Orientadores : Sonia Maria Gomes, Marco Antonio Raup / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-29T04:24:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Domingues_MargareteOliveira_D.pdf: 5573280 bytes, checksum: dfcb6290a8ced0d519ff2c2711dcf511 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Motivado pelos modelos de fenômenos em Meteorologia e áreas afins, o trabalho desta tese foi desenvolvido com o objetivo de formular um método numérico, com adaptabilidade espacial, adequado para a simulação computacional de problemas de equações diferenciais parciais evolutivas. Os resultados apresentados nesta pesquisa ressaltam as propriedades de detecção de estruturas singulares e compressão de dados, que são características das representações de funções e operadores em termos de bases wavelet Nesse sentido, numa primeira etapa foram avaliados diversos aspectos de aproximações no contexto de wavelets splines biortogonais. Do ponto de vista teórico, foram estudados o eITO de truncamento e o efeito da discretização na velocidade de fase e de grupo. Do ponto de vista computacional, foram avaliadas as representações esparsas de funções e de operadores diferenciais em multinível. Entre as várias estratégias analisadas, adotou-se um método híbrido wavelet + diferenças finitas em malhas adaptativas, com estrutura de blocos. Nesse método os coeficientes wavelets desempenham o papel de indicadores das regiões de refinamento. E a discretização dos operadores é feita por diferenças finitas usuais com espaçamento variável, de acordo com a escala de cada bloco da malha. Entre as razões dessa escolha, vale destacar a sua versatilidade, permitindo alterar, automaticamente, os níveis de refinamento durante a evolução temporal; a facilidade de lidar com condições de fronteiras e termos não lineares; e a estrutura de dados simplificada. Este trabalho resultou no desenvolvimento do programa WDF em OOP /C++ que executa esse método. Em princípio, dada uma precisão desejada, é possível fazer simulações com o refinamento requerido pela solução numérica. São apresentadas simulações 2D para a Equação de Advecção de um pulso, de Advecção-difusão de uma estrutura tipo frente-oblíqua e para o modelo não-linear de Burger / Abstract: Motivated by the phenomena models in Meteorology and similar areas, the work of this thesis was developed with the objective to fonnulate a numerical method, with space adaptabitity, suitable for the computational time evolution partial differencial equation simulation. The results presented in this research enhance the properties of detection of singular structures and data compression, characteristic of the representations of functions and operators in tenns of wavelet basis. Ip. this direction, in a first stage severa! aspects of approaches in the context of biorthogonal spline wavelets has been evaluated. From a theoretical point of view, the truncation error and the discretization effect on group and phase velocities has been studied. From the computational point of view, sparse representations has been evaluated for functions and diffrential operators in multilevel. Among severa! strategies analyzed, the hybrid method wavelet + tinite differences is adopted, in adaptative meshes, with block structure. In this method the wavelet coefficients play the role of pointers of the refinement regions, and the operators discretization is done by usual tinite difference schemes with a variable spacing, in accordance to the scale of each block of the mesh. Among the main reasons for this choice, were its versatility, allowing to modify, automatically, the refinement levels during the time evolution; the easiness to deal with boundary conditions and non-linear terms; and a simplified data structure. This work resulted in the development ofthe program WDF in OOP /C+ + that executes this method. In principIe, given a desired accuracy, it is possible to make simulations with the refinement required by the numerical solution. 2D simulations of the Equation of Advection of a pulse, Advection-diffusion of a structure type oblique front and for the non-linear Burger's model are presented. / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Ivanil Sebastião Bonatti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T20:20:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Agulhari_CristianoMarcos_M.pdf: 901688 bytes, checksum: 97ec8feb4ee297c319c80463616a7391 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A principal contribuição desta dissertação é a proposta de dois métodos de compressão de eletrocardiogramas (ECGs). O primeiro método, chamado Run Length Encoding Adaptativo (RLEA), é baseado nas transformadas wavelet e consiste basicamente em utilizar uma função wavelet, obtida pela resolução de um problema de otimização, que se ajuste ao sinal a ser comprimido. O problema de otimização torna-se irrestrito com a parametrização dos coeficientes do filtro