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.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:30:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6800.pdf: 13603854 bytes, checksum: 5ce808ced7c806c5b03c24e94414d39b (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Universidade Federal de Minas Gerais / Edge influence, the set of modifications in the natural environment next to abrupt anthropogenic or natural edges, is a serious threat to biodiversity in fragmented environments. Common examples of edge influence include an increased abundance of exotic species and modifications in vegetation structure and/or composition. Edges of linear disturbances, such as roads, powerlines, and firebreaks, are especially important due to their ubiquity in the landscape. Although such disturbances are much narrower than other anthropogenic land uses, they have been shown to affect adjacent plant and animal communities. The combination of edge influence with the natural variation in vegetation may lead to complex and not easily discernible patterns. However, this natural variation is not usually taken into account in studies of edge influence. We employed a spatial pattern approach to study edge influence from narrow linear disturbances while accounting for variation in vegetation (both natural and from disturbance history), in Brazilian cerrado and in Canadian forest-tundra ecotone. Our main objectives were 1) to assess the overall heterogeneity in the cover of native and invasive graminoids, structural diversity and species composition, and 2) to verify whether the spatial pattern of different response variables is affected by anthropogenic edges. Secondary objectives include: 3) to explore different ways in which wavelet transforms and Monte Carlo simulations may be used to assess edge influence, 4) to compare different structural diversity indices, and 5) to assess whether the spatial patterns of different plant species are related to their functional traits. We sampled five 300-1350 m-long transects, three in Brazil and two in Canada. The transects contained one to five anthropogenic edges and one to ten natural edges and were divided into contiguous 1x1 m quadrats. In each quadrat, we estimated the cover of native and invasive graminoids (two transects in Brazil), sampled different structural elements to measure the structural diversity (two transects in Brazil and the two Canadian transects), and identified plant species and their dispersal syndromes and lifeforms (one transect in Brazil). We analyzed the data by means of continuous and discrete wavelet transforms and multiresolution analysis, and assessed significance by means of full randomizations, Markov chain simulations, and autoregressive models. Although some edge-related patterns were apparent for most variables, they were not observed at all edges, and similar patterns were also observed far from edges. The different structural diversity indices showed similar patterns, and species traits, namely lifeform and 8 dispersal syndrome, were not related to the spatial distribution of different species. The main conclusion of our study is that although narrow linear disturbance edges may alter vegetation structure and species composition, the conditions at edges are not necessarily different from what may be observed due to the natural variation in plant communities in non-forest vegetation. Keywords: autoregressive models, cerrado, dispersal syndromes, edge effects, invasive grasses, Markov chain, spatial pattern, structural diversity, tundra, wavelet transform. / A influência de borda, o conjunto de modificações no ambiente natural próximo a bordas abruptas antrópicas ou naturais, é uma séria ameaça à biodiversidade em ambientes fragmentados. Exemplos comuns de influência de borda incluem um aumento na abundância de espécies exóticas e mudanças na estrutura e/ou composição da vegetação. Bordas de distúrbios lineares, como rodovias, linhas de transmissão elétrica e aceiros, merecem atenção especial devido à sua ubiquidade na paisagem. Embora tais distúrbios sejam muito mais estreitos do que outros usos de solo antrópicos, eles podem afetar as comunidades vegetal e animal adjacentes. A combinação da influência de borda com a variação natural da vegetação pode resultar em padrões complexos que não são facilmente detectáveis. No entanto, a variação natural via de regra não é levada em conta em estudos de influência de borda. Nós usamos uma abordagem de padrão espacial para estudar a influência de borda de distúrbios lineares estreitos, levando também em conta a variação da vegetação (natural e/ou por histórico de distúrbios), no cerrado brasileiro e no ecótono floresta-tundra canadense. Nossos principais objetivos eram: 1) estudar a heterogeneidade na cobertura de graminóides nativos e exóticos, diversidade estrutural e composição de espécies e 2) verificar se o padrão espacial das diferentes variáveis-resposta é afetado por bordas antrópicas. Objetivos secundários incluem 