O desenvolvimento de métodos eficientes para manipular grandes volumes de dados é uma atividade fundamental em modelagem de superfícies. Este trabalho tem como objetivo apresentar e avaliar uma metodologia para representação de superfícies em imagens digitais baseada em malhas irregulares triangulares, simplificando as tarefas de armazenamento, processamento e visualização das superfícies dos objetos presentes na imagem. Ao contrário dos modelos tradicionais utilizando malhas regulares, o método proposto constrói um conjunto contínuo de triângulos disjuntos que adaptativamente aproximam a superfície dos objetos, preservando suas características mais representativas. Novos critérios são propostos para a inserção de pontos durante o processo de refinamento das malhas triangulares, os quais levam em consideração a variabilidade da superfície. Esses critérios são capazes de produzir malhas com menor número de pontos com relação às métricas comumente utilizadas na maioria dos métodos de triangulação encontrados na literatura. Um conjunto de medidas para avaliar a qualidade das aproximações resultantes é apresentado, considerando-se os diferentes critérios de construção das malhas. Diversas amostras de dados são utilizadas para demonstrar o desempenho do método proposto.

Orientadores : Prof. Dr. Jorge Antonio Silva Centeno / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa: Curitiba, 23/02/2015 / Inclui referências : f. 71-78 / Resumo: As mudanças na paisagem podem ocorrer a partir de ações antrópicas ou naturais, imagens adquiridas a partir de plataformas orbitais, ou a partir de câmaras embarcadas em aviões, como também por Drones e VANT's (Veículos Aéreos Não Tripulados) mais atualmente, vêm sendo amplamente utilizadas a fim de que essas alterações possam ser compreendidas e representadas espacialmente na tomada de decisões, em relação a determinado fenômeno em estudo. Esta dissertação trata de desenvolver uma metodologia híbrida na detecção de alterações, ou seja, utilizando as abordagens: orientada a objeto na classificação de duas imagens com cobertura do solo urbana, e a abordagem orientada a pixel na comparação das alterações, no sentido de melhoria no processamento. Palavras-chave: Imagens de Alta Resolução Espacial, Detecção de Alterações, Abordagem Híbrida, Análise de Imagens Orientada a Objeto. / Abstract: The changes occurred on the landscape could be derived by anthropological or natural processes, images acquired from imagery satellites, either from airborne cameras, or drones are largely used in order to understand and represent those changes spatially also for decision making based on spatial information depending on the study case. This master thesis is intended on developing a hybrid change detection methodology, which is developed using the two image processing approaches, object-based analysis for classifying the two images where the scene is basically formed by urban land cover and pixel approach in order to compare and identify the changes between the pair of images. Keywords: HRS Images, Change Detection, Hybrid Approach, Object-Based Image Analysis.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-24Bitstream added on 2014-06-13T18:39:28Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_rb_me_sjrp.pdf: 1430369 bytes, checksum: e333da0965de6e381ba0402fcc728db3 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho desenvolve-se um método computacional capaz de auxiliar os médicos dermatologistas no diagnóstico de lesões de pele por meio de imagens digitais. Com este método pretende-se auxiliar o dermatologista a classificar as lesões de pele utilizando a regra ABCD (Assimetria, Borda, Cor e Diâmetro) e análise de textura, bem como identificar as lesões: nevos melanocíticos, ceratose seborréica e melanoma. Para tanto, utiliza-se a técnica de difusão anisotrópica para efetuar o pré-processamento das imagens com o objetivo de eliminar os ruídos. Para a segmentação das lesões foi utilizado o método de contorno ativo sem bordas (modelo Chan-Vese). O modelo Chan-Vese é baseado na técnica de crescimento de região Mumford-Shah, para segmentar as imagens, e no modelo de contorno ativo Level Set, que possibilita a mudança topológica da curva sobreposta à imagem. Na imagem segmentada obtida é aplicado um filtro morfológico para eliminar orifícios e ruídos externos do objeto, como também para suavizar sua borda. As características de assimetria, borda e cor da regra ABCD e a característica de textura são extraídas conforme as informações das imagens segmentadas. As características extraídas das imagens são utilizadas como entradas para o classificador SVM... / A computational method to assist dermatologists in the diagnosis of skin lesions from digital images has been developed in this work. This method is intended to assist the dermatologist to classify the skin lesions using the ABCD rule (Asymmetry, Border, Color and Diameter) and texture analysis, as well as to identify lesions: melanocytic nevi, seborrheic keratosis and melanoma. Anisotropic diffusion technique is used to preprocess the images to remove noise. The active contour model without edges (Chan-Vese) is used for the segmentation of the lesions. The Chan-Vese model is based on the Mumford-Shah region growing technique, to segment the images, and the Level Set active contour model, which allows topological change of the curve superimposed on the image. A morphological filter is applied to the segmented image to eliminate holes and external noise from the object, as well as to smooth its edges. The asymmetry, border and color features of the ABCD rule and texture feature are extracted according to the information from segmented images. The extracted features from images are used as inputs to the SVM... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Mauro Hugo Mathias / Banca: José Elias Tomazini / Banca: Samuel Euzédice de Lucena / Banca: Jussara Pimenta Matos / Banca:Francisco Carlos Parquet Bizarria / Resumo: O monitoramento em tempo real de eventos em uma planta industrial é uma técnica avançada que apresenta condições reais de funcionamento das máquinas responsáveis pelo processo de manufatura. Um programa de manutenção preditiva em máquinas rotativas engloba várias técnicas de monitoramento da condição da máquina, para determinar o surgimento de falhas. Para o aumento da confiabilidade operacional e redução da manutenção preditiva, faz-se necessário um instrumento eficiente de análise e monitoramento do processo que, em tempo real possibilite a detecção de falhas incipientes. Durante os últimos anos tem ocorrido uma grande evolução tecnológica na área de sistemas digitais, abrangendo inovações tanto em hardware como em software. tais inovações permitem o desenvovimento de novas metodologias de projeto que levam em conta a facilidade de futuras modificações modernizações e expansões do sistema projetado. Este trabalho apresenta um estudo de novas ferramentas de projeto para sistemas digitais embarcados, baseados em aquitetura de hardware aberta com lógica reconfigurável. Será abordado um estudo de caso na área de detecção de falhas em máquinas rotativas, bem como sua implementação e teste / Abstract: The real-time monitoring of events in an industrial plant is an advanced technique that presents the real conditions of operation of the machinery responsible for the manufactiring process. A predictive maintenance program inclues various rotating machinery condition monitoring rwchiques of the machine to determine the conditions of failure. To increase the operational reliability and reduced preventive maintenance, it is necessary an efficient tool for analysis and process monitoring, in real time, enabling the detection of incipient faults. Over the past few years there has been a major technological developments related to digital systems, including innovations in both hardware and software. These innovations enable the development of new design methodologies that take into account the ease of future modifications, upgrade and expansions of the esigned system. This paper presents a study of new design tools for embedded digital systems based on open hardware architecture eith reconfigurable logic. Wil be discussed a case study in the area of fault detection in rotating machinery, as well as its implementation and testing / Doutor

Orientador: Ricardo Tokio Higuti / Coorientador: Cláudio Kitano / Banca: Rodrigo Cardim / Banca: Andrés Pablo Lopez Barbero / Resumo: Este trabalho trata da medição de micro e nanovibrações utilizando-se interferometria óptica e implementação em tempo real em Processador Digital de Sinais (DSP). Este tipo de medição é necessário para realizar ensaios em atuadores, com a finalidade de se obter a relação entre tensão aplicada e deslocamento produzido, na região de linearidade do dispositivo. Os atuadores ensaiados são do tipo piezoelétricos flextensionais, compostos por uma cerâmica piezoelétrica e uma carcaça de alumínio flexível, responsável pela amplificação e direcionamento do deslocamento. Os ensaios são realizados por meio da vibração induzida no dispositivo através de aplicação de tensão senoidal. A vibração é detectada através de um arranjo interferométrico, no qual a interferência de dois feixes de luz resulta em um sinal modulado em fase. A informação da amplitude de vibração está no índice de modulação deste sinal, sendo necessário a aplicação de alguma