escala, que definem unicamente uma função wavelet. Após a resolução do problema de otimização é aplicado o procedimento de decomposição wavelet no sinal e os coeficientes de representação mais significativos são retidos, sendo que o número de coeficientes retidos é determinado de forma a satisfazer uma medida de distorção pré-especificada. Os coeficientes retidos são então quantizados e compactados, assim como o bitmap que indica as posições dos coeficientes retidos. A quantização é feita de forma adaptativa, utilizando diferentes números de bits de quantização para os diferentes subespaços de decomposição considerados. Tanto os valores dos coeficientes retidos quanto o bitmap são codificados utilizando uma variante do método Run Length Encoding. O segundo método proposto nesta dissertação, chamado Zero Padding Singular Values Decomposition (ZPSVD), consiste em primeiramente detectar os batimentos, equalizá-los pela inserção de zeros (zero padding) e então aplicar a decomposição SVD para obter tanto a base quanto os coeficientes de representação dos batimentos. Alguns componentes da base são retidos e então comprimidos utilizando os mesmos procedimentos aplicados aos coeficientes de decomposição do ECG no método RLEA, enquanto que os coeficientes de projeção dos batimentos nessa base são quantizados utilizando um procedimento de quantização adaptativa. Os dois métodos de compressão propostos são comparados com diversos outros métodos existentes na literatura por meio de experimentos numéricos / Abstract: The main contribution of the present thesis is the proposition of two electrocardiogram (ECG) compression methods. The first method, called Run Length Encoding Adaptativo (RLEA), is based on wavelet transforms and consists of using a wavelet function, obtained by the resolution of an optimization problem, which fits to the signal to be compressed. The optimization problem becomes unconstrained with the parametrization of the coefficients of the scaling filter, that define uniquely a wavelet function. After the resolution of the optimization problem, the wavelet decomposition procedure is applied to the signal and the most significant coefficients of representation are retained, being the number of retained coefficients determined in order to satisfty a pre-specified distortion measure. The retained coefficients are quantized and compressed, likewise the bitmap that informs the positions of the retained coefficients. The quantization is performed in an adaptive way, using different numbers of bits for the different decomposition subspaces considered. Both the values of the retained coefficients and the bitmap are encoded using a modi- fied version of the Run Length Encoding technique. The second method proposed in this dissertation, called Zero Padding Singular Values Decomposition (ZPSVD), consists of detecting the beat pulses of the ECG, equalizing the pulses by inserting zeros (zero padding), and finally applying the SVD to obtain both the basis and the coefficients of representation of the beat pulses. Some components of the basis are retained and then compressed using the same procedures applied to the coefficients of decomposition of the ECG in the RLEA method, while the coefficients of projection of the beat pulses in the basis are quantized using an adaptive quantization procedure. Both proposed compression methods are compared to other techniques by means of numerical experiments / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Sonia Maria Gomes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-02T06:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoranteBlanco_Rodrigo_M.pdf: 608242 bytes, checksum: a34b0ef3290830f1e757b5c8a3d7ef38 (MD5) Previous issue date: 2002 / Mestrado / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Luiz Cezar Martini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:30:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GoncalezTenorio_Aurio_M.pdf: 1521621 bytes, checksum: b4cd7690daf2a24f97b4443b54d9866c (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Robson Pederiva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:29:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santiago_DarleyFiacriodeArruda_D.pdf: 4434746 bytes, checksum: 58cff477ffeb702848dab658ddeccdfe (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado

Orientador: Yuzo Iano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T08:06:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_AnaLuciaMendesCruzSilvestreda_D.pdf: 6306093 bytes, checksum: df224a66ce294e0b07b8601c24f317ef (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O principal obstáculo nas implementações da compressão fractal de images é o exaustivo tempo de codificação inerente. O objetivo desta pesquisa é introduzir uma nova aproximação para acelerar a codificação fractal de imagens através da aplicação da TWD e suas propriedades, sem que haja detrimento do PSNR ou da qualidade visual subjetiva. Logo, este trabalho apresenta um novo Codificador Híbrido Fractal-Wavelet, que aplica a compressão fractal acelerada à imagens estáticas decompostas pela transformada wavelet, explorando a correlação direcional das subimagens-wavelet. Este tipo de correlação foi constatada por Shapiro em outro contexto [2]. O esquema proposto promove melhor qualidade visual (compatível com as medidas de PSNR) e uma redução média de cerca de 80% no tempo de codificação-decodificação quando comparado aos resultados da codificação fractal pura para diversas imagens e taxas de bits. Adicionalmente os detalhes da imagem e as características de transmissão progressiva wavelet foram preservados. Nenhum artefato de blocagem, usualmente encontrados em codificadores fractais puros, resultou do processo de compressão híbrido. Os resultados deste trabalho demonstram o potencial da compressão híbrida fractal-wavelet como sendo uma ferramenta poderosa ainda a ser explorada / Abstract: The major drawback in the implementations of the fractal image compression is the exhaustive inherent encoding time. The objective of this research is to introduce a new approach to accelerate the fractal image coding through the application of the DWT and its properties without decrease in the PSNR as well as in the subjective visual quality. Thus, this work presents a New Fast Hybrid Fractal-Wavelet Image Coder that applies the accelerated fractal compression to wavelet transformed images by exploiting the directional correlation of the wavelet subimages. This kind of correlation was noticed by Shapiro in a different context [2]. The proposed scheme promotes better visual quality (compatible to the PSNR measures) and an average reduction of about 80% in encoding-decoding time when compared to the results of the pure accelerated fractal coding for several images and bitrates. Furthermore, the image details and the characteristics of wavelet progressive transmission are maintained; blocking effects, usually found in pure fractal coders, are not introduced. The results of this work demonstrate the potential of the fractal-wavelet hybrid compression as a powerful tool to be further explored. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Aluisio de Souza Pinheiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:50:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Hatadani_IzabellaMendes_M.pdf: 928963 bytes, checksum: 23ead94a9b643fb48d852b47082f0b41 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Recursos computacionais mais poderosos tem intensicado a cria»cao e utilizacao de metodologias de ajuste e predicao em situacoes em que nao se tem expectativa de observacoes cujo grau de dependencia decaia rapidamente ao longo do tempo. Essa caracteristica de uma persistencia maior da dependencia, conhecida tambem como longa dependencia, tem sido objeto de intensos estudos nas ultimas decadas. Um dos modelos mais utilizados e uma generalizacao, pela integracao fracionaria, dos modelos classicos de Box e Jenkins. O modelo ARFIMA foi proposto por Hos- king em 1981 e de caracterizado por um operador em forma de serie infnita, dependente de um par^ametro d. Varios estimadores de d sao encontrados na literatura. Nossos estudos se concentram nos propostos por: Geweke e Porter-Hudak(1993); Reisen(1994); e Jensen(1999). Esses estimadores podem ser conjuntamente classicados como metodos semiparametricos, em que se transforma o processo ARFIMA em processo ARMA, de forma que os outros par^ametros do modelo possam ser estimados por metodologias usuais. Uma importante quest~ao nessa forma estimacao e a perda de informacao ocasionada pela transformacao citada, uma vez que ha a necessidade de truncamento da serie que caracteriza a longa dependencia. Estudos da informacao perdida (inconclusivo) e EQM e vicio por simulacao foram usados para avaliar de que forma a escolha do ponto de truncamento afeta a qualidade dos estimadores. Os resultados indicam que o ponto ideal de truncamento da serie varia bastante e sofre grande influencia dos valores dos parametros do modelo. Uma lustracao e realizada em dados reais / Abstract: The growing computer power has enable researchers to develop methodologies for estimation and prediction in time series whose observations are not necessartily weakly dependent. Among these developments, ARFIMA models have the nice property of linking themselves directly to the classical time series analysis ARMA models. We will be studying the efects of estimating the long dependence parameter d on the ARMA parameters. Among the various estimators on the literature, wewill be using the ones proposed by Geweke and Porter-Hudak(1993), Reisen(1994) and Jensen(1999). The aim of the study is to evaluate the importance of truncation when transforming the ARFIMA model to the ARMA model for the estimations thereof. MSE and bias are compared through simulation. Results indicate that ideal truncation point is strongly dependent on the values of the parameters themselves but some reasonably broad measures can still be taken in order to e±ciently recover information from the data / Mestrado / Estatistica / Mestre em Estatística