3) explorar as diferentes formas em que a transformação de wavelets ( pequenas ondas ) e simulações Monte Carlo podem ser usadas para estudar a influência de borda, 4) comparar diferentes índices de diversidade estrutural e 5) verificar se os padrões espaciais de diferentes espécies vegetais estão relacionados aos seus traços de história de vida. Nós amostramos três transectos de 300 a 1350 m de comprimento, três no Brasil e dois no Canadá. Os transectos continham uma a cinco bordas antrópicas e uma a dez bordas naturais, e foram divididos em parcelas contíguas de 1x1 m. Dentro de cada parcela nós estimamos a cobertura de graminóides nativos e invasores (dois transectos no Brasil), amostramos diferentes elementos estruturais para medir a diversidade estrutural (dois transectos no Brasil e os dois transectos canadenses) i identificamos as espécies de plantas, assim como suas síndromes de dispersão e formas de vida (um transecto no Brasil). Nós analisamos o dado por meio de transformação de wavelets contínua e discreta e análise de multiresolução, e determinamos a influência de borda por meio de aleatorizações completas, simulações por cadeia de Markov e modelos autoregressivos. Embora alguns padrões relacionados a bordas 6 foram observados para a maior parte das variáveis, eles não foram observados em todas as bordas e padrões similares também foram observados longe de bordas. Os diferentes índices de diversidade estrutural mostraram padrões similares e os traços funcionais das espécies, especificamente forma de vida e síndrome de dispersão, não foram relacionados à distribuição espacial das diferentes espécies. A principal conclusão deste estudo é que, embora bordas de distúrbios lineares estreitos, especificamente aceiros, podem alterar a estrutura da vegetação e a composição de espécies, as condições na borda não são necessariamente diferente do que pode ser observado devido à variação natural nas comunidades vegetal em vegetação não-florestal.

Submitted by RODOLFO DE SOUSA SANTOS null (rodolfosousa4@gmail.com) on 2017-08-24T18:31:09Z No. of bitstreams: 1 TESE _RODOLFO_CORRIGIDA_19_08_2017_Final.pdf: 4285264 bytes, checksum: b5dac391b40121a31b55502fba5c1c43 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-25T16:18:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_rs_dr_guara.pdf: 4285264 bytes, checksum: b5dac391b40121a31b55502fba5c1c43 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-25T16:18:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_rs_dr_guara.pdf: 4285264 bytes, checksum: b5dac391b40121a31b55502fba5c1c43 (MD5) Previous issue date: 2017-07-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os sinais de vibrações de máquinas rotativas conduzem a informações dinâmicas da máquina e esta análise é de grande importância no que diz respeito ao monitoramento de condição e diagnósticos de máquinas. Vários métodos de análises têm sido empregados no sentido de diagnosticar falhas em componentes de máquinas tais como engrenagens, rolamentos, dentre outros. Este trabalho apresenta uma análise sobre detecção de falhas em rolamentos de máquinas rotativas, e para esta apreciação utilizou-se os bancos de dados da CASE WESTERN RESERV UNIVERSITY e o banco de dados da FEG/UNESP. O objetivo principal deste trabalho foi a implementação de técnicas avançadas para identificar e caracterizar as falhas que são geradas em rolamentos, vislumbrando o aprimoramento da manutenção baseada na condição. Inicialmente, realizou-se a implementação e simulação no banco de dados da (CWRU), utilizando o software MATLAB e por meio da técnica de ressonância de alta frequência (HFRT), obteve-se resultados satisfatórios, entretanto esta metodologia é limitada uma vez que ela é empregada apenas para regime estacionário. A implementação da técnica HFRT não identificou em alguns casos a frequências para caracterização dos defeitos nas pistas dos rolamentos. Em seguida, utilizou-se a técnica Short Time Fourier Transform-STFT. A implementação proporcionou uma análise bem mais sensível aos impactos gerados nas pistas, pois, com a utilização da STFT, foi possível identificar as frequências características de defeitos. Para efeito de comparação optou-se por utilizar a técnica Wavelet combinada com a técnica do envelope. Esta análise foi aplicada usando a Wavelet Daubechies de ordem 4 (db4), em cuja implementação, realizou-se a decomposição do sinal de um rolamento com defeito e verificou-se qual destes apresentou o maior nível RMS e selecionou-se este sinal, pois o mesmo é o nível ideal para aplicação do método. Realizou-se a mesma apreciação ao banco de dados da FEG/UNESP. A análise realizada da técnica de Wavelet combinada com a técnica HFRT foi a que demonstrou melhor capacidade em relação às técnicas HFRT e STFT. Em seguida realizou-se a implementação da técnica de curtose espectral associada à técnica do envelope foi a que proporcionou os resultados mais precisos e satisfatórios, pois com a aplicação dessa metodologia foi possível a determinação