Facial Ageing (FA) is a very fundamental issue, as ageing in general, is part of our daily life process. FA is used in security, finding missing children and other applications. It is also a form of Facial Recognition (FR) that helps identifying suspects. FA affects several parts of the human face under the influence of different biological and environmental factors. One of the major facial feature changes that occur as a result of ageing is the appearance and development of wrinkles. Facial wrinkles are skin folds; their shapes and numbers differ from one person to another, therefore, an advantage can be taken over these characteristics if a system is implemented to extract the facial wrinkles in a form of maps. This thesis is presenting a new technique for three-dimensional facial wrinkle pattern information that can also be utilised for biometric applications, which will back up the system for further increase of security. The procedural approaches adopted for investigating this new technique are the extraction of two-dimensional wrinkle maps of frontal human faces for digital images and the design of three-dimensional wrinkle pattern formation system that utilises the generated wrinkle maps. The first approach is carried out using image processing tools so that for any given individual, two wrinkle maps are produced; the first map is in a binary form that shows the positions of the wrinkles on the face while the other map is a coloured version that indicates the different intensities of the wrinkles. The second approach of the 3D system development involves the alignment of the binary wrinkle maps on the corresponding 3D face models, followed by the projection of 3D curves in order to acquire 3D representations of the wrinkles. With the aid of the coloured wrinkle maps as well as some ageing parameters, simulations and predictions for the 3D wrinkles are performed.

La biométrie, appliquée dans un contexte de traitement automatisé des données et de reconnaissance des identités, fait partie de ces technologies nouvelles dont la complexité d’utilisation fait émerger de nouveaux enjeux et où ses effets à long terme sont incalculables. L’envergure des risques suscite des questionnements dont il est essentiel de trouver les réponses. On justifie le recours à cette technologie dans le but d’apporter plus de sécurité, mais, vient-elle vraiment apporter plus de protection dans le contexte actuel? En outre, le régime législatif québécois est-il suffisant pour encadrer tous les risques qu’elle génère? Les technologies biométriques sont flexibles en ce sens qu’elles permettent de saisir une multitude de caractéristiques biométriques et offrent aux utilisateurs plusieurs modalités de fonctionnement. Par exemple, on peut l’utiliser pour l’identification tout comme pour l’authentification. Bien que la différence entre les deux concepts puisse être difficile à saisir, nous verrons qu’ils auront des répercussions différentes sur nos droits et ne comporteront pas les mêmes risques. Par ailleurs, le droit fondamental qui sera le plus touché par l’utilisation de la biométrie sera évidemment le droit à la vie privée. Encore non bien compris, le droit à la vie privée est complexe et son application est difficile dans le contexte des nouvelles technologies. La circulation des données biométriques, la surveillance accrue, le détournement d’usage et l’usurpation d’identité figurent au tableau des risques connus de la biométrie. De plus, nous verrons que son utilisation pourra avoir des conséquences sur d’autres droits fondamentaux, selon la manière dont le système est employé. Les tests de nécessité du projet et de proportionnalité de l’atteinte à nos droits seront les éléments clés pour évaluer la conformité d’un système biométrique. Ensuite, le succès de la technologie dépendra des mesures de sécurité mises en place pour assurer la protection des données biométriques, leur intégrité et leur accès, une fois la légitimité du système établie. / Biometric technology, applied in a context of automated data processing and recognition of identity, is one of those new technologies whose complexity of use increase continuously and where the long-term effects are undefined. The risks are real and questions abound. For example, do biometrics really bring more security in the current context and is the Quebec legislative framework sufficient to regulate all the risks it generates? Biometric technology is flexible in that it enables to capture several types of biometric traits and provides users with various modalities of use. For example, it can be used for identification and authentication. Although the difference between the two modes can be difficult to understand, they have different impacts on our rights and do not involve the same risks. Among the human rights affected by the use of biometrics, the most important is the right to privacy. Still not well understood, the right to privacy is complex and difficult to apply in this new technological context. Circulation of biometric data and increased surveillance, function creep and identity theft are some examples of the known risks of biometric technologies. More, use of biometrics may also affect other fundamental rights, depending on how it is used. Proportionality and necessity tests of the project will be key in the analysis of the legal conformity. Then, the success of the technology will depend on the security measures put in place to secure biometric data once the legitimacy of the system is established.

Resumo: O objetivou do trabalho foi comparar dietas enriquecidas com fontes de óleo sobre o desempenho, características de carcaça e medidas corporais de trinta e cinco tourinhos da raça Nelore, com média de 402 kg e 18 meses de idade, terminados em confinamento. Foram utilizadas cinco dietas experimentais, isoprotéicas (13,5%), sendo quatro delas isoenergéticas (76,5% NDT) e uma denominada de controle (71,5% NDT), todas com relação volumoso:concentrado de 40:60 na matéria seca, sendo a cana-de-açúcar forrageira IAC-86-2480 utilizada como fonte exclusiva de volumoso. Foram efetuadas quatro tomadas de imagens ultrassônicas e 14 mensurações no início e final de cada período experimental, totalizando quatro medições, juntamente com peso vivo. O delineamento utilizado foi blocos casualizados com 5 tratamentos e 7 repetições, sendo as médias comparadas por contrastes ortogonais, e foram estimadas correlações de Pearson entre as medidas corporais, características produtivas e post mortem dos animais. O ganho médio diário e o peso final foram maiores para as dietas com adição de óleo, independentemente da proteção (P<0,05). A taxa de eficiência protéica e eficiência alimentar foram menores (0,86 e 0,11; respectivamente) e a conversão alimentar foi pior (8,86) para a dieta controle em comparação aos demais tratamentos (média de 1,05; 0,14 e 7,30 respectivamente), que não diferiram entre si. As ingestões de extrato etéreo e matéria mineral foram maiores nos tratamentos com inclusão de óleo (P<0,05), e ainda para o extrato etéreo, houve interação significativa entre o tipo de óleo e proteção. Para as características de carcaça, os tratamentos com óleo se mostraram melhores, proporcionando carcaças mais pesadas e com melhores rendimentos (P<0,05). Os resultados mostraram melhora no desempenho geral dos animais com a adição de fontes energéticas na dieta ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objectives of this study were to compare diets enriched with vegetable oil on performance, carcass characteristics and body measurements of thirty-five Nellore bulls with an average of 402 kg and 18 month old finished in feedlot. The five experimental diets used were isonitrogenous (13.5%), these four were isocaloric (76.5% TDN) and one called control (71.5% TDN), all with forage:concentrate ratio of 40:60 in the dry matter. The forage sugar cane IAC-86- 2480 was used as a single source of roughage. Four ultrasonic images and 14 body measurements were taken, at the beginning and at the end of each experimental period, together with the weights. The experimental design was a randomized blocks with 7 treatments, 5 replications and the means were compared by orthogonal contrasts estimated by Pearson's correlations between body measurements, production characteristics and post mortem characteristics of the bovines. The average daily gain and final weight were higher for diets with oil, regardless of the protection (P<0.05). The protein efficiency ratio and feed efficiency were lower (0.86 and 0.11, respectively) and feed conversion was worse (8.86) for the control diet compared to other treatments (mean 1.05, 0.14 and 7.30 respectively), which absence of statistical difference. The intake of ether extract and ash were higher in treatments with oil addition (P<0.05), