IFTA) e a segunda, por Hologramad de Fresnel cujo cálculo da propagação da luz foi obtido por filmagem linear espacial proveniente da solução da Equação de Helmholtz no domínio da frequência. Nos dois casos, a Modulação Complexa Completa foi implementada fisicamente empregando, para realizar a modulação de fase, um micro-relevo gravado em um filme de DLC (Diamond Like Carbon) depositado sobre um substrato de vidro. Sobre este relevo foi implementada a modulação de amplitude, através da deposição de um filme de alumínio, no qual foram realizadas micro-aberturas diferentes cujas áreas eram proporcionais à amplitude em cada pixel. Nos Hologramas de Fourier, uma diferente espessura do filme DLC localizada sobre cada pixel foi responsável pela modulação do valor de fase relativo àquele ponto. Nos Hologramas de Fresnel, a combinação de duas espessuras diferentes do filme de DLC em cada pixel foi responsável pela modulação do valor de fase relativo a cada ponto. Os elementos foram caracterizados física e opticamente e produziram imagens de reconstrução totalmente livres de ruídos do tipo speckle. Também em caráter de avaliação dos resultados foi efetuada a comparação entre as imagens de reconstrução óptica produzidas pelos Hologramas de Fresnel com MCC com as produzidas por Hologramas de Fresnel convencionais em regime de modulação de fase. / In this work, we developed two sets of DOESs able to modulate both phase and amplitude components of light simultaneously (Complete Complex Modulation CCM). The first set is composed of Fourier Holograms calculated by Iteractive Fourier Transform Algorithm (IFTA). The second set is composed by Fresnel Holograms, which light propagation was calculated by spatial linear filtering obtained from the solution of the Helmholtz Equation in the frequency domain. In both cases, Complete Complex Modulation was physically implemented by a micro-relief, for phase modulation, recorded on a Diamond Like Carbon (DLC) film deposited on a glass substrate. Amplitude modulation was implemented on a aluminum fim layer deposited on this relief. In this layer, micro-appertures proportional to the amplitude on each pixel, were recorded. Phase modulation in each pixel of the Fourier Holograms was achivied by different thicknesses of the DLC film. For Fresnel Holograms, phase modulation was achieved by combining two different thicknesses of DLC film inside each pixel. The elements were physically and optically characterized and produced reconstruction images completly free of speckle like noise. The optical reconstruction images produced from Fresnel Holograms working in CCM regime and convencional phase-only modulated Fourier Holograms were compared.

Íons polihalogenados de Si, X3Si+ (X = F, Cl), são fragmentos facilmente gerados em espectrometria de massas por ionização eletrônica de compostos de silício polihalogenados. Estes cátions possuem um elevado caráter eletrofílico e desempenham um papel importante como intermediários em processos de corrosão auxiliados por plasma utilizados na fabricação de dispositivos em microeletrônica. Esta dissertação apresenta um estudo sobre a reatividade dos íons +SiCl3, em fase gasosa, perante uma série de substratos neutros simples como água, alcoóis, amônia, aminas e algumas bases doadoras de elétrons π. As reações íon-molécula em fase gasosa foram caracterizadas do ponto de vista experimental por espectrometria de massas de ressonância ciclotrônica de íons por transformada de Fourier (FTICR) a pressões da ordem de 10-8 Torr. As reações foram acompanhadas em função do tempo de reação na cela do espectrômetro, o que permitiu a elucidação de uma série de reações sequenciais. O perfil de energia das reações e as estruturas dos íons silicênios formados nestas reações foram também caracterizados por métodos de química computacional, usando métodos ab initio e métodos baseados na teoria do funcional da densidade, a fim de elucidar o mecanismo das reações. Observou-se que o cátion +SiCl3 reage rapidamente em fase gasosa com os diversos substratos neutros através de processos semelhantes a reações de solvólise que resultam na adição do neutro seguida de eliminação de HCl. Em vários dos casos, foi possível observar a solvólise total do cátion com substituição dos três átomos de cloro. Os cálculos revelam que estas reações se processam inicialmente pela adição do eletrófilo aos centros ricos em densidade eletrônica dos substratos neutros e que estes adutos são mais estáveis que os reagentes isolados. O estado de transição destas reações envolve uma migração 1,3 de um hidrogênio e a energia calculada para o estado de transição é consideravelmente menor que a energia dos reagentes, fato este comum para reações rápidas íon/molécula em fase gasosa. Os cálculos para a espécie correspondente +CCl3 revelam que este tipo de reação não é favorável para os cátions metílicos substituídos e experimentalmente reações semelhantes não são observadas para +CCl3. No caso dos íons ClnSi(OH)3-n+ (n=1, 2 e 3), oriundos das reações de hidrólise do íon +SiCl3, observou-se reações secundárias de condensação com SiCl4 que levam a formação de espécies iônicas com ligações tipo siloxanas (-Si-O-Si-). Os cálculos teóricos sugerem que estas reações se processam inicialmente através de um intermediário tipo clorônio, R1-Cl+-R2 seguida de uma transferência formal de um átomo de Cl e rearranjo para uma estrutura tipo siloxana. / Polyhalogenated silicenium ions, X3Si+ (X = F, Cl), are common fragment ions in the mass spectra of polyhalogenated silanes obtained by electron ionization. These ions are powerful electrophiles and are believed to play a role in plasma enhanced corrosion processes and plasma enhanced chemical vapour deposition processes. In this dissertation, we present some new results on the gas-phase reactivity of the +SiCl3 ion with a number of simple n electron donor bases such as water, alcohols, ammonia, amines and some π electron donor bases. Ion-molecule reactions were characterized experimentally by Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FTICR) at pressures in the 10-8 Torr range. Reactions were followed as a function of trapping time of the ions in the cell of the spectrometer and this allowed for the identification of subsequent reactions of the primary product ions. The energy diagram and structure of the different silicenium ions were also characterized by computational chemistry using both ab initio and density functional theory methods in order to understand the mechanism of these reactions. +SiCl3 reacts rapidly in gas phase with various neutral substrates through processes similar to solvolysis in which the neutral substrate adds onto the silicenium ion followed by elimination of HCl. In some cases, complete solvolysis is observed with substitution of all three chlorine atoms. The calculations show that reactions proceed by initial addition of the electrophile onto the electron center of the neutral substrates giving rise to stable adducts. The transition state for these reactions involve a 1,3 hydrogen migration and the calculated energy for these transition states is less than the energy of the isolated reactants, a fact that is common to fast gas-phase ion-molecule reactions. Similar calculations for +CCl3 reveal similar solvolysis reactions to be energetically unfavourable, and in fact these reactions are not observed experimentally. Secondary reactions have been observed for the product ions ClnSi(OH)3-n+ (n = 1, 2 and 3), obtained from successive hydrolysis of +SiCl3, with the parent SiCl4 neutral. These secondary condensation reactions yield ionic species containing a siloxane type linkage (-Si-O-Si-). The theoretical calculations suggest that is that these secondary condensation reactions initially proceed via chloronium ion intermediate, R1-Cl+-R2 , followed by formal Cl transfer and rearrangement to a siloxane type structure.

A Holografia Computacional é uma técnica bem conhecida que permite a realização de uma grande variedade de Elementos Ópticos Difrativos. Elementos Ópticos Difrativos são dispositivos ópticos \"moldadores\" de onda projetados com base nas propriedades de difração de suas interfaces micro-estruturadas (ou de seus variáveis índices de refração). Considerando-se sua vasta escala de tecnologias de integração e repetição, usadas na fabricação de circuitos micro-eletrônicos, eles possuem um baixo custo de fabricação. Neste trabalho, o Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier foi aplicado para o cálculo de hologramas de Fourier binários destinados à modelagem da luz laser. A finalidade foi simular as propriedades dos elementos, considerando algumas distribuições luminosas desejadas, e gerar o \"layout\" das máscaras de fabricação destes hologramas. Urna das implementações realizadas, para que os resultados fossem melhorados durante as iterações, foi o cálculo de uma correção na janela de reconstrução que considera o erro de amplitude da reconstrução anterior. A possibilidade de visualizar as reconstruções binárias também é demonstrada, onde o olho humano é tratado como uma lente de Fourier. Um dispositivo óptico difrativo híbrido com perfil binário e contínuo, capaz de dividir um feixe de laser monocromático em um número arbitrário de linhas com um alto ângulo também é apresentado. Hologramas de Fourier de fase contínua e com 4 níveis de fase são implementados utilizando-se o Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier. Cálculos para a geração de hologramas de fase de Fresnel são realizados, combinando o Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier com a propagação da luz no espaço livre. / The Computer Holography is a well known technique that enables one to realize a wide range of Diffractive Optical Elements. Diffractive Optical Elements are optical waveshaping devices designed with base on the diffraction properties of their microstructured interfaces (or refractive-index gradients). They have potential low fabrication cost, considering their very large scale integration and replication technologies used in the fabrication of microelectronics circuits. In this work, the Iterative Fourier Transform Algorithm was applied for the calculation of binary computer generated Fourier holograrns for laser beam shaping. The purpose was to simulate the elements proprieties considering some desired light distributions and to generate the fabrication masks Iayout of these holograms. One of the implementations, performed to improve the results during the iterations, was the calculation of a amplitude correction in the reconstruction window that considers the amplitude error from the previous reconstruction. The possibility to visualize the binary holograms reconstructions is also demonstred, where the human eye is treated as a Fourier lens. A hybrid binary and continuous profile diffractive optical device capable of splitting a monochromatic laser beam into an arbitrary number of tines over wide angle is also presented. Continuous phase and four phase levels Fourier holograms are implemented using the lterative Fourier Transform Algorithm. Fresnel phase holograms calculations are performed by combining the Iterative Fourier Transform Algorithm with the free space light propagation.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:51:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Demerson.pdf: 742439 bytes, checksum: 534128a7d9b5cfc57f84985cd77ac16d (MD5) Previous issue date: 2009-08-28 / We present a new polynomial-time quantum algorithm that solves the hidden subgroup problem (HSP) for a special class of metacyclic groups, namely Z_{p} \rtimes \Z_{q^s}, with q \mid (p-1) and p/q= \up{poly}(\log p), where p, q are any odd prime numbers and s is any positive integer. This solution generalizes previous algorithms presented in the literature. In a more general setting, without imposing a relation between p and q, we obtain a quantum algorithm with time and query complexity 2^{O(\sqrt{\log p})}. In any case, those results improve the classical algorithm, which needs {\Omega}(\sqrt{p}) queries. We also present quantum algorithms for the HSP over non-abelian groups of order 2^{n+1} which have a cyclic subgroup of index 2 and for some semidirect product \Z_N^m \rtimes \Z_p, where N has a special prime factorization. / Neste trabalho apresentamos um novo algoritmo quântico eficiente para o Problema do Subgrupo Oculto (PSO) sobre uma classe especial de grupos metacíclicos, Z_p \rtimes Z_q^s, com q | (p-1) e p/q= poli(log p), onde p, q são números primos ímpares distintos e s um inteiro positivo qualquer. Em um contexto mais geral, sem impor uma relação entre p e q obtemos um algoritmo quântico com complexidade de tempo 2^{O(\sqrt{log p})}. Em qualquer caso, esses resultados são melhores que qualquer algoritmo clássico para o mesmo fim, cuja complexidade é \Omega(\sqrt{p}). Apresentamos também, algoritmos quânticos para o PSO sobre grupos não abelianos de ordem 2^{n+1} que possuem subgrupos cíclicos de índice 2 e para certos produtos semidiretos de grupos Z_N^m \rtimes Z_p, com m, N inteiros positivos e N fatorado de forma especial.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-09-11T12:53:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Bruna Fortes Bittencourt Cunha.pdf: 3130140 bytes, checksum: d90679fac0607e3ac4941f81ab5cda09 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-11T12:53:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Bruna Fortes Bittencourt Cunha.pdf: 3130140 bytes, checksum: d90679fac0607e3ac4941f81ab5cda09 (MD5) Previous issue date: 2014-11-17 / O objetivo desse estudo foi analisar 1) o efeito do co-iniciador alternativo 4,4’bisdimetilaminobenzidrol (BZN) no grau de conversão (GC) e nas propriedades mecânicas e biológicas de resinas compostas experimentais e 2) a correlação entre metodologias empregadas para o teste de GC de resinas compostas. Para o Experimento 1, o co-iniciador BZN foi utilizado em três concentrações (0,2, 0,5 e 1,2), e o co-iniciador DMAEMA como controle, nas mesmas concentrações acima. A concentração molar entre canforoquinona (CQ) e os co-iniciadores foi mantida constante (1:1). As resinas compostas foram manipuladas e submetidas aos testes de microdureza (VHN), resistência à compressão e flexural (em MPa), módulo de elasticidade (em GPa), GC (em %, por meio de espectroscopia micro-Raman e FTIR com KBr), citotoxicidade in vitro (frente às células fibroblásticas 3T3) e avaliação in vitro da aderência de Candida albicans e Streptococcus mutans sobre as resinas experimentais. Para o Experimento 2, foram utilizadas as três resinas experimentais com DMAEMA (DMAEMA0,2, DMAEMA0,5 e DMAEMA1,2) foram submetidas a três testes para avaliação de GC: espectroscopia micro-Raman, Infravermelho por transformada de Fourier com aparelho de refletância total atenuada (FT-IR ATR) e FT-IR com confecção de pastilhas de KBr (FT-IR KBr). Os resultados do Experimento 1 foram submetidos ao teste ANOVA 1 fator e pós-teste de Tukey (α=0,05) e os dados do Experimento 2 foram analisados por ANOVA 2 fatores (concentração do co-iniciador x metodologia) e pós-teste de Tukey (α=0,05), e a correlação entre as três metodologias foi analisada por regressão linear múltipla. A significância da regressão e das variáveis independentes foi estimada por teste F e t, respectivamente, com 95% de confiança. Os resultados do Experimento 1 mostraram que as resinas compostas experimentais com o BZN apresentaram GC e propriedades mecânicas satisfatórias, além de serem consideradas atóxicas a fibroblastos 3T3. Ainda, a avaliação de aderência de Candida albicans e Streptococcus mutans revelou que as resinas com BZN apresentaram alto grau de inibição em diluição, comparado ao controle DMAEMA; para o Experimento 2, o GC das resinas compostas com o co-iniciador DMAEMA em diferentes concentrações não apresentou diferenças; porém, as três metodologias estudadas apresentaram forte correlação positiva (r2:0,95). Conclui-se que a inclusão do co-iniciador BZN fornece potencial antimicrobiano à resina composta, sem comprometer o grau de conversão e as propriedades mecânicas da mesma. E que as três metodologias estudadas influenciaram os valores obtidos de GC, na sequência: micro-Raman > FT-IR ATR > FT-IR com KBr. / The aim of this study was to examine 1) the effect of the alternative coinitiator 4,4'bis dymethilaminobenzydrol (BZN) in degree of conversion (DC) and mechanical and biological properties of experimental resin composites and 2) the correlation between methods used to analyze DC of resin composites. In Experiment 1, the coinitiator BZN was used in three concentrations (0.2, 0.5 and 1.2), and the coinitiator DMAEMA as control at the same concentrations as above. The molar concentration of camphorquinone (CQ) and coinitiators was kept constant (1:1). The composites were manipulated and submitted to microhardness test (VHN), flexural and compressive strength (in MPa), elastic modulus (GPa), DC (in %, by micro-Raman spectroscopy and FT-IR), in vitro cytotoxicity (against 3T3 fibroblastic cells) and in vitro evaluation of Candida albicans and Streptococcus mutans adhesion on the experimental resins. In Experiment 2, the three experimental resins with DMAEMA (DMAEMA0.2, DMAEMA0.5 and DMAEMA1.2) were used. The groups were subjected to three tests to assess DC: micro-Raman spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy with attenuated total reflectance (FT-IR ATR) and FT-IR with preparation of KBr pellets (FT-IR KBr). The results of Experiment 1 were subjected to one-way ANOVA and Tukey post-test (α = 0.05) and data from Experiment 2 were analyzed by two-way ANOVA (coinitiator concentration versus methodology) and Tukey post-test (α = 0.05). The correlation between the three methods was analyzed by multiple linear regression. The significance of the regression and the independent variables was estimated by F and t tests, with 95% of confidence. The results of Experiment 1 showed that the experimental composite resin with BZN showed satisfactory DC and mechanical properties, and was considered nontoxic against 3T3 fibroblasts. Also, the evaluation of Candida albicans and Streptococcus mutans adhesion revealed that BZN resins exhibited a high degree of inhibition compared to control resins with DMAEMA; for Experiment 2, DC of composites with DMAEMA at the three different concentrations did not show significant differences; however, the three methodologies analyzed showed a strong positive correlation (r2: 0.95), It was concluded that the inclusion of the coinitiator BZN provides antimicrobial potential to resin composites, without compromising degree of conversion and mechanical properties. Also, the three methodologies influenced DC values, as follows: micro- Raman > FT-IR ATR > FT-IR with KBr.

Os objetivos deste trabalho vão da apresentação do andamento das pesquisas relacionadas à análise de distúrbios associados à qualidade da energia elétrica (QEE), até a proposta de um algoritmo baseado em diversas ferramentas para a detecção e localização no tempo, bem como a classificação automática destes distúrbios. Nesta pesquisa é proposta uma detecção não somente do início e fim de um único evento, mas também, de n possíveis desconformidades na forma de onda que possam vir a ocorrer ou existir em determinados registros e/ou arquivos de dados em análise. Como diferencial deste trabalho, tem-se que da determinação da localização das alterações/descontinuidades na forma de onda, foi possível obter janelas de dados com tamanhos flexíveis. Desta maneira, vários eventos sobre o sinal em análise puderam ser avaliados, bem como as durações associadas. Para isso, a Transformada Wavelet (TW) foi utilizada para realizar a detecção e também a localização destas alterações no tempo. Já para a classificação da ocorrência, ou das ocorrências, a TW, a Transformada de Fourier (TF) e o valor RMS foram empregados. A flexibilidade das janelas de dados permitiu uma adequada escolha de qual ferramenta poderia ser mais bem utilizada na classificação. Conforme implementado, cada uma destas ferramentas apresenta uma resposta e através de um módulo de decisão lógica é determinada a resposta final do algoritmo. Para validar o estudo, várias situações de distúrbios foram caracterizadas referentes a um sistema elétrico de distribuição real, implementado e simulado pela aplicação do software ATP (Alternative Transients Program). Os resultados obtidos foram excelentes tanto para a detecção e localização no tempo, como para a classificação e estimação da amplitude e duração dos eventos. / The objectives of this work are going since the presentation of the researches related to the analyses of power quality (PQ) disturbances through the proposal of an algorithm based on several tools for detection and location in time, as well as the automatic classification of these phenomena. It is proposed to determine not only the initial and the end of a unique event, but all the n possible disconformities in the waveform that can exist or occur in the data file registered data in analyses. As the differential of this research, from the location in time of the alteration/discontinuities in the waveforms, it was possible to obtain data windows with flexible sizes. So, several events on the signal were evaluated, as well as their specific timeduration. For this purpose, the Wavelet transform (WT) was used to reach the detection and localization in time of the waveform alterations. For the event classification, the TW, the Fourier transform (FT) and the Root Mean Square (RMS) value were used. The data window flexibility allowed an appropriate choice of which tool could be better used in the classification task. As implemented, each one of these tools presented an answer, and the final answer was obtained by using a logic decision module. To validate the study, some situations of disturbances were characterized using a real distribution system, implemented and simulated applying the ATP (Alternative Transients Program) software. The results were excellent in such a way for detection and localization in time, as well as for the automatic classification and estimation of the magnitude and the event duration.

A análise de textura é uma das mais básicas e famosas áreas de pesquisa em visão computacional. Ela é também de grande importância em muitas outras disciplinas, tais como ciências médicas e biológicas. Por exemplo, uma tarefa comum de análise de textura é a detecção de tecidos não saudáveis em imagens de Ressonância Magnética do pulmão. Nesta dissertação, nós propomos um método novo de caracterização de textura baseado nas medidas de complexidade tais como o expoente de Hurst, o expoente de Lyapunov e a complexidade de Lempel-Ziv. Estas medidas foram aplicadas sobre amostras de imagens no espaço de frequência. Três métodos de amostragem foram propostas, amostragem: radial, circular e por caminhadas determinísticas parcialmente auto- repulsivas (amostragem CDPA). Cada método de amostragem produz um vetor de características por medida de complexidade aplicada. Esse vetor contem um conjunto de descritores que descrevem a imagem processada. Portanto, cada imagem será representada por nove vetores de características (três medidas de complexidade e três métodos de amostragem), os quais serão comparados na tarefa de classificação de texturas. No final, concatenamos cada vetor de características conseguido calculando a complexidade de Lempel-Ziv em amostras radiais e circulares com os descritores obtidos através de técnicas de análise de textura tradicionais, tais como padrões binários locais (LBP), wavelets de Gabor (GW), matrizes de co-ocorrência en níveis de cinza (GLCM) e caminhadas determinísticas parcialmente auto-repulsivas em grafos (CDPAg). Este enfoque foi testado sobre três bancos de imagens: Brodatz, USPtex e UIUC, cada um com seus próprios desafios conhecidos. As taxas de acerto de todos os métodos tradicionais foram incrementadas com a concatenação de relativamente poucos descritores de Lempel-Ziv. Por exemplo, no caso do método LBP, o incremento foi de 84.25% a 89.09% com a concatenação de somente cinco descritores. De fato, simplesmente concatenando cinco descritores são suficientes para ver um incremento na taxa de acerto de todos os métodos tradicionais estudados. Por outro lado, a concatenação de un número excessivo de descritores de Lempel-Ziv (por exemplo mais de 40) geralmente não leva a melhora. Neste sentido, vendo os resultados semelhantes obtidos nos três bancos de imagens analisados, podemos concluir que o método proposto pode ser usado para incrementar as taxas de acerto em outras tarefas que envolvam classificação de texturas. Finalmente, com a amostragem CDPA também se obtém resultados significativos, que podem ser melhorados em trabalhos futuros. / Texture analysis is one of the basic and most popular computer vision research areas. It is also of importance in many other disciplines, such as medical sciences and biology. For example, non-healthy tissue detection in lung Magnetic Resonance images is a common texture analysis task. We proposed a novel method for texture characterization based on complexity measures such as Lyapunov exponent, Hurst exponent and Lempel-Ziv complexity. This measurements were applied over samples taken from images in the frequency domain. Three types of sampling methods were proposed: radial sampling, circular sampling and sampling by using partially self-avoiding deterministic walks (CDPA sampling). Each sampling method produce a feature vector which contains a set of descriptors that characterize the processed image. Then, each image will be represented by nine feature vectors which are means to be compared in texture classification tasks (three complexity measures over samples from three sampling methods). In the end, we combine each Lempel-Ziv feature vector from the circular and radial sampling with descriptors obtained through traditional image analysis techniques, such as Local Binary Patterns (LBP), Gabor Wavelets (GW), Gray Level Co-occurrence Matrix (GLCM) and Self-avoiding Deterministic Walks in graphs (CDPAg). This approach were tested in three datasets: Brodatz, USPtex and UIUC, each one with its own well-known challenges. All traditional methods success rates were increased by adding relatively few Lempel-Ziv descriptors. For example in the LBP case the increment went from 84.25% to 89.09% with the addition of only five descriptors. In fact, just adding five Lempel-Ziv descriptors are enough to see an increment in the success rate of every traditional method. However, adding too many Lempel-Ziv descriptors (for example more than 40) generally doesnt produce better results. In this sense, seeing the similar results we obtain in all three databases, we conclude that this approach may be used to increment the success rate in a lot of others texture classification tasks. Finally, the CDPA sampling also obtain very promising results that we can improve further on future works.

Íons polihalogenados de Si, X3Si+ (X = F, Cl), são fragmentos facilmente gerados em espectrometria de massas por ionização eletrônica de compostos de silício polihalogenados. Estes cátions possuem um elevado caráter eletrofílico e desempenham um papel importante como intermediários em processos de corrosão auxiliados por plasma utilizados na fabricação de dispositivos em microeletrônica. Esta dissertação apresenta um estudo sobre a reatividade dos íons +SiCl3, em fase gasosa, perante uma série de substratos neutros simples como água, alcoóis, amônia, aminas e algumas bases doadoras de elétrons π. As reações íon-molécula em fase gasosa foram caracterizadas do ponto de vista experimental por espectrometria de massas de ressonância ciclotrônica de íons por transformada de Fourier (FTICR) a pressões da ordem de 10-8 Torr. As reações foram acompanhadas em função do tempo de reação na cela do espectrômetro, o que permitiu a elucidação de uma série de reações sequenciais. O perfil de energia das reações e as estruturas dos íons silicênios formados nestas reações foram também caracterizados por métodos de química computacional, usando métodos ab initio e métodos baseados na teoria do funcional da densidade, a fim de elucidar o mecanismo das reações. Observou-se que o cátion +SiCl3 reage rapidamente em fase gasosa com os diversos substratos neutros através de processos semelhantes a reações de solvólise que resultam na adição do neutro seguida de eliminação de HCl. Em vários dos casos, foi possível observar a solvólise total do cátion com substituição dos três átomos de cloro. Os cálculos revelam que estas reações se processam inicialmente pela adição do eletrófilo aos centros ricos em densidade eletrônica dos substratos neutros e que estes adutos são mais estáveis que os reagentes isolados. O estado de transição destas reações envolve uma migração 1,3 de um hidrogênio e a energia calculada para o estado de transição é consideravelmente menor que a energia dos reagentes, fato este comum para reações rápidas íon/molécula em fase gasosa. Os cálculos para a espécie correspondente +CCl3 revelam que este tipo de reação não é favorável para os cátions metílicos substituídos e experimentalmente reações semelhantes não são observadas para +CCl3. No caso dos íons ClnSi(OH)3-n+ (n=1, 2 e 3), oriundos das reações de hidrólise do íon +SiCl3, observou-se reações secundárias de condensação com SiCl4 que levam a formação de espécies iônicas com ligações tipo siloxanas (-Si-O-Si-). Os cálculos teóricos sugerem que estas reações se processam inicialmente através de um intermediário tipo clorônio, R1-Cl+-R2 seguida de uma transferência formal de um átomo de Cl e rearranjo para uma estrutura tipo siloxana. / Polyhalogenated silicenium ions, X3Si+ (X = F, Cl), are common fragment ions in the mass spectra of polyhalogenated silanes obtained by electron ionization. These ions are powerful electrophiles and are believed to play a role in plasma enhanced corrosion processes and plasma enhanced chemical vapour deposition processes. In this dissertation, we present some new results on the gas-phase reactivity of the +SiCl3 ion with a number of simple n electron donor bases such as water, alcohols, ammonia, amines and some π electron donor bases. Ion-molecule reactions were characterized experimentally by Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FTICR) at pressures in the 10-8 Torr range. Reactions were followed as a function of trapping time of the ions in the cell of the spectrometer and this allowed for the identification of subsequent reactions of the primary product ions. The energy diagram and structure of the different silicenium ions were also characterized by computational chemistry using both ab initio and density functional theory methods in order to understand the mechanism of these reactions. +SiCl3 reacts rapidly in gas phase with various neutral substrates through processes similar to solvolysis in which the neutral substrate adds onto the silicenium ion followed by elimination of HCl. In some cases, complete solvolysis is observed with substitution of all three chlorine atoms. The calculations show that reactions proceed by initial addition of the electrophile onto the electron center of the neutral substrates giving rise to stable adducts. The transition state for these reactions involve a 1,3 hydrogen migration and the calculated energy for these transition states is less than the energy of the isolated reactants, a fact that is common to fast gas-phase ion-molecule reactions. Similar calculations for +CCl3 reveal similar solvolysis reactions to be energetically unfavourable, and in fact these reactions are not observed experimentally. Secondary reactions have been observed for the product ions ClnSi(OH)3-n+ (n = 1, 2 and 3), obtained from successive hydrolysis of +SiCl3, with the parent SiCl4 neutral. These secondary condensation reactions yield ionic species containing a siloxane type linkage (-Si-O-Si-). The theoretical calculations suggest that is that these secondary condensation reactions initially proceed via chloronium ion intermediate, R1-Cl+-R2 , followed by formal Cl transfer and rearrangement to a siloxane type structure.