de forma automática da região de ressonância e consequentemente uma melhora na caracterização das frequências de defeitos observadas nos rolamentos dos experimentos realizados em máquinas rotativas. / The vibration signals from rotating machines provide a set of dynamic information, which are very important for continuous condition monitoring of machinery. Several analytical methods have been employed in order to diagnose faults in machines components such as gears, bearings and others. This paper presents a fault detection analysis of rotating machinery bearings, using data from CASE WESTERN UNIVERSITY RESERVOIR and the FEG / UNESP database. The main objective of this work is the implementation of advanced techniques to identify and characterize bearing failures, with the purpose to improve maintenance under working conditions. At first, the implementation and simulation were done with data extracted from the database of (CWRU) using MATLAB software and high-frequency resonance technique (HFRT), which led to satisfactory results. However, this technique is limited since it is used only in a stationary regime. In some cases, the implementation of HFRT technique was not able to identify the defect frequencies of the bearing’s races. Next the STFT Short-Time Fourier Transform technique was used. Its implementation provided a much more sensitive analysis of the impacts on the slopes; using STFT allowed to identify the characteristic defect frequencies. For comparison purposes, the wavelet technique combined with the envelope technique were used. This analysis was applied using Daubechies Wavelet of order 4 (DB4). In its implementation, a defective bearing signal was decomposed into various parts. The signal part with the highest RMS level was selected, because it provides best conditions for applying the method. Analogously, data from the FEG / UNESP database were treated. The Wavelet analysis technique combined with HFRT technique demonstrated better capability with respect to the HFRT and STFT techniques. The implementation of the spectral kurtosis technique associated with the envelope technique provided the most accurate and satisfactory results, since with the application of this methodology it was possible to determine the resonance region automatically. Consequently, this is an improvement regarding the characterization of the defect frequencies of the bearings observed in experiments with rotating machinery.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:05:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3115.pdf: 5210903 bytes, checksum: d78cb316f1a90afa1f1d9e435752a5f6 (MD5) Previous issue date: 2010-05-24 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this dissertation we present techniques for filtering of tomographic projections with Poisson noise. For the filtering of the tomogram projections we use variations of three filtering techniques: Bayesian estimation, Wiener filtering and thresholding in Wavelet domain. We used ten MAP estimators, each estimator with a diferent probability density as prior information. An adaptive windowing was used to calculate the local estimates. A hypothesis test was used to select the best probability density to each projection. We used the Pointwise Wiener filter and FIR Wiener Filter, in both cases we used a adaptive scheme for the filtering. For thresholding in wavelet domain, we tested the performance of four families basis of wavelet functions and four techniques for obtaining thresholds. The experiments were done with the phantom of Shepp and Logan and five set of projections of phantoms captured by a CT scanner developed by CNPDIA-EMBRAPA. The image reconstruction was made with the parallel POCS algorithm. The evaluation of the filtering was made after reconstruction with the following criteria for measurement of error: ISNR, PSNR, SSIM and IDIV. / Nesta dissertação técnicas de filtragem de projeções tomográficas com ruído Poisson são apresentadas. Utilizamos variações de três técnicas de filtragem: estimação Bayesiana, filtragem de Wiener e limiarização no domínio Wavelet. Foram utilizados dez estimadores MAP, em cada uma densidade de probabilidade foi utilizada como informação a priori. Foi utilizado um janelamento adaptativo para o cálculo das estimativas locais e um teste de hipóteses para a escolha da melhor densidade de probabilidade que se adéqua a cada projeção. Utilizamos o filtro de Wiener na versão pontual e FIR, em ambos os casos utilizamos um esquema adaptativo durante a filtragem. Para a limiarização no domínio Wavelet, verificamos o desempenho de quatro famílias de funções Wavelet e quatro técnicas de obtenção de limiares. Os experimentos foram feitos com o phantom de Shepp e Logan e cinco conjunto de projeções de phantoms capturas por um minitomógrafo no CNPDIAEMBRAPA. A reconstrução da imagem feita com o algoritmo POCS paralelo. A avaliação da filtragem foi feita após a reconstrução com os seguintes crit_erios de medida de erro: ISNR, PSNR, IDIV e SSIM.