técnica de processamento para que se recupere o índice de modulação. Neste trabalho são abordadas as técnicas J1...J4, J1...J6(neg), J1...J6(pos) e Pernick, todos eles baseados nas harmônicas do sinal fotodetectado. É feita a comparação entre os métodos através de simulações que levam em consideração o ruído. Com a finalidade de otimizar e automatizar o processo de medição, kits baseados nos DSPs TMS320VC5416 (ponto-fixo) e TMS320F28335 (ponto-flutuante) foram utilizados, possibilitando a aquisição e o processamento de sinais em tempo real. Considerações sobre os métodos de demodulação, ruídos presentes no sistema e como eles influenciam na qualidade dos resultados, técnicas de processamento de sinais e metodologias experimentais são feitas ao longo do texto / Abstract: This work deals with micro and nano vibration using optical interferometry and real time implementation using Digital Signal Processors (DSPs). This kind of measurement is necessary to perform tests in actuators, in order to obtain the relationship between applied input voltage and the corresponding output displacement, in the device linear response range. The actuators under test are piezoelectric flextensional actuators, composed of a piezoelectric ceramic with a flexible aluminum housing, that amplifies and directs the displacements at predetermined points. The experiment consists in applying a sinusoidal voltage to the piezoelectric device, and the vibration is detected by an interferometric setup, in which the interference of two laser beams results in a phase modulated signal. The modulation index of this signal contains the information of the vibration amplitude, and it is necessary to apply signal processing techniques to recover the modulation index. In this work, the techniques J1...J4, J1...J6(neg), J1...J6(pos) and Pernick are considered, all of them based on the photodetected signal spectrum. A comparison between the methods is made by computational simulation, in which noise is considered. In order to optimize and automate the measurement process, two DSP kits were used, TMS320VC5416 (fixed-point) and TMS320F28335 (floating-point), allowing signal acquisition and processing in real time. Considerations about the demodulation techniques, noise influence on the results, signal processing and experimental methodology are made throughout the text / Mestre

Orientador: Cláudio Kitano / Banca: Ricardo Tokio Higuti / Banca: Regina Célia da Silva Barros Allil / Resumo: O grupo de estudos do Laboratório de Optoeletrônica (LOE) da FEIS-UNESP trabalha há vários anos na área de interferometria óptica. A expressão geral da transmissão (razão entre o retardo de fase e a tensão aplicada) de um modulador eletro-óptico de intensidades é idêntica à expressão do sinal fotodetectado na saída de um interferômetro de dois feixes. Em 2012, um novo método de detecção interferométrica de fase óptica foi desenvolvido no LOE, sendo denominado de método de segmentação do sinal amostrado (SSA). Este método é imune ao fenômeno de desvanecimento, é capaz de mensurar o valor da diferença de fase quase-estática entre os braços do interferômetro, consegue medir o tempo de atraso entre o estímulo e a resposta, é pouco sensível ao ruído eletrônico, apresenta excelente resolução, tem ampla faixa dinâmica, permite caracterizar dispositivos não-lineares e pode operar com uma grande variedade de sinais periódicos não-senoidais. Beneficiando-se dessas informações, promoveu-se uma adaptação do método SSA para fins de se implementar um sensor óptico de tensão (SOT) elevada, a base do efeito eletro-óptico linear em cristais de niobato de lítio. O trabalho desenvolvido nesta dissertação se insere nesta linha de pesquisa, porém, ao contrário de trabalhos pregressos realizados no LOE, onde o sinal fotodetectado era amostrado por um osciloscópio digital e processado em microcomputador, agora, empregam-se processadores digitais de sinais (DSPs) tanto para amostrar quanto processar o sinal. Operando-se com a placa eZdspF28335, de ponto-flutuante, foram executadas medições da forma de onda de sinais de alta tensão, em 60 Hz e com elevado conteúdo de harmônicas superiores. Desta forma, gráficos de linearidade (relação entre o retardo induzido versus tensão elétrica aplicada)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The Optoelectronic Laboratory (OEL) research group has been working for many years in the optical interferometry field. The general expression for the transmission (phase shift and drive voltage ratio) of an electro optic amplitude modulator is identical to the photo-detected signal at the output of a two-beam interferometer. In 2012, a new interferometry method for optical phase detection