Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre diferentes famílias de transformada Wavelet aplicadas à análise cepstral de sinais digitais de fala humana, com o objetivo específico de determinar o período de pitch dos mesmos e, ao final, propõe um algoritmo diferencial para realizar tal operação, levando-se em consideração aspectos importantes do ponto de vista computacional, tais como: desempenho, complexidade do algoritmo, plataforma utilizada, dentre outros. São apresentados também, os resultados obtidos através da implementação da nova técnica (baseada na transformada wavelet) em comparação com a abordagem tradicional (baseada na transformada de Fourier). A implementação da técnica foi testada em linguagem C++ padrão ANSI sob as plataformas Windows XP Professional SP3, Windows Vista Business SP1, Mac OSX Leopard e Linux Mandriva 10. / This work presents a comparative study between different family of wavelets applied on cepstral analysis of the digital speech human signal with specific objective for determining of pitch period of the same and in the end, proposes an differential algorithm to make such a difference operation take into consideration important aspects of computational point of view, such as: performance, algorithm complexity, used platform, among others. They are also present, the results obtained through of the technique implementation compared with the traditional approach. The technique implementation was tested in C++ language standard ANSI under the platform Windows XP Professional SP3 Edition, Windows Vista Business SP1, MacOSX Leopard and Linux Mandriva 10.

Orientador: Prof. Dr. Luiz Alberto Luz de Almeida / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, 2017. / O motor de indução é a máquina elétrica de maior utilização em todo o planeta e seu desempenho é fundamental nos processos produtivos, fazendo se necessário o funcionamento livre de falhas. Baseado na análise da assinatura da corrente do motor (MCSA) é possível apontar falhas em motores de indução, como barras quebradas, através da análise de variações na corrente do estator, que no domínio da frequência geram bandas laterais à frequência fundamental. Porém, devido à dificuldade e alta complexidade para se lidar com a grande diferença entre as magnitudes das bandas laterais e a frequência fundamental, foi proposto na literatura uma técnica que atenua a componente da frequência fundamental via Transformada Recursiva Discreta de Fourier (RDFT) com objetivo de amplificar os espectros de bandas laterais gerados. Entretanto, a técnica proposta estima a componente fundamental baseando-se em uma frequência fixa (60Hz), sem considerar as oscilações presentes na rede que podem diretamente afetar o resultado da atenuação. É proposto neste trabalho uma filtragem adaptativa híbrida analógico-digital para melhoria na atenuação da componente fundamental através da implementação de um sistema compensador das oscilações da rede composto por um estimador de frequência do tipo "Zero-Crossing" e um oscilador controlado numericamente (NCO). Isto acarreta em baixa complexidade, aumentando a eficiência e confiabilidade do controle dos dados e acima de tudo levando em conta o contexto atual de redução de custos, permite a portabilidade para sistemas de baixo custo e Iot. / The induction motor is the most applied electrical machine around the planet and in its majority, plays a fundamental role in the productive process, requiring faults free functioning. Based on motor current signature analysis (MCSA) it is possible point faults in induction motors, as broken bars, through the analysis of the stators current imbalances, which in frequency domain generate sidebands around the fundamental frequency. Nevertheless, due the difficulty and the high complexity to handle the differences between the sidebands and fundamental frequency magnitudes, a technique which suppresses the fundamental frequency via Recursive Discrete Fourier Transform was proposed in order to amplify the sidebands spectrum generated. However, the proposed technique estimates the fundamental component based on a fixed frequency (60Hz), without considering the grid oscillations which can directly affect the result of the fundamental attenuation. It is proposed in this study a hybrid analogic-digital adaptive filtering in order to improve the fundamental component cancelling technique by implementing a grid oscillations compensator system composed by a Zero-Crossing Frequency Estimator and a Numerically Controlled Oscillator (NCO). It will result in low complexity, increasing the data control efficiency and reliability and above all taking in consideration the current reduction cost context, allow the portability to low cost and Iot systems.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-04-15T20:05:32Z No. of bitstreams: 1 SamaraDeCavalcantePaiva_DISSERT.pdf: 3765795 bytes, checksum: eed2c79e7ce6b6439acadf41bfab260e (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-04-19T23:21:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SamaraDeCavalcantePaiva_DISSERT.pdf: 3765795 bytes, checksum: eed2c79e7ce6b6439acadf41bfab260e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-19T23:21:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SamaraDeCavalcantePaiva_DISSERT.pdf: 3765795 bytes, checksum: eed2c79e7ce6b6439acadf41bfab260e (MD5) Previous issue date: 2015-06-22 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Um sistema el?trico de pot?ncia t?pico ? caracterizado pela centraliza??o da gera- ??o de energia. Entretanto, com a reestrutura??o do sistema el?trico, esta topologia vem modificando-se com a utiliza??o de geradores ao longo do sist ema de distribui??o (gera- ??o distribu?da) que proporciona diversos benef?cios por l ocalizar-se pr?ximo aos centros de consumo. Com isso, a inser??o de geradores distribu?dos, especialmente provenientes de fontes renov?veis, no sistema brasileiro tende a se torna r a cada ano mais comum. En- tretanto, esta nova configura??o do sistema traz novos desafi os concernentes ao controle, opera??o e prote??o. Um dos principais problemas da gera??o distribu?da nos sistemas de prote??o ? a forma??o de ilhamentos, que pode resultar em ris cos de seguran?a ?s pessoas e a rede de energia el?trica. Dentre as diversas t?cnicas de p rote??o de ilhamentos, as t?cnicas passivas destacam-se devido ao custo de implement a??o e simplicidade, sendo necess?rias apenas medi??es de tens?o e corrente para detec ??o de problemas no sistema. Prop?e-se neste trabalho um sistema de prote??o baseado na t ransformada wavelet com as fun??es de sobrecorrente, sub/sobretens?es e informa?? es dos transit?rios de falta para r?pida detec??o e identifica??o de situa??es de falta no sist ema. O esquema de prote??o proposto foi avaliado por meio de estudos de simula??o e expe rimental, apresentando de- sempenho similar aos m?todos de sobrecorrente e sub/sobret ens?o convencionais, por?m, com o adicional da detec??o do instante exato das faltas. / A typical electrical power system is characterized by centr alization of power gene- ration. However, with the restructuring of the electric sys tem, this topology is changing with the insertion of generators in parallel with the distri bution system (distributed gene- ration) that provides several benefits to be located near to e nergy consumers. Therefore, the integration of distributed generators, especially fro m renewable sources in the Brazi- lian system has been common every year. However, this new sys tem topology may result in new challenges in the field of the power system control, ope ration, and protection. One of the main problems related to the distributed generati on is the islanding formation, witch can result in safety risk to the people and to the power g rid. Among the several islanding protection techniques, passive techniques have low implementation cost and simplicity, requiring only voltage and current measuremen ts to detect system problems. This paper proposes a protection system based on the wavelet transform with overcur- rent and under/overvoltage functions as well as infomation of fault-induced transients in order to provide a fast detection and identification of fault s in the system. The propo- sed protection scheme was evaluated through simulation and experimental studies, with performance similar to the overcurrent and under/overvolt age conventional methods, but with the additional detection of the exact moment of the fault.

Dynamic Time Warping (DTW) é uma técnica do tipo pattern matching para reconhecimento de padrões de voz, sendo baseada no alinhamento temporal de um sinal com os diversos modelos de referência. Uma desvantagem da DTW é o seu alto custo computacional. Este trabalho apresenta uma versão da DTW que, utilizando a Transformada Wavelet Discreta (DWT), reduz a sua complexidade. O desempenho obtido com a proposta foi muito promissor, ganhando em termos de velocidade de reconhecimento e recursos de memória consumidos, enquanto a precisão da DTW não é afetada. Os testes foram realizados com alguns fonemas extraídos da base de dados TIMIT do Linguistic Data Consortium (LDC) / Dynamic TimeWarping (DTW) is a pattern matching technique for speech recognition, that is based on a temporal alignment of the input signal with the template models. One drawback of this technique is its high computational cost. This work presents a modified version of the DTW, based on the DiscreteWavelet Transform (DWT), that reduces the complexity of the original algorithm. The performance obtained with the proposed algorithm is very promising, improving the recognition in terms of time and memory allocation, while the precision is not affected. Tests were performed with speech data collected from TIMIT corpus provided by Linguistic Data Consortium (LDC).

Transformada de distância euclidiana (TDE) é a operação que converte uma imagem binária composta de pontos de objeto e de fundo em outra, chamada mapa de distâncias euclidianas, onde o valor armazenado em cada ponto corresponde à menor distância euclidiana entre este ponto e o fundo da imagem. A TDE é muito utilizada em visão computacional, análise de imagens e robótica, mas é uma transformação muito demorada, principalmente em imagens 3-D. Neste trabalho são utilizados dois tipos de computadores paralelos, (i) multiprocessadores simétricos (SMPs) e (ii) agregados de computadores, para reduzir o tempo de execução da TDE. Dois algoritmos de TDE são paralelizados. O primeiro, um algoritmo de TDE por varredura independente, é paralelizado em um SMP e em um agregado. O segundo, um algoritmo de TDE por propagação ordenada, é paralelizado no agregado. / The Euclidean distance transform is the operation that converts a binary image made of object and background pixels into another image, the Euclidean distance map, where each pixel has a value corresponding to the Euclidean distance from this pixel to the background. The Euclidean distance transform has important uses in computer vision, image analysis and robotics, but it is time-consuming, mainly when processing 3-D images. In this work two types of parallel computers are used to speed up the Euclidean distance transform, (i) symmetric multiprocessors (SMPs) and (ii) clusters of workstations. Two algorithms are parallelized. The first one, an independent line-column Euclidean distance transform algorithm, is parallelized on a SMP, and on a cluster. The second one, an ordered propagation Euclidean distance transform algorithm, is paralellized on a cluster.

La presente tesis cuenta con dos objetivos. Por una parte introducir y validar un método de análisis de corrientes estatóricas para el diagnóstico de máquinas de inducción conectadas a la red que operan en estado transitorio, basado en el uso de filtros de rechazo de frecuencia en combinación con la distribución de Wigner-Ville, con especial interés en su aplicación para la detección incipiente de defectos. El segundo objetivo consiste en replicar de la manera más fidedigna posible el proceso de rotura de una barra en el rótor de un motor de inducción. Para ello se ha diseñado un ensayo encaminado a provocar dicha avería sometiendo un motor a fatiga. Con este objetivo se ha construido un banco de pruebas y emplazado los sensores necesarios, así como un sistema de recogida de datos de manera automatizada. Adicionalmente, se ha diseñado los programas de procesamiento de los mismos, también para ser llevado a cabo de la manera lo más desatendida posible. / Climente Alarcón, V. (2012). Aportación al mantenimiento predictivo de motores de inducción mediante modernas técnicas de análisis de la señal [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/15915

In this work of thesis there appears the development of a technology of codification to achieve the compression of images satelitales, facilitating hereby his transmission on having used minor bandwidth and minor time of transmission, as well as also facilitating his storage on having used devices with minor capacity in bytes. This project is characterized by the implementation of computational algorithms based on the software Matlab, where one has developed two technologies of compression with the purpose of reaching a high degree of compression without altering too much the information contained in the image. They are two technologies combined that are in use in this thesis: the codification with losses, and without losses. The codification with losses is based on the use of transformed discreet of the cosine in 2D (two dimensions), as the JPEG standard uses it, and the codification without losses based on the use of the codification Huffman, where it is achieved to assign the minor quantity of bits for the codification without losing any information. This combination of technologies obtains valuable results especially in images satelitales that are obtained by very poor resolutions in comparison with the conventional photographies

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / El presente trabajo de investigación presenta una manera novedosa de detectar fallas de un proceso, usando la Transformada Wavelet Continua (TWC) sin necesidad de contar con un modelo explícito de la planta. El método desarrollado en esta Tesis, es más robusto en la detección de variaciones pequeñas en las señales de prueba producidas por alguna condición de falla, en comparación a otros métodos que utilizan la Transformada Wavelet para la extracción características de una señal. Se analizan dos tipos de fallas para una planta simple de primer orden con buenos resultados, a saber; falla por variación paramétrica y falla de sensor. La falla de sensor es más simple de identificar debido a que, por lo general, esta se manifiesta como un cambio brusco de referencia, y bastaría con tener conocimiento del valor medio de la señal para saber si ha ocurrido una falla de este tipo. La falla debido a variaciones paramétricas de un modelo, es más difícil de detectar y diagnosticar. También, el método de detección e identificación de fallas (DIF) presentado en esta Tesis fue aplicado a una planta de segundo orden con dos tipos de fallas debido a variaciones paramétricas así como también, se aplicó a un modelo de molienda y flotación (sistema MIMO), el cual presenta comportamientos no lineales, entregando buenos resultados. Sin embargo, cabe mencionar que una limitación importante del método propuesto, es que las señales de salida del sistema, deben cumplir a lo menos, la condición de ser estacionarias en sentido amplio, de lo contrario, no se garantiza que los vectores de características patrón o plantillas, pueda ser representativos de cada condición de operación. El método desarrollado en esta Tesis, para llevar a cabo el proceso de detección de una falla en una planta, consiste en la generación de un vector de características patrón, usando la promediación en el desplazamiento (o tiempo) de las varianzas de las TWC de varias realizaciones de las diversas señales de salida, para cada condición de operación de la planta o sistema, para luego compararlas con las varianza de la TWC de las señales de prueba que entrega el sistema y de esta manera, decidir bajo qué condiciones de operación está funcionando la planta. Esta decisión, se puede basar en cualquier método de comparación o clasificación existente tales como análisis discriminante lineal de Fisher (LDA), vecinos más cercanos (k-NN) o máquinas de soporte vectorial (SVM) por nombrar algunos. Finalmente, el método de comparación o clasificación que se decida utilizar, queda a criterio del usuario.

Objetivou-se avaliar a utilização da metodologia de infravermelho com transformada de Fourier (IVTF) na identificação de adulteração em leite cru. O objetivo no primeiro estudo foio de desenvolver calibração para identificação de adulteração através da comparação do espectro de leite adulterado com um espectro de referência para leite cru. Para construção do espectro referência foram coletadas 800 amostras de diferentes fazendas localizadas na região de estudo no período de agosto de 2009 a março de 2010. Através da análise de componentes principais, foram desenvolvidas oito calibrações com diferentes números de fatores (componentes principais). Para validação das diferentes calibrações, foram coletadas outras 100 amostras da mesma região de estudo. As amostras foram adulteradas com três diferentes adulterantes geralmente utilizados na adulteração do leite cru sendo eles: bicarbonato de sódio (BS), citrato de sódio (CS) e soro de queijo (SO). Para cada adulterante foram utilizadas três diferentes concentrações (BS: 0,05, 0,10 e 0,25 %; CS: 0,025, 0,050 e 0,075% e SO: 5, 10 e 20%). Para avaliação do desempenho das calibrações foram calculadas a especificidade e a sensibilidade para cada adulterante e respectivas concentrações. A especificidade foi de 92,9% na calibração com 12 fatores. Já a sensibilidade variou em função do adulterante, concentração e número de fatores. Todas as amostras adulteradas com bicarbonato foram identificadas corretamente com modelos de 10 fatores e na concentração mais baixa (0,05%). Já para o citrato, somente amostras com concentração de 0,075% foram identificadas em 93,9% dos casos para o modelo de 18 fatores. Amostras adulteradas com soro, mesmo na concentração mais alta (20%) puderam ser identificadas em menos de 47,1% dos casos, talvez pelo tratamento espectral realizado pelo software ASM em que parte do espectro não é considerado na construção das calibrações. A comparação espectral mostrou-se uma técnica interessante para identificação de leite adulterado e que também poderia antecipar a descoberta de novos adulterantes. Já no segundo estudo o objetivo foi desenvolver calibrações para determinação da concentração dos adulterantes bicarbonato de sódio, citrato de sódio e soro de queijo. Para desenvolvimento das calibrações foram utilizadas as amostras adulteradas do primeiro estudo e, para validação, foram coletadas outras 60 amostras que foram novamente adulteradas. O desempenho de cada calibração foi avaliado através da acurácia (Se), limite de detecção (LD) e coeficiente de determinação (R2). Todas as calibrações apresentaram R2 superior a 0,91 com LD de 0,015%, 0,017% e 3,9% para BS, CS e SO, respectivamente. Já a acurácia foi de 0,005%, 0,009 % e 2,26% para BS, CS e SO, respectivamente. Através dos resultados obtidos neste estudo, conclui-se que a metodologia de IVTF pode ser utilizada para determinação da concentração de bicarbonato de sódio, citrato de sódio e soro de queijo em leite cru. Associada à equipamentos automatizados, é uma opção viável no monitoramento destes adulterantes, tendo o baixo custo operacional e alto desempenho analítico como características adicionais. / The objective of this research was to evaluate the use of the methodology of Fourier Transform Infrared (FTIR) in identifying adulteration in raw milk. The objective of the first study was to develop scales to identify contamination by comparing the spectrum of adulterated milk with a reference spectrum for raw milk. To build the reference spectrum, 800 samples were collected from different farms located in the study area from August 2009 to March 2010. Through the analysis of principal components, eight scales with different numbers of factors (principal components) were developed. To validate the different calibrations, other 100 samples were collected from the same region of study. The samples were adulterated with three different adulterants commonly used in the adulteration of raw milk: sodium bicarbonate (SB), sodium citrate (SC) and whey (W). Each adulterant was used at three different concentrations (SB: 0.05, 0.10 and 0.25%; SC: 0.025, 0.050 and 0.075% and W: 5, 10 and 20%). To evaluate the performance of the calibrations, the specificity and sensitivity for each adulterant and its concentration were calculated. The specificity was 92.9% in the calibration with 12 factors. Sensitivity varied according to the adulterant, concentration and number of factors. All samples adulterated with bicarbonate were accurately identified in the 10-factor model and at the lowest concentration (0.05%). As for citrate, only samples at a concentration of 0.075% were identified in 93.9% of cases for the 18-factor model. Samples adulterated with whey, even at the highest concentration (20%) were identified in less than 47.1% of cases, which maybe attributed to the fact that part of the spectrum is not consideredin the spectral processing performed by ASM software. The spectral comparison proved to be an interesting technique for the identification of adulterated milk and that could also be used to discover new adulterants. In the second study, the aim was to develop calibrations for determining the concentration of sodium bicarbonate, sodium citrate and whey used as raw milk adulterants. To develop the calibrations, adulterated samples of the first study were used and, for validation, other 60 samples were collected and adulterated. The performance of each calibration was evaluated regarding accuracy (Se), detection limit (DL) and determination coefficient (R2). All calibrations presented R2 higher than 0.91 with DL of 0.015%, 0.017% and 3.9% for SB, SC and W, respectively. Accuracy was 0.005%, 0.009% and 2.26% for SB, SC and W, respectively. Results show that the FTIR methodology can be used for determining the concentration of sodium bicarbonate, sodium citrate and whey in raw milk. Associated with automated equipment, it is a feasible option for monitoring these adulterants, presenting low operational costs and high analytical performance as additional features.

A área de monitoração e diagnóstico vem apresentando um acentuado desenvolvimento nos últimos anos com a introdução de novas técnicas de diagnóstico bem como vem contando com a contribuição dos computadores no processamento das informações e das técnicas de diagnósticos. A contribuição da inteligência artificial na automatização do diagnóstico de defeito vem se desenvolvendo continuamente e a crescente automação na indústria vêm de encontro a estas novas técnicas. Na área nuclear, é crescente a preocupação com a segurança nas instalações, e têm sido procuradas técnicas mais eficazes para aumentar o nível de segurança [59]. Algumas usinas nucleares já possuem instaladas, em algumas máquinas, sensores que permitem a verificação de suas condições operacionais. Desta forma, este trabalho também pode colaborar nesta área, ajudando no diagnóstico das condições de operação das máquinas, mais especificamente, no diagnóstico das condições dos rolamentos. O principal objetivo deste trabalho é detectar e classificar os tipos de defeitos apresentados pelos rolamentos analisados e para tal desenvolveu-se uma nova técnica de extração de característica dos sinais de aceleração, baseando-se no Zero Crossing da Transformada de Wavelet contribuindo com o desenvolvimento desta dinâmica área. Como técnica de inteligência artificial foi utilizada a Lógica Paraconsistente Anotada com dois valores (LPA2v), oferecendo a sua contribuição na automação do diagnóstico de defeitos, pois esta lógica pode tratar inclusive de resultados contraditórios que as técnicas de extração de características possam apresentar. Foi desenvolvido um programa de computador onde varias técnicas de extração de características foram utilizadas para realização de diagnóstico das condições de operação dos rolamentos. Este programa foi testado através de dados experimentais obtidas em uma bancada de ensaios para rolamentos onde defeitos previamente conhecidos foram utilizados para avaliar o desempenho das novas técnicas utilizadas. Este trabalho também se concentrou na identificação de defeitos em sua fase inicial procurando utilizar acelerômetros, pois são sensores robustos, de baixo custo e facilmente encontrados na indústria em geral. Os resultados deste trabalho foram obtidos através da utilização de um banco de dados experimental e verificou-se que os resultados de diagnósticos de defeitos mostraramse bons para defeitos em fase inicial. / The monitoring and diagnosis area is presenting an impressive development in recent years with the introduction of new diagnosis techniques as well as with the use the computers in the processing of the information and of the diagnosis techniques. The contribution of the artificial intelligence in the automation of the defect diagnosis is developing continually and the growing automation in the industry meets this new techniques. In the nuclear area, the growing concern with the safety in the facilities requires more effective techniques that have been sought to increase the safety level. Some nuclear power stations have already installed in some machines, sensors that allow the verification of their operational conditions. In this way, the present work can also collaborate in this area, helping in the diagnosis of the operational condition of the machines. This work presents a new technique for characteristic extraction based on the Zero Crossing of Wavelet Transform, contributing with the development of this dynamic area. The technique of artificial intelligence was used in this work the Paraconsistente Logic of Annotation with Two values (LPA2v), contributing with the automation of the diagnosis of defects, because this logic can deal with contradictory results that the techniques of feature extraction can present. This work also concentrated on the identification of defects in its initial phase trying to use accelerometers, because they are robust sensors, of low cost and can be easily found the industry in general. The results obtained in this work were accomplished through the use of an experimental database, and it was observed that the results of diagnoses of defects shown good results for defects in their initial phase.