Este trabalho tem seu foco na monitoração dos processos de usinagem das máquinas ferramentas sem a utilização de sensores dedicados à medição direta das grandezas mecânicas envolvidas no processo de usinagem em si. Assim sendo, optou-se por um método de medição indireta utilizando um estimador de potência e torque baseado nas grandezas elétricas na entrada de energia do motor de indução da máquina ferramenta. O núcleo central do trabalho consiste na medição de processos de usinagem utilizando um dinamômetro de alta precisão próprio para máquina ferramenta para obter os valores médios e os modos de vibração do processo máquina ferramenta-usinagem e fazer a confrontação com os mesmos dados obtidos pelo estimador de torque. A pesquisa realizada utilizou ferramentas clássicas de processamento de sinais, como é o caso da FFT, assim como duas poderosas ferramentas atuais, a transformada de wavelet (WT) e a transformada de Hilbert-Huang (HHT). Em adição foi utilizado um processo de otimização para a determinação dos parâmetros do motor de indução on-line baseado em uma metaheurística denominada busca de harmonia (Harmony Search HS) / This work focuses on monitoring the machining processes in machine tools without the use of dedicated transducers to directly measure mechanicals quantities of the machining process. The approached method used the option of measuring the power and torque through a estimator based in the electrical quantities in the input of the induction motor used by machine tool. The core of the work consists in the measuring the mechanical processes of machining using a high precision dynamometer specified to machine tool to get the average values of mechanical quantities and the vibration modes of the set machine tool-machining process, the objective is to compare the same data group got from dynamometer and estimator. The research data was based on classical analysis tool such as Fourier transform (FFT) and on modern powerful tools such as wavelet transforms (WT) and Hilbert-Huang transform (HHT). To refine the measuring process of average values of torque and power using the induction motor a method to estimates the motor parameters was added based on an optimization method named harmony search (HS).

Este trabalho tem seu foco na monitoração dos processos de usinagem das máquinas ferramentas sem a utilização de sensores dedicados à medição direta das grandezas mecânicas envolvidas no processo de usinagem em si. Assim sendo, optou-se por um método de medição indireta utilizando um estimador de potência e torque baseado nas grandezas elétricas na entrada de energia do motor de indução da máquina ferramenta. O núcleo central do trabalho consiste na medição de processos de usinagem utilizando um dinamômetro de alta precisão próprio para máquina ferramenta para obter os valores médios e os modos de vibração do processo máquina ferramenta-usinagem e fazer a confrontação com os mesmos dados obtidos pelo estimador de torque. A pesquisa realizada utilizou ferramentas clássicas de processamento de sinais, como é o caso da FFT, assim como duas poderosas ferramentas atuais, a transformada de wavelet (WT) e a transformada de Hilbert-Huang (HHT). Em adição foi utilizado um processo de otimização para a determinação dos parâmetros do motor de indução on-line baseado em uma metaheurística denominada busca de harmonia (Harmony Search HS) / This work focuses on monitoring the machining processes in machine tools without the use of dedicated transducers to directly measure mechanicals quantities of the machining process. The approached method used the option of measuring the power and torque through a estimator based in the electrical quantities in the input of the induction motor used by machine tool. The core of the work consists in the measuring the mechanical processes of machining using a high precision dynamometer specified to machine tool to get the average values of mechanical quantities and the vibration modes of the set machine tool-machining process, the objective is to compare the same data group got from dynamometer and estimator. The research data was based on classical analysis tool such as Fourier transform (FFT) and on modern powerful tools such as wavelet transforms (WT) and Hilbert-Huang transform (HHT). To refine the measuring process of average values of torque and power using the induction motor a method to estimates the motor parameters was added based on an optimization method named harmony search (HS).