PEQUENO. P. A. L. Um Sistema de recomendação com filtragem híbrida de conteúdos para ambientes virtuais de aprendizagem como instrumento de suporte a alunos e acompanhamento de turmas numerosas. 2014. 77 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T19:11:34Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_palpequeno.pdf: 4139122 bytes, checksum: cb897922598b40dca5a613ee9e7f6a11 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-04T16:45:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_palpequeno.pdf: 4139122 bytes, checksum: cb897922598b40dca5a613ee9e7f6a11 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T16:45:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_palpequeno.pdf: 4139122 bytes, checksum: cb897922598b40dca5a613ee9e7f6a11 (MD5) Previous issue date: 2014-08-26 / The provision of educational sources on the Web through specific portals or by public libraries has given democratic spaces to both students and teachers to support their educational routine. However, it is always a challenge to make all that diversity of resources useful to each individual having into consideration their needs. This dissertation seeks to contribute providing students and teachers with a computational environment to help in the learning process. This solution connected to a Learning Virtual Environment and an Exercise Virtual Environment allows students to have an automatic tutorial support, which has references and content targeted to their learning level. This solution allows to the teachers not only support their didactic work with the students, but also it permits to view the status of each student against curricular elements that should be addressed in the teacher’s discipline. Such approach can help the teacher in making adjustments and improvements to the course. ESignifica, a recommendation system was developed according to the filtering hybrid techniques, that add a content and a collaborative filter as well. The developed solution was tested with a student group from the Calculus subject that belonged to the Electrical Engineering course from the Federal University of Ceará – UFC, academic years 2012, 2013 and 2014. The Recommendation System developed and the experimental results achieved are presented in this dissertation. / A oferta de recursos educacionais na web por meio de portais específicos ou de bibliotecas públicas de conteúdo tem proporcionado espaços democráticos a alunos e professores no apoio a suas práticas acadêmicas. No entanto, tornar útil a diversidade de recursos disponíveis levando em consideração as necessidades específicas de cada indivíduo é ainda um desafio a enfrentar. Inserindo-se neste contexto, este trabalho, propõe um ambiente computacional a alunos e professores que seja capaz de sugerir, de maneira seletiva, conteúdos de apoio ao processo de aprendizagem. Integrando um Ambiente Virtual de Aprendizagem a um Ambiente Virtual de Exercícios, o Sistema de Recomendação sugere ao aluno referências a conteúdos adequados ao nível de dificuldade apresentado durante a realização de exercícios interativos propostos. Além disso, a partir do rastreamento das interações dos alunos com os exercícios interativos e compilação de resultados, o sistema permite identificar, através de relatórios, os conteúdos com os quais os alunos vêm apresentando maiores dificuldades, tanto do ponto de vista individual como coletivo, instrumentalizando professores à realização de medidas proativas. O sistema de recomendação desenvolvido, denominado eSignifica, foi especificado segundo as técnicas de filtragem híbrida, combinando filtragem de conteúdo e filtragem colaborativa. A solução desenvolvida foi testada com turmas de alunos de uma disciplina de Cálculo Fundamental do curso de Engenharia Elétrica da Universidade federal do Ceará – UFC nos anos letivos de 2012, 2013 e 2014. O Sistema de Recomendação desenvolvido e os resultados experimentais alcançados demonstraram a possibilidade que um trabalho preventivo pode resultar em um melhor rendimento da turma, assim como apresentar as dificuldades mais relevantes da turma pode servir de auxílio ao professor para um planejamento de aulas mais eficaz.

NUNES. T. M. Classificação de arritmias cardíacas em eletrocardiograma utilizando floresta de caminhos ótimos. 2014. 67 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T18:55:56Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_tmnunes.pdf: 1099645 bytes, checksum: 53b9d96b046d067406e2dc5d70914b4d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-04T16:53:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_tmnunes.pdf: 1099645 bytes, checksum: 53b9d96b046d067406e2dc5d70914b4d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T16:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_tmnunes.pdf: 1099645 bytes, checksum: 53b9d96b046d067406e2dc5d70914b4d (MD5) Previous issue date: 2014-08-01 / Currently in the world, millions of people die, victims of heart diseases, which in large part can be detected by analyzing signals of the electrocardiogram. This analysis involves the study of the signal corresponding to the arrhythmia studied and can be automated through machine learning. This work compares the Optimum Path Forest (OPF) classifier using 6 distance metrics, the Support Vector Machines classifier with radial basis function kernel (RBF-SVM) and the Bayesian classifier, applied to the problem of ECG arrhythmias classification. This is done using 6 feature extraction techniques and a methodology for separating sets, to avoid the interference of patient information in classification. The performance is evaluated in terms of accuracy, generalization, through specificity and sensitivity, and computational cost. Classification was done using 5 and 3 classes of arrhythmias. The OPF showed the best performance in terms of generalization, while the SVM-RBF had the highest accuracy rates. The training times of OPF were the lowest among the classifiers. In the test, the RBF-SVM classifier presented best computational cost. / Anualmente no mundo, milhões de pessoas morrem vítimas de cardiopatias que em grande parte, podem ser detectadas através de sinais em eletrocardiograma. Essa análise envolve o estudo do sinal, correspondendo às arritmias estudadas, processo que pode ser automatizado através do aprendizado de máquinas. Esse trabalho compara os classificadores Floresta de Caminhos Ótimos(OPF), utilizando 6 métricas de distâncias, Máquinas de Vetores de Suporte com núcleo de função de base radial (SVM-RBF) e Classificador Bayesiano aplicados problema da classificação de arritmias em eletrocardiogramas, usando 6 técnicas de extração de atributos e uma metodologia de separação de conjuntos para evitar a interferência das informações de pacientes na classificação. A base de dados utilizada foi a MIT-BIH Arrhythmia Database e foram avaliados desempenho em termos de taxa de acerto, generalização, através de sensibilidade e especificidade, e custo computacional. Foram consideradas classificações em 5 e 3 classes de arritmias. O OPF mostrou o melhor desempenho em termos de generalização, enquanto o SVM-RBF obteve as maiores taxas de acerto. Os tempos de treino do OPF foram os menores entre os classificadores. No teste, o SVM-RBF foi o classificador que apresentou o menor custo computacional.

SILVA. R. D. C. Um Estudo sobre a extração de características e a classificação de imagens invariantes à rotação extraídas de um sensor industrial 3D. 2014. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T18:34:34Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_rdcsilva.pdf: 2254363 bytes, checksum: 020dab0cb946a2cc5aeba421d119924a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-04T17:08:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_rdcsilva.pdf: 2254363 bytes, checksum: 020dab0cb946a2cc5aeba421d119924a (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T17:08:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_rdcsilva.pdf: 2254363 bytes, checksum: 020dab0cb946a2cc5aeba421d119924a (MD5) Previous issue date: 2014-05-08 / In this work, the problem of recognition of objects using images extracted from a 3D industrial sensor is discussed. We focus in 9 feature extractors (where seven are based on invariant moments -Hu, Zernike, Legendre, Fourier-Mellin, Tchebichef, Bessel–Fourier and Gaussian-Hermite-, another is based on the Hough transform and the last one on independent component analysis), and 4 classifiers (Naive Bayes, k-Nearest Neighbor, Support Vector machines and Artificial Neural Network-Multi-Layer Perceptron). To choose the best feature extractor, their performance was compared in terms of classification accuracy rate and extraction time by the k-nearest neighbors classifier using euclidean distance. The feature extractor based on Zernike moments, got the best hit rates, 98.00 %, and relatively low time feature extraction, 0.3910 seconds. The data generated from this, were presented to different heuristic classification. Among the tested classifiers, the k-nearest neighbors classifier achieved the highest average hit rate, 98.00%, and average time of relatively low rank, 0.0040 seconds, thus making it the most suitable classifier for the implementation of this study. / Neste trabalho, é discutido o problema de reconhecimento de objetos utilizando imagens extraídas de um sensor industrial 3D. Nós nos concentramos em 9 extratores de características, dos quais 7 são baseados nos momentos invariantes (Hu, Zernike, Legendre, Fourier-Mellin, Tchebichef, Bessel-Fourier e Gaussian-Hermite), um outro é baseado na Transformada de Hough e o último na análise de componentes independentes, e, 4 classificadores, Naive Bayes, k-Vizinhos mais Próximos, Máquina de Vetor de Suporte e Rede Neural Artificial-Perceptron Multi-Camadas. Para a escolha do melhor extrator de características, foram comparados os seus desempenhos de classificação em termos de taxa de acerto e de tempo de extração, através do classificador k-Vizinhos mais Próximos utilizando distância euclidiana. O extrator de características baseado nos momentos de Zernike obteve as melhores taxas de acerto, 98.00%, e tempo relativamente baixo de extração de características, 0.3910 segundos. Os dados gerados a partir deste, foram apresentados a diferentes heurísticas de classificação. Dentre os classificadores testados, o classificador k-Vizinhos mais Próximos, obteve a melhor taxa média de acerto, 98.00% e, tempo médio de classificação relativamente baixo, 0.0040 segundos, tornando-se o classificador mais adequado para a aplicação deste estudo.

FREITAS. R. F. Sistema de rastreamento da mão humana utilizando visão artificial para aplicações embarcadas. 2011. 74 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T16:21:03Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_rffreitas.pdf: 7269894 bytes, checksum: 0764bf8f053c464c2c5a1eece289ae7c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-05T17:51:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_rffreitas.pdf: 7269894 bytes, checksum: 0764bf8f053c464c2c5a1eece289ae7c (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-05T17:51:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_rffreitas.pdf: 7269894 bytes, checksum: 0764bf8f053c464c2c5a1eece289ae7c (MD5) Previous issue date: 2011-02-02 / In recent years pro cessing capacity of mobile devices have greatly increased, allowing them to pro cess applications, such as games, previously only p ossible on platforms with greater computing p ower. However, the user interface has not accompanied this evolution of computing p ower, still b eing held using non-ergonomic keyb oards. This dissertation prop oses a interaction system for mobile devices based on Computer Vision. This system tracks the user's hand and recognizes six p ossible gestures: p ointing, emph zo om in, emph zo om out, clo ckwise rotation, counterclo ckwise rotation and drag. Initially this system captures images of the user's hand, applies pre-pro cessing lters on the images and segments the region of the skin by thresholding. Then, the contour of the hand is extracted and represented in a vector by a chain co de algorithm. The ngertips are lo cated from the b oundary and represented and, by a set of rules, the gesture made by the user is recognized. The system prop osed is simulated using the Simulink platform and implemented in C ANSI language. In addition, this system is compared with three other systems describ ed in literature based on four evaluation criteria: computacional cost, rotation invariance for the gesture of p ointing, robustness to regions at the background of image with skin-like color and robustness to o cclusion with regions with skin-like color. The results indicate that this system meets the requirements of evaluation criteria, which makes p ossible its use in mobile devices / Nos últimos anos a capacidade de processamento dos dispositivos portáteis têm aumentado muito, permitindo-lhes processar aplicações, tais como jogos, antes somente possíveis em plataformas de maior poder computacional. Porém, a interface com o usuário não tem acompanhado essa evolução do poder computacional, sendo realizada ainda por meio de teclados não ergonômicos. Esta dissertação propõe um sistema de interação para dispositivos portáteis baseado em Visão Computacional. Este sistema rastreia a mão do usuário e reconhece seis possíveis gestos: apontamento, zoom in, zoom out, rotação horária, rotação anti-horária e arrastar. Inicialmente o sistema captura imagens da mão do usuário, aplica filtros de pré-processamento sobre estas e segmenta a região da pele através de limiarização. Feito isto, o contorno da mão é extraído e representado em um vetor pelo algoritmo do código em cadeia. As pontas dos dedos são localizadas a partir do contorno representado e, através de um conjunto de regras, o gesto realizado pelo usuário é reconhecido. O sistema proposto é simulado utilizando a plataforma Simulink e implementado em linguagem C ANSI. Além disto, este sistema é comparado com três outros sistemas descritos na literatura com base em quatro critérios de avaliação: custo computacional, invariância à rotação para o gesto de apontamento, robustez à presença de regiões no fundo da imagem com cor próxima à da pele e robustez à oclusão com regiões de cor próxima à da pele. Os resultados indicam que este sistema atende os requisitos dos critérios de avaliação, portanto, sendo possível sua utilização em dispositivos portáteis.

HERMETO, R. T. Análise de sobrevivência na modelagem do tempo de vida de redes de sensores sem fio. 2014. 63 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-03-23T13:46:40Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_rthermeto.pdf: 5683888 bytes, checksum: c2001cc70cbfda3628700472514562c0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-23T14:58:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_rthermeto.pdf: 5683888 bytes, checksum: c2001cc70cbfda3628700472514562c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-23T14:58:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_rthermeto.pdf: 5683888 bytes, checksum: c2001cc70cbfda3628700472514562c0 (MD5) Previous issue date: 2014-08-27 / Wireless Sensor Networks (WSN) are examples of Resource-Constrained Networks (RCNs) in which processing resources, storage and energy are limited. From the moment a typical WSN goes into operation, the sensor nodes begin to perform operations like sensing, processing and communicating, consuming the stored energy in their batteries until its ends completely, a situation that is characterized like the death of the devices and consequently the network. Knowing a priori the expected lifetime of a WSN before deploying it, enables the development of maintenance strategies to maximize it lifespan and ensure that it survives enough time to accomplish it goal. Therefore, we propose in this work the use of Exponential, Weibull and Log-Normal models, which are commonly used in studies of Survival Analysis, to infer survival statistics of a real network from the lifespans of its nodes observed in simulation. Our hypothesis is that the Survival Analysis may improve the accuracy of estimating the lifetime of a WSN and, consequently, their operational planning. This work proposes answers to three questions which are open in the literature: (i) how many sensor nodes will die during the lifetime of a WSN (ii) in which time period most of the nodes will die (iii) for how long network will remains operational. / As Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) são exemplos de Resource-Constrained Networks (RCNs) nas quais recursos de processamento, armazenamento e energia são limitados. A partir do momento em que uma RSSF típica entra em funcionamento, decorre-se um intervalo de tempo, conhecido como tempo de vida da rede, durante o qual os nós sensores executam operações de sensoriamento, processamento e comunicação, consumindo energia de suas fontes (e.g. pilhas) até valores mínimos de carga que os mantêm em operação. Estimar a priori a estrutura probabilística/estocástica do tempo de vida de uma RSSF antes da sua implantação fornece meios de elaborar estratégias de manutenção de forma a maximizar seu tempo de vida e de garantir que a rede sobreviverá tempo suficiente para cumprir seu objetivo. Assim sendo, esta dissertação aborda os modelos Exponencial, Weibull e Log-Normal, comumente utilizados em estudos de Análise de Sobrevivência, para obter estimativas do tempo de sobrevivência de uma rede real a partir dos tempos de vida de seus nós observados em simulação. Nossa hipótese de base é a de que a Análise de Sobrevivência pode melhorar a acurácia da estimativa do tempo de vida de uma RSSF e, por conseguinte, o seu planejamento operacional. Aqui propomos respostas a três questões em aberto na literatura: (i) quantos nós sensores irão sair de operação durante o tempo de vida de uma RSSF (ii) em qual intervalo de tempo a maior parte dos nós vai sair de operação (iii) por quanto tempo a rede permanecerá em funcionamento.

SOUZA JUNIOR, A. H. Regional models and minimal learning machines for nonlinear dynamical system identification. 2014. 116 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-05-26T13:38:05Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_ahsouzajunior.pdf: 5675945 bytes, checksum: da4cd07b3287237a51c36e519d0cae14 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-05-27T19:40:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_ahsouzajunior.pdf: 5675945 bytes, checksum: da4cd07b3287237a51c36e519d0cae14 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-27T19:40:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_ahsouzajunior.pdf: 5675945 bytes, checksum: da4cd07b3287237a51c36e519d0cae14 (MD5) Previous issue date: 2014-10-31 / This thesis addresses the problem of identifying nonlinear dynamic systems from a machine learning perspective. In this context, very little is assumed to be known about the system under investigation, and the only source of information comes from input/output measurements on the system. It corresponds to the black-box modeling approach. Numerous strategies and models have been proposed over the last decades in the machine learning field and applied to modeling tasks in a straightforward way. Despite of this variety, the methods can be roughly categorized into global and local modeling approaches. Global modeling consists in fitting a single regression model to the available data, using the whole set of input and output observations. On the other side of the spectrum stands the local modeling approach, in which the input space is segmented into several small partitions and a specialized regression model is fit to each partition. The first contribution of the thesis is a novel supervised global learning model, the Minimal Learning Machine (MLM). Learning in MLM consists in building a linear mapping between input and output distance matrices and then estimating the nonlinear response from the geometrical configuration of the output points. Given its general formulation, the Minimal Learning Machine is inherently capable of operating on nonlinear regression problems as well as on multidimensional response spaces. Naturally, its characteristics make the MLM able to tackle the system modeling problem. The second significant contribution of the thesis represents a different modeling paradigm, called Regional Modeling (RM), and it is motivated by the parsimonious principle. Regional models stand between the global and local modeling approaches. The proposal consists of a two-level clustering approach in which we first partition the input space using the Self-Organizing Map (SOM), and then perform clustering over the prototypes of the trained SOM. After that, regression models are built over the clusters of SOM prototypes, or regions in the input space. Even though the proposals of the thesis can be thought as quite general regression or supervised learning models, the performance assessment is carried out in the context of system identification. Comprehensive performance evaluation of the proposed models on synthetic and real-world datasets is carried out and the results compared to those achieved by standard global and local models. The experiments illustrate that the proposed methods achieve accuracies that are comparable to, and even better than, more traditional machine learning methods thus offering a valid alternative to such approaches

XIMENES, L. R. Tensor-based MIMO relaying communication systems. 2015. 134 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-06-24T12:23:49Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_lrximenes.pdf: 22186309 bytes, checksum: b90a5d56afa23e69c67413686ac097d4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-06-24T17:52:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_lrximenes.pdf: 22186309 bytes, checksum: b90a5d56afa23e69c67413686ac097d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-24T17:52:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_lrximenes.pdf: 22186309 bytes, checksum: b90a5d56afa23e69c67413686ac097d4 (MD5) Previous issue date: 2015-03-25 / In cooperative communication systems, two or more transmitting terminals are combined to increase the diversity and/or the power of the signals arriving at a particular receiver. Therefore, even if the devices do not have more than one antenna, or if a significant propaga- tion loss is present between the two communicating nodes, the various transmitting elements can act as a virtual antenna array, thus obtaining the benefits of the multiple antenna (MIMO) systems, especially the increase in the capacity. Recently, tensor decompositions have been introduced as an efficient approach for channel estimation in cooperative com- munication systems. However, among the few works devoted to this task, the utilization of the PARAFAC tensor decomposition for modeling the received signals did not allow the development of techniques for joint symbol and channel estimation. Aiming to avoid the use of pilot sequences, which limits the overall spectral efficiency by dedicating a portion of the bandwidth only for the channel estimation task, the objective of this thesis is to provide new tensor-based strategies, including transmission systems and semi-blind receivers, for one-way two-hop MIMO relaying systems. Based on a Khatri-Rao space-time coding at the source and two different Amplify-and-Forward (AF) relaying strategies, two transmission schemes are proposed. For these systems, named PT2-AF and NP-AF, the received signals at the destination node follow respectively a PARATUCK2 and a nested PARAFAC tensor model. Exploiting uniqueness properties of these tensor models which are established in the thesis, several semi-blind receivers are derived. Some of these receivers are of iterative form us- ing an ALS algorithm, whereas some other ones have closed-form solutions associated with Khatri-Rao factorizations. Some simulation results are finally presented to illustrate the per- formance of the proposed receivers which are compared to some state-of-the-art supervised techniques / Em comunicações cooperativas, dois ou mais terminais de transmissão são combinados para aumentar a diversidade e/ou a potencia dos sinais que chegam a um determinado receptor. Portanto, mesmo que os dispositivos não disponham de mais de uma antena, ou que então haja uma grande perda por propagação entre dois pontos comunicantes, os diversos elementos transmissores podem atuar como um arranjo virtual de antenas, obtendo-se assim vantagens dos sistemas de múltiplas antenas (MIMO), sobretudo o aumento da capacidade de transmissão. Recentemente, a chamada analise tensorial tem se mostrado uma abordagem eficiente então para a estimação de canais em sistemas com diversidade cooperativa. Contudo, nos poucos trabalhos dedicados a essa tarefa, a utilização da decomposição tensorial PARAFAC para a modelagem dos sinais recebidos não possibilitou o desenvolvimento de técnicas de estimação conjunta de canais e símbolos. Com a idéia de se evitar o uso de sequencias de treinamento, que limita a eficiência espectral da transmissão por dedicar uma parte da largura de banda apenas para a tarefa de estimação dos canais, o objetivo desta tese é prover novas estratégias de comunicação, em termos de sistemas de transmissão e receptores semi-cegos, baseados em tensores adaptados a sistemas cooperativos MIMO unidirecionais de dois saltos. Dois sistemas de transmissão são propostos utilizando uma codificação espaço-temporal do tipo Khatri-Rao na fonte e duas estrategias de processamento Amplify-and-Forward (AF) no relay. Para estes sistemas, nomeados PT2-AF e NP-AF, os sinais recebidos no chamado nó de destino satisfazem os modelos tensoriais do tipo PARATUCK2 e Nested PARAFAC. Explorando as propriedades de unicidade destes modelos tensoriais estabelecidas nesta tese, vários receptores semi-cegos são derivados. Alguns destes receptores são do tipo ALS, enquanto outros são de soluções baseadas na factorização de produtos de Khatri-Rao. Resultados de simulação são apresentados para ilustrar os desempenhos dos receptores propostos em comparação a alguns estimadores supervisionados

CAVALCANTI NETO, E. SFPT neural: nova técnica de segmentação de fissuras pulmonares baseada em texturas em imagens de tomografia computadorizadas do tórax. 2014. 74 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-07-17T17:35:19Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_ecavalcantineto.pdf: 7721842 bytes, checksum: 9874d5d6d4f7a84b9f01ba0bec5c7724 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-07-22T16:47:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_ecavalcantineto.pdf: 7721842 bytes, checksum: 9874d5d6d4f7a84b9f01ba0bec5c7724 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-07-22T16:47:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_ecavalcantineto.pdf: 7721842 bytes, checksum: 9874d5d6d4f7a84b9f01ba0bec5c7724 (MD5) Previous issue date: 2014-12-19 / Among all cancers, lung cancer (LC) is one of the most common tumors, an increase of 2% per year on its worldwide incidence. In Brazil, for the year of 2014, 27,330 new cases of LC are estimated, these being 16,400 in men and 10,930 in women. In this context, it is of fundamental importance for public health the identication on early stages of lung diseases. The diagnosis assistance shows to be important both from a clinical standpoint as in research. Among the factors contributing to this scene, one important is the increasing accuracy of diagnosis of a medical expert as you increase the number of information about the patient's condition. Thus, certain disorders might be detected early, including saving lives in some cases. The initial treatment for this disease consists of lobectomy. In this context, it is customary to perform the segmentation of lung lobes in CT images to extract data and assist in planning for lobectomy. The segmentation of the lobes from CT images is usually obtained by detection of pulmonary fissures. Thus, in order to obtain a more effective segmentation of pulmonary fissures, and perform a completely independent process from the other structures present in the CT scan, the present work has the objective to perform the fissure segmentation using LBP texture measures and Neural Networks (NN). To implement the algorithm we used one MLP with 60 inputs, 120 hidden neurons and 2 output neurons. The input parameters for the network was the LBP histogram of the voxel being analyzed. For network training, it was necessary to create a system to label the features as fissures and non-fissures manually, where the user selects the fissure pixels class. To perform the validation of the algorithm was necessary to create a "gold standard"in which it was extracted a total of 100 images from 5 exams from the dataset LOLA11, where these images were the fissures were highlighted by two experts. From the gold standard, the proposed algorithm was processed and the results were obtained. For all tested images, the classifier obtained a better performance when the size of 15x15 pixels of the window was used to generate the histogram of the LBP. To get to this definition were tested sizes of 11x11, 15x15, 17x17 and 21x21 and the results were based on metrics comaprados ACC (%), TPR (%), SPC (%) distance mean and standard deviation of the distance. The first approach to analyze the results is through the voxels defined as fissure at the end of the proposed methodology. For the proposed methodology, using automatic detection and MLP LBP before thinning, the rates were obtained ACC= 96.7 %, TPR = 69.6 % and SPC = 96.8 % and ACC = 99 2 % TPR = 3 % and SPC = 99.81 % for the proposed method with the thinning in the end, considering the incidence of false positives and false negatives. Another approach used in the literature for evaluating methods of fissure segmentation is based on the average distance between the fissure delineated by the expert and the resulting fissure through the algorithm. Thus, the algorithm proposed in this paper was compared with the algorithm Lassen et al. (2013) by the average distance between the manual segmented and the automatically segmented fissure. The proposed algorithm with the thinning in the end achieved a shorter distance average value and a lower standard deviation compared with the method of (LASSEN et al., 2013). Finally, the results obtained for automatic segmentation of lung fissures are presented. The low incidence of false negative detections detection results, together with the significant reduction in false positive detections result in a high rate of settlement. We conclude that the segmentation technique for lung fissures is a useful target for pulmonary fissures on CT images and has potential to integrate systems that help medical diagnosis / Entre todos os tipos de câncer, o de pulmão (CP) é um dos mais comuns de todos os tumores malignos, apresentando aumento de 2% por ano na sua incidência mundial. No Brasil, para o ano de 2014 são estimados 27.330 casos novos de CP, sendo destes 16.400, em homens e 10.930 em mulheres. Neste contexto, é de fundamental importância para saúde pública realizar e determinar diagnósticos precoces e mais precisos para detectar os estágios reais das doenças pulmonares. O auxílio ao diagnóstico mostra-se importante tanto do ponto de vista clínico quanto em pesquisa. Dentre os fatores que contribuem para isto, pode-se citar o aumento da precisão do diagnóstico do médico especialista à medida que aumenta o número de informações sobre o estado do paciente. Deste modo, certas doenças podem ser detectadas precocemente, aumentando as chances de cura. O tratamento inicial para esta doença consiste na lobectomia. Nesse contexto, costuma-se realizar a segmentação dos lobos pulmonares em imagens de Tomografia Computadorizada para extrair dados e auxiliar no planejamento da lobectomia. A segmentação dos lobos a partir de imagens de TC é geralmente obtida através da detecção das fissuras pulmonares. Nesse sentido, com o intuito de obter uma segmentação da fissura pulmonar mais eficaz e realizar um processo totalmente independente das demais estruturas presentes no exame de TC, o presente trabalho possui o objetivo de realizar a segmentação das fissuras utilizando medidas de textura LBP e Redes Neurais Artificiais (RNA). Para a implementação do algoritmo foi utilizado uma MLP (Multilayer Perceptron) com 60 entradas, 120 neurônios na camada oculta e 2 neurônios de saída. Os parâmetros de entrada para a rede foi o histograma LBP do voxel a ser analisado. Para o treinamento da rede foi necessário criar um sistema para identificação das classes fissuras e não-fissuras de forma manual, onde o usuário seleciona os pixels da classe fissura e da não-fissura. Para realizar as validações do algoritmo foi criado um padrão-ouro que foi extraído um total de 100 imagens de 5 exames do banco de dados LOLA11. Nessas imagens, as fissuras foram destacadas por 2 especialistas. A partir do padrão-ouro, o as imagens foram processadas pelo algoritmo e assim os resultados obtidos. Para o conjunto de imagens testadas, o classificador obteve um melhor desempenho quando o tamanho, 15x15 pixels, da janela utilizada para gerar o histograma do LBP. Para chegar até essa definição foram testados os tamanhos 11x11, 15x15, 17x17 e 21x21 e os resultados foram comparados utilizando as métricas de Especificidade Es(\%), Coeficiente de Similaridade CS(%), Sensibilidade S(\%), distância média e desvio padrão da distância. A primeira abordagem de análise dos resultados é através dos voxels}definidos como fissura no final da metodologia proposta. Para a metodologia proposta, detecção automática utilizando LBP ( extit{Local Binary Pattern}) e MLP, as taxas obtidas foram CS = 96,7%, S = 69,6% e Es = 96,8% para o método proposto antes do afinamento e CS = 99,2%, S = 3% e Es = 99,81% para o método proposto com o afinamento no fim, considerando