O ranelato de estrôncio (RS) diminui a reabsorção óssea e ao mesmo tempo age como um agente anabólico deste tecido. Este estudo foi realizado para avaliar os efeitos da ovariectomia e do tratamento com RS na reparação de defeitos ósseos em fêmures e nos componentes moleculares do osso em ratas. Vinte e sete ratas adultas foram submetidas a ovariectomia ou cirurgia Sham e, após trinta dias, defeitos ósseos em fêmures foram confeccionados e os animais divididos em três grupos: ovariectomizadas (OVZ), cirurgia Sham (SHAM) e ovariectomizadas + tratamento com 625 mg/kg/dia de RS (RS). A eutanásia foi realizada quatro semanas após a cirurgia do defeito ósseo. A reparação do defeito ósseo foi analisada por microtomografia computadorizada (?CT) e a composição química do tecido ósseo foi verificada por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS). O grupo SHAM apresentou em média volume ósseo (BV) superior ao grupo OVZ (p=0,014) e o volume ósseo relativo (BV/TV) foi cerca de 8% superior ao grupo OVZ. A comparação entre SHAM e RS apresentou valores limítrofes para essas variáveis. A espessura trabecular (Tb.Th) no grupo RS foi significativamente maior que no grupo OVZ cerca de 1,8% (p = 0,049) e não diferiu em média do grupo SHAM. Não houve diferenças significativas nas relações que avaliam compostos inorgânicos sobre orgânicos nos grupos. A razão das áreas das bandas em 1057 e 1023 cm-1 para o cálculo do IC foi 1.024 no grupo SHAM, 1.015 no grupo RS e 1.108 no grupo OVZ. No estudo da banda de amida III foi observado nos animais ovariectomizados uma possível mudança na estrutura secundária das proteínas da matriz devido a uma diminuição das estruturas ?-hélice e random coil (RC) e aumento de ?-sheet. A maturidade do colágeno estimada pela relação de sub-bandas de amida I (1660/1690) foi menor no grupo RS. Neste grupo houve um aumento significativo de estrôncio (Sr) incorporado ao tecido ósseo e uma diminuição de cálcio (Ca) avaliados pela técnica do EDS. Os resultados demonstram que o tratamento sistêmico com RS promoveu a reparação óssea e melhorou a microarquitetura do osso neoformado no interior do defeito. No entanto, os resultados das análises com FTIR sugerem que o RS não reverteu as alterações na matriz orgânica ocasionadas pela ovariectomia e diminuiu as ligações cruzadas de colágeno maturas. / Strontium ranelate (SR) decreases bone resorption and at the same time acts as an anabolic agent in this tissue. This study was conducted to evaluate the effects of ovariectomy and treatment with SR on the repair of bone defects and molecular components of bones in femurs. Adult female rats (n=27) were subjected to ovariectomy or Sham surgery. Thirty days after surgery, a defect was made in the femur and the animals were divided into three groups: ovariectomy (OVZ), Sham surgery (SHAM) and ovariectomy plus treatment with SR, 625 mg / kg / day (SR). Euthanasia was performed four weeks after surgery to cause the bone defect. Repair in bone defect was assessed by computed microtomography (?CT) and the chemical composition of bone tissue was analyzed by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The SHAM group showed mean values for bone volume (BV) higher than those of the OVZ group (p = 0.014) and the relative bone volume (BV / TV) was about 8% higher than that of the OVZ group. Comparison between SHAM and SR showed borderline values for these variables. In the SR group, the average value for trabecular thickness (Tb.Th) was significantly higher (~1.8%) than that in the OVZ (p = 0.049) group and did not differ from that of the SHAM group. Significant difference was not observed in the relation between inorganic and organic compounds in the three groups. The ratio of the areas of the bands in 1057 and 1023 cm-1 for the calculation of IC was 1,024 in the SHAM group, 1,015 in the RS group and 1,108 in OVZ group. In the study of the amide III band, a change in the proportion of secondary structure of matrix proteins was observed in ovariectomized animals, possibly a decrease in of ?-helical and random coil (RC) and an increase in ?-sheet structures. The collagen cross-linking network maturity estimated by the relation between amide I subbands (1660/1690) showed the smaller number in the SR group. In this group, a significant increase in the amount of strontium (Sr) and a decrease in the amount of calcium (Ca) embedded to bone tissue, as assessed by the EDS technique, were also observed. The results demonstrate that systemic treatment with SR promoted bone repair and improved microarchitecture of the newly formed bone within the defect. However, results of analyses with FTIR suggest that the SR has not reversed the alterations caused by ovariectomy in the organic matrix and decreased cross-linking of collagen mature.