was developed at OEL, named Sampled Piece-Wise Signal (SPWS) method. This method, which is immune to fading, is used to measure the value of the quasi-static optical phase difference between the arms of the interferometer. The method has small influence from to electronic noise, provides excellent resolution, has a wide dynamic range, and allows the characterization of non-linear devices. Furthermore, the SPWS method is used to measure the time delay between stimulus and response and may operate with a wide variety of non-sinusoidal periodic signals. In this work the SPWS method is adjusted aiming the high voltage measurement by using an optical voltage sensor (OVT) based on the linear electro-optic effect in lithium niobate crystals. Unlike previous studies realized at OEL, where the photo-detected signal was acquired by a digital oscilloscope and processed with a microcomputer, a digital signal processor (DSPs) is employed for both signal acquisition and processing. Measurements of high voltage signal waveforms, at 60 Hz and with higher harmonic content, were performed using the eZdspF28335 card, with floating-point operation. Thus, OVT linearity (induced phase shift versus drive voltage) and frequency response curves were obtained. The spectrum of the high voltage signal was calculated, and hence, parameters such as THD (Total Harmonic Distortion) and IHD (Individual Harmonic Distortion) could be determined. Two different OVT configurations were tested... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004Bitstream added on 2014-06-13T20:10:57Z : No. of bitstreams: 1 vicente_j_me_prud.pdf: 1330530 bytes, checksum: c5028d2e72eb4e8134ad952f831b6e7d (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O rendimento das culturas pode variar no espaço em decorrência da heterogeneidade das formas do relevo, dos tipos de solo e do manejo ao qual estes solos têm sido submetidos. Como uma de suas estratégias principais, a agricultura de precisão fundamenta-se na coleta sistemática e o processamento de dados georreferenciados para produzir informações que permitam manter os processos produtivos sob controle, orientando-os ao aprimoramento contínuo. Na agricultura de precisão tem sido adotados dois métodos para obter superfícies que apresentam a distribuição espacial do rendimento. O primeiro utiliza amostragem aleatória do rendimento. O segundo faz uso de uma amostragem sistemática com colhedeira equipada com receptor GPS e um dispositivo de estimativa de peso dos grãos colhidos. Este oferece medidas de rendimentos mais precisas, porém a um custo mais elevado. Sabendo-se que imagens multiespectrais de sensoriamento remoto podem apresentar correlação com a vegetação, as mesmas podem ser utilizadas como dados adicionais no processo de reconstrução de superfícies. Nesta pesquisa, realizou-se o estudo comparativo dos métodos de krigagem ordinária isotrópica e anisotrópica, indicadora isotrópica e a cokrigagem, utilizando dois conjuntos de dados de rendimento de soja, além de imagens multiespectrais obtidas com uma câmara digital. Os resultados obtidos no primeiro experimento, mostraram que o processo de krigagem anisotrópica foi o mais adequado na modelagem do rendimento da soja. Para o segundo experimento, os resultados confirmaram que o processo de krigagem ordinária anisotrópica foi o mais adequado. Porém, os índices de concordância kappa para o segundo experimento não mostraram resultados muito satisfatórios na comparação entre o mapa de referência e os mapas obtidos pelos processos de krigagem... / The crop yield can vary in the space due to the heterogeneity of the relief, of the soil types and to the handling to which these soils have been submitted. As one of their main strategies, the precision farming is based on a systematic acquisition and the georreferenced data processing that produce information to allow to maintaing the productive processes under control, guiding them to the continuous improvement. In the project of precision farming it has been adopted two methods to obtain crop yield distribution surfaces. The first adopt random sampling of the income. The second is based on a systematic sampling with harvester equipped with receiver GPS and a device that estimates the weight of the picked grains. This method offers more accurate measures of crop yields, however at a higher cost. Considering that multiespectral images of remote sensing can be correlated correlation with the vegetation, the same ones can be applied as additional data in the process of surfaces reconstruction. In this research, it has been acomplished a comparative study of the methods of isotropic and anisotropic ordinary kriging, isotropic indicator kriging and the cokriging, using two soybean crop yield data sets, besides multiespectral images obtained with a digital camera. The results of the first experiment, for a crop area reasonably big, showed that the process of anisotropic kriging was the most appropriate in the modelling of the crop yield of the soy. For the second experiment, the results confirmed that the process of anisotropic ordinary kriging was the most appropriate. However, the kappa indexes was not very satisfactory. In that last experiment, it was still tried to accomplish the cokriging process using off nadir multiespectral images acquired by the DuncaTech MS-3100 digital camera. However, it was not possible the accomplishment of the cokriging process...(Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004Bitstream added on 2014-06-13T20:10:58Z : No. of bitstreams: 1 zanin_rb_me_prud.pdf: 6131122 bytes, checksum: c6c482e83836f2b30cf13b6d9d31f02a (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Pesquisas em extração de rodovias em imagens digitais não são recentes, sendo as primeiras da década de 70. Os métodos desenvolvidos normalmente são classificados em duas classes: semi-automático e automático. Esta última classe não prevê a intervenção de um operador. Neste contexto, a extração automática de cruzamentos de rodovias é fundamental, embora muito poucos trabalhos são encontrados na literatura sobre extração de rodovias. A razão principal é a grande diversidade de cruzamentos de rodovias, gerando algumas dificuldades para construir um conhecimento a priori sobre cruzamentos. Esta pesquisa propõe uma metodologia automática para resolver este problema, combinando segmentos de rodovias extraídos de uma imagem de alta resolução (pixel < 0,7 m), com linhas extraídas numa imagem de baixa resolução (pixel > 2m), reamostrada da imagem original de alta resolução. A metodologia proposta foi testada em um conjunto de imagens de alta resolução, mostrando-se confiável e eficiente. Desde que as bordas das rodovias sejam satisfatoriamente definidas, o método se mostrou capaz de extrair totalmente os cruzamentos de rodovias. Além disso, gerou uma significante melhora na malha viária (aproximadamente 16%) extraída pela metodologia automática de extração de segmentos de rodovias. / Researches on road extraction from digital images are not recent, being the first one from 70's. The methods developed are usually classified into two classes, i.e., semiautomatic and automatic. Concerning this last class, no intervention with the operator is expected. In this context, the road crossing extraction is fundamental, although very few works are found in the relevant literature. The main reason is the great diversity of road crossings, bringing some difficulties to build up a priori knowledge of them. This research proposes a methodology for solving this problem combining road segments extracted from a high – resolution image (pixel < 0.7 m), with lines extracted from a low - resolution image (pixel > 2m) resampled from the original, high – resolution image. The proposed methodology was tested with a set of high – resolution image, showing that it is reliable and efficient. Whenever the road edges were well - defined the method was able to totally extract the road crossings. In addition it provided road networks with completion significantly better (about 16%) than the corresponding ones previously extracted by the automatic road segment extraction method.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004Bitstream added on 2014-06-13T20:10:58Z : No. of bitstreams: 1 kokubum_cnc_me_prud.pdf: 1515505 bytes, checksum: fe8b88b97a40b979204359fdea7e6912 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Algumas das tarefas mais significativas em Visão Computacional e em Fotogrametria Digital à curta distância estão associadas à segmentação, ao reconhecimento de objetos na imagem e à posterior reconstrução. Esta dissertação apresenta uma metodologia para a identificação e para a medição automáticas de alvos projetados em imagens tomadas à curta-distância, usando o sistema ativo denominado luz estruturada. Para a classificação de tais padrões, dois métodos de correspondência são comparados: correspondência por padrão (template matching) e por assinatura. O método de correspondência por padrão consiste na classificação por correlação, que mede a similaridade entre as janelas de referência e de busca utilizando uma função de correlação adequada. Os problemas existentes neste método estão relacionados com os ruídos na imagem, variações de brilho, distorções geométricas, o grande número de padrões a serem comparados e a escolha do tamanho do padrão. O método de assinatura consiste na comparação da representação funcional unidimensional da fronteira do padrão. Este método de assinatura não varia em relação à translação, mas depende da rotação e da mudança de escala. Para a localização precisa, dois métodos foram comparados: correspondência por mínimos quadrados e detector de cantos. O método de correspondência por mínimos quadrados refina a correspondência obtida por correlação, estimando os parâmetros de transformação radiométricos e geométricos entre as janelas de referência e de pesquisa, de acordo com o critério de erro dos mínimos quadrados. Já o detector de cantos determina as coordenadas subpixel usando uma combinação dos operadores de Moravec e de Förstner. Experimentos realizados com dados simulados e reais foram conduzidos com o objetivo de verificar a eficácia da metodologia... / Some of the main tasks in computer vision and close range Photogrammetry are related to the processes of segmentation, object recognition in the image and later reconstruction. The aim of this work is to study an automatic recognition system to identify and to measure targets projected with a structured light system. For target recognition two methods are compared: template matching and the signature method. The template matching method consists in the detection of area similarity by correlation. The idea of correlation is to compare the gray level distribution of a small sub image with its homologous in the search image. In this paper, the function used is the modified cross covariance which presented the best results. The problems in this method are related to illumination differences between the two images, geometric distortions, noise, the great number of templates to be compared and determination of template size. The signature method is based in the analysis of the onedimensional representation of target border. The signature depends on the rotation and the scale changes of the target. Two methods were compared for precise localization: LSM (least square matching) and corner detection. The idea of least squares matching is to minimize the gray level differences between the image patch and the matching window; the geometric and radiometric parameters from the template to the matching window are determined in the adjustment process. The corner detection consists in the determination of the subpixel coordinates of corners using the Förstner and Moravec operators. Experiments were performed, in order to verify the performance of the methodology for detection and precise localization. The results showed that the classification works appropriately, identifying 98% of targets in plane surfaces and 93% in oblique surfaces. Besides, the results of precise localization were equivalent in both methods: LSM and corner detection.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-28Bitstream added on 2014-06-13T18:07:06Z : No. of bitstreams: 1 fermino_ms_me_prud.pdf: 1320105 bytes, checksum: 783a313a3f9ea07255cc0289181db2f8 (MD5) / No sensoriamento remoto, o desenvolvimento dos sistemas sensores e inerente ao fornecimento de dados com maior quantidade, qualidade e variabilidade, fazendo do processamento digital de imagens um meio para aplicação de m etodos matem aticos que aprimoram os resultados já obtidos. Uma característica dos sistemas sensores e a resolução espacial de imagens pancromáticas superior a resolucão espacial das imagens multiespectrais. Uma característica dos sistemas sensores e o fornecimento imagens pancromáticas com resolução espacial superior as imagens multiespectrais, cuja fusão busca melhor resolução espacial com menor perda do conteúdo multiespectral. Existem inúmeros métodos de fusão de imagens bem conhecidos, dentre os quais podemos elencar IHS, YUV e métodos baseados em transformadas multiescala. Os méetodos tipo IHS baseados na transformada wavelet têm gerado excelentes resultados na busca por minorar a distorção das cores no resultado do processo de fusão... / In remote sensing, the development of sensor systems is inherent in the provision of data with greater quantity, quality and variability, making the digital image processing a way for an application of mathematical methods to improve the results already achieved. A feature of the sensors systems is to provide panchromatic images with a better spatial resolution than its multispectral images, whose merger preserves spatial details without multispectral content loss. There are numerous widely known fusion methods, among which we can list IHS, YUV and mustiscale transform based methods. IHS type methods based on wavelet transform has generated excellent results in the search for minimizing color distortions in the merger... (Complete abstract click electronic access below)