a incidência de falsos positivos e falsos negativos. Outra abordagem utilizada na literatura para avaliação de métodos de segmentação de fissuras é baseado na distância média entre a fissura delineada pelo especialista e a fissura resultante do algoritmo proposto. Desta forma, o algoritmo proposto neste trabalho foi comparado com o algoritmo de Lassen(2013) através da abordagem da distância média entre a fissura segmentada manual e a fissura segmentada de forma automática. O algoritmo proposto com afinamento no final obteve uma menor distância no valor de e um menor desvio padrão comparado com o método de Lassen(2013). Por fim, são apresentados os resultados da segmentação automática das fissuras pulmonares. A baixa incidência de detecções falso negativas, juntamente com a redução significativa de detecções falso positivas, resultam em taxa de acerto elevada. Conclui-se que a técnica de segmentação de fissuras pulmonares é um algoritmo útil para segmentar fissuras pulmonares em imagens de TC, e com o potencial de integrar sistemas que auxiliem o diagnóstico médico

PEREIRA, M. B. Particle swarm optimization and differential evolution for base station placement with multi-objective requirements. 2015. 72 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-09-21T12:31:09Z No. of bitstreams: 1 2015_dis_mbpereira.pdf: 3666612 bytes, checksum: bc2466a863d5e64d596e5667f3ef5426 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-10-09T14:45:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_dis_mbpereira.pdf: 3666612 bytes, checksum: bc2466a863d5e64d596e5667f3ef5426 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-09T14:45:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_dis_mbpereira.pdf: 3666612 bytes, checksum: bc2466a863d5e64d596e5667f3ef5426 (MD5) Previous issue date: 2015-07-15 / The infrastructure expansion planning in cellular networks, so called Base Station Placement (BSP) problem, is a challenging task that must consider a large set of aspects, and which cannot be expressed as a linear optimization function. The BSP is known to be a NP-hard problem unable to be solved by any deterministic method. Based on some fundamental assumptions of Long Term Evolution - Advanced (LTE-A) networks, this work proceeds to investigate the use of two methods for BSP optimization task: the Particle Swarm Optimization (PSO) and the Differential Evolution (DE), which were adapted for placement of many new network nodes simultaneously. The optimization process follows two multi-objective functions used as fitness criteria for measuring the performance of each node and of the network. The optimization process is performed in three scenarios where one of them presents actual data collected from a real city. For each scenario, the fitness performance of both methods as well as the optimized points found by each technique are presented / O planejamento de expansão de infraestrutura em redes celulares é uma desafio que exige considerar diversos aspectos que não podem ser separados em uma função de otimização linear. Tal problema de posicionamento de estações base é conhecido por ser do tipo NP-hard, que não pode ser resolvido por qualquer método determinístico. Assumindo características básicas da tecnologia Long Term Evolution (LTE)-Advanced (LTE-A), este trabalho procede à investigação do uso de dois métodos para otimização de posicionamento de estações base: Otimização por Enxame de Partículas – Particle Swarm Optimization (PSO) – e Evolução Diferencial – Differential Evolution (DE) – adaptados para posicionamento de múltiplas estações base simultaneamente. O processo de otimização é orientado por dois tipos de funções custo com multiobjetivos, que medem o desempenho dos novos nós individualmente e de toda a rede coletivamente. A otimização é realizada em três cenários, dos quais um deles apresenta dados reais coletados de uma cidade. Para cada cenário, são exibidos o desempenho dos dois algoritmos em termos da melhoria na função objetivo e os pontos encontrados no processo de otimização por cada uma das técnicas

LIMA JÚNIOR, O. A. de. SKMotes : um kernel semipreemptivo para nós de redes de sensores sem fio. 2011. 91 f. Dissertação (mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-10T19:02:03Z No. of bitstreams: 1 2011-dis_oalimajunior.pdf: 2767952 bytes, checksum: 003409fd0de13eaaac0200e8f9b5a633 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-02-10T19:02:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011-dis_oalimajunior.pdf: 2767952 bytes, checksum: 003409fd0de13eaaac0200e8f9b5a633 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-10T19:02:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011-dis_oalimajunior.pdf: 2767952 bytes, checksum: 003409fd0de13eaaac0200e8f9b5a633 (MD5) Previous issue date: 2011-10 / The ever-increasing developments of low-power integrated circuits have made it possible the design of very small low-cost and low-power electronic sensors with wireless communication and computing capabilities. Those devices, in their turn, made it feasible the implementation of the so-called Wireless Sensors Networks (WSN). WSN is a network of such devices (known as nodes), each one having an embedded microcontroller and a communication module which makes it possible the nodes to be used as sensors which process and exchange information with the other nodes, in order to achieve a speci c purpose. Usually, due to the nodes very limited processing power, a very simple operating system (SO) is used to manage the node's processing and communicating capabilities by executing tasks in a concurrent fashion. The SO is a very important part in the design of a WSN and, depending on the concurrence model used on its design, the SO can be divided into two types: event-based or thread-based SO's. Event-based models make it di cult for the programmer to control the execution ow and are not suitable for tasks with long computation time. Thread-based models, on the other hand, present heavy memory use, but have a much simpler programming model and good real-time responses. In this sense, this dissertation proposes a new semi-preemptive SO, called SKMotes has the relatively easy-programming model related to thread-based models and a low memory usage. Despite SKMotes be thread-based, it is not fully preemptive, since at any given time, only a subset of the system's threads is executing as preemptive priority-based tasks and the rest of them remains on hold, which makes for low context usage, since the threads do not need data stack. This approach provides low time response for high-priority threads while at the same time guarantees lower memory usage than that of preemptive kernels. These features make SKMotes very suitable for WSN applications where there is a combination of I/O-oriented tasks and task with long computation times (for example, applications that perform data compression and/or cryptography). After being implemented, SKMotes' performance analysis was carried out by using a specially-designed FPGA-based module, which made it possible to perform CPU-usage measurements as well as threads' time response, with the system on the y. The measurement's results showed that, for the considered test-scenario, SKMotes presents CPU-usage rates equal to preemptive multi-threading approaches but having a lower memory usage (20). / Redes de Sensores sem Fio (RSSFs) são fruto dos recentes avan cos nas tecnologias de sistemas micro-eletro-mecânicos, circuitos integrados de baixa potência e comunicação sem baixa potência. Estes avan ços permitiram a cria ção de min usculos dispositivos computacionais de baixo custo e baixa potência, capazes de monitorar grandezas fí sicas do ambiente e estabelecer comunica ção uns com os outros. Estes dispositivos, denominados n os sensores, são dotados de um microcontrolador simples, elementos sensores, r adio transceptor e fonte de alimenta ção. Desenvolver aplica çoes para RSSFs ée um grande desafio. O sistema operacional (SO) ée um componente essencial de um projeto de uma aplica ção para RSSFs. Em rela ção ao modelo de concorrência, podem-se dividir os SOs em duas categorias: baseados em eventos e baseados em threads. O modelo baseado em eventos cria dificuldades ao programador para controlar os fluxos de execu ção e não se ajusta a problemas com longos perí odos de computação. Por outro lado, o modelo baseado em threads tem alto consumo de mem oria, mas fornece um modelo de programa ção mais simples e com bons tempos de resposta. Dentro desse contexto, esta disserta ção propõe um novo SO para RSSFs, chamado SKMotes, que explora as facilidades de programa ção do modelo threads aliadas a baixa ocupa ção de mem oria. Este SO utiliza um modelo de concorrência baseado em threads, mas não completamente preemptivo, pois em dado momento apenas um subconjunto das threads do sistema est a executando no modo preemptivo baseado em prioridades. O restante das threads permanece em espera, ocupando apenas um contexto m nimo de execu ção, que não contempla a pilha de dados. O principal objetivo desse modelo é prover tempos de resposta baixos para threads de alta prioridade, ao mesmo tempo que garante baixo consumo de energia e ocupa ção de mem oria mais baixa do que kernels preemptivos. Estas caracter sticas permitem que o SKMotes seja empregado em aplica ções de RSSFs que utilizem um conjunto de tarefas orientadas a E/S e a longos per íodos de computação. Por exemplo, aplica ções de RSSFs que realizem fun ções de compressão de dados, criptogra a, dentre outras. A avalia ção de desempenho do SO proposto foi realizada em um ambiente de testes, baseado em uma FPGA, projetado para esta disserta ção, que permite realizar medi ções da utiliza ção da CPU e do tempo de resposta das threads, ao mesmo tempo em que interage com a plataforma do n o sensor atrav es da interface de comunica ção serial. Este ambiente de testes pode ser reutilizado em diferentes cen arios de avaliação de desempenho de sistemas computacionais baseados em microcontroladores. Os testes de avalia ção de desempenho mostram que, para os casos de teste realizados, o SKMotes apresenta ocupa ção do processador equivalente as solu ções baseadas em multithreading preemptivo, mas com consumo de mem oria de dados, em m edia, 20% menor. Al em disso, o SKMotes e capaz de garantir tempos de respostas, em m edia, 34% inferiores as solu ções baseadas em kernels de eventos. Quando se avalia apenas os casos de teste que possuem threads orientadas a E/S e a longos per odos de computação, o tempo de resposta chega a ser, em m edia, 63% inferior ao apresentado por kernels baseados em eventos.