Orientadores : Philippe R. Bernard Devloo, Sonia Maria Gomes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-31T18:02:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DiazCalle_JorgeLizardo_D.pdf: 3677542 bytes, checksum: 11e118bb87aca506bf568e98a68c5293 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: O presente trabalho apresenta técnicas inovadoras para a aproximação numérica de leis de conservação sobre malhas não estruturadas. Implementa se um algoritmo h-adaptativo que utiliza um esquema numérico baseado em espaços de aproximação de funções polinomiais descontínuas. A escolha adaptável do refinamento h é feita mediante uma análise da regularidade da solução utilizando-se técnicas de análise wavelet. Esta análise permite determinar sub-domínios ou regiões de suavidade nos quais os elementos finitos são levados a níveis menos refinados, ou regiões de singularidade nas quais os elementos são refinados. Para evitar possíveis oscilações numéricas, um termo difusivo é aplicado no interior dos elementos finitos de uma região de singularidade ou próximo a ela. A análise wavelet também é utilizada para estabelecer a magnitude do termo difusivo. O esquema proposto aproveita idéias do método Runge-Kutta Galerkin descontínuo [16] e o método streamline difusion [33]. Como resultado, o esquema, na sua forma mais simples, é o método de volumes finitos h-adaptativo, e no caso de usar ordem de interpolação p = 1, é o método Galerkin descontínuo h-adaptativo com esquema Euler no tempo e dispensando o uso de limitadores. é apresentado um estudo para estabelecer uma relação adequada entre o valor do número CFL (condição de estabilidade - Courant Priedrichs Lewi) e o coeficiente máximo do termo difusivo interno de tal forma a garantir a estabilidade do esquema e obter precisão numérica ótima. Quando o termo difusivo d? 8, o esquema tem comportamento similar ao esquema de volumes finitos. O esquema foi implementado em um ambiente computacional na filosofia de programação orientada para objetos [21]. Neste contexto, foi elaborada uma biblioteca de classes que permite implementar espaços aproximantes descontínuos e realizar análise de regularidade local utilizando wavelets / Abstract: In this work an inovative technique is presented for the numerical approximation of conservation laws on unstructured meshes. The numerical scheme uses a discontinuous piecewise polynomial approximation with hadaptivity. The self-adaptive h-refinement strategy uses a regularity assessment of the solution based on wavelet techniques. This strategy determines the sub-domains or regions where the solution is smooth and where elements can be coarsened and/or regions of singularity where the elements are refined. Numerical oscillations within the discontinuous element are controlled by adding a difusive term. The wavelet analysis is also used to determine the magnitude of the diffusive term. The resulting scheme is based both on the Runga-Kutta Discontinuous Galerkin method [16] and the streamline diffusion method [33] : when the order of interpolation within the elements is zero it is a cell centered finite volume method, and for interpolation order p _ 1 , it is an h-adaptive discontinuous Galerkin method, using Euler time-stepping. Internal oscillations are entirely controlled by the added streamline diffusion operator. An optimal relationship between the time step (in terms of the CFL condition) and the size of the diffusion coeficient is analysed for numerical precision. When the diffusive term d?8 , the presented scheme reduces to the finite volume method. The scheme is implemented using the object oriented programming philosophy based on the environment described in [21]. Within this context, a library of classes was developed which implements piecewise polynomial discontinuous approximations and which analyses the regularity of the approximate solution using the wavelet technique / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Orientadores: Yuzo Iano, Ana Lúcia Mendes Cruz Silvestre da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T18:35:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_RicardoBarroso_M.pdf: 4189561 bytes, checksum: 31cbbc85c9fa0ec77e54c0fdfac29e3f (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os avanços em telecomunicações e o desenvolvimento dos equipamentos digitais impulsionaram diversas áreas de pesquisa relacionadas à codificação e compressão de imagens. Dentre as áreas de atuação destacam-se as aplicações para dispositivos móveis (celulares, smartphones, iPhones, iPads entre outros), que se caracterizam por baixas taxas de transmissão de dados. Entretanto, imagens codificadas com os padrões atualmente em estado-da-arte apresentam artefatos visuais característicos, como efeito de bloco e ringing. Para contornar a inabilidade das transformadas ortogonais em lidar com a geometria, é proposto na literatura o uso de dicionários wedgelet e da decomposição cartoon-textura. Nesse contexto, propõe-se um método de codificação híbrido wedgelet-wavelet inédito que preserva componentes de cartoon e textura, superando em qualidade visual ao uso de dicionários isolados e se aproximando do desempenho de sistemas de codificação completos, tais como o padrão JPEG 2000. Os ganhos de desempenho, principalmente em qualidade visual das imagens reconstruídas para baixas taxas de dados, indicam que a metodologia apresentada pode vir a ser incluída em sistemas de transmissão com restrições de largura de banda, como por exemplo a TV digital móvel / Abstract: Advances in telecommunications and the development of digital equipments have improved several research areas related to coding and image compression. Among these application fields are the mobile devices (cellphones, smartphones, iPhones, iPad, and others), characterized by low data transmission rates. However, images encoded by state-of-the-art standards present characteristic visual artifacts, like blocking and ringing effects. To surpass the disadvantages of orthogonal transforms in dealing with geometry, wedgelets dictionaries and cartoon-texture decomposition are proposed in literature. In this context, a new hybrid wedgelet-wavelet coding method that preserves cartoon and texture components is proposed, achieving better visual quality than the use of isolated dictionaries, approaching the performance of complete codification systems, such as the JPEG 2000. The performance gains, especially concerning visual quality of the reconstructed images using low data rates, show that this methodology might be adopted in restricted bandwidth transmission systems, such as the digital mobile TV / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Robson Pederiva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:11:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aquino_MarceloBrazde_D.pdf: 2578383 bytes, checksum: cfe62d4a785e2dd17a987600f5ef2e7c (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho apresenta um procedimento de detecção do fenômeno de rubbing e seus efeitos em máquinas rotativas, aplicável para o regime estacionário e não-estacionário, utilizando como ferramenta de análise a Transformada de Wavelet. Primeiramente, aplica-se a Transformada de Wavelet Contínua (CWT) para sinais estacionários com o uso da wavelet Morlet Complexa como wavelet mãe, para extração de características intrínsecas da falha estudada. Aplica-se esta técnica para este regime de operação, pois, a análise multi-resolução é capaz de evidenciar possíveis transientes, mesmo no regime estacionário. Posteriormente, aplicou-se a Transformada de Wavelet Packet (WPT) visando-se analisar a variação da distribuição das energias contidas em bandas de freqüências específicas para o regime nãoestacionário. Diante da grande quantidade de informações contidas no sinal de partida e passagem pelas velocidades críticas do sistema, esta segunda técnica foi escolhida considerandose sua habilidade de compactação de dados, viabilizando o uso de outras técnicas e também o monitoramento on-line de máquinas. Todas as análises em questão, CWT no regime estacionário e a WPT no não-estacionário, são através de simulações computacionais com auxílio do Método dos Elementos Finitos e para sinais reais proveniente de uma bancada experimental de testes / Abstract: This work presents a detection procedure of the rubbing phenomenon and its effects in rotating machinery, applicable on the stationary and non-stationary regimes, using the Wavelet Transform as analysis tool. Firstly, the Continuous Wavelet Transform (CWT) is applied for stationary signals using the Complex Morlet wavelet as mother wavelet, for extracting of intrinsic features of the studied fault. The use of this technique and regime of operation is suitable, because, this multi-resolution analysis is able to evidence possible transients, even in the stationary regime. Afterward, the Wavelet Packet Transform (WPT) is applied for analyzing the variation of the energy distribution contained in bands of specific frequencies for the nonstationary regime. Related to the amount of information contained on the signal of run-up and while passing through the critical speeds of the system, this second technique was chosen by its ability of data compression that makes possible the use of another techniques as well as the online monitoring of machines. Both analyses, CWT in the stationary regime and WPT in the nonstationary one, are studied through computational simulations by the use of Finite Element Method and also through real signals got from the experimental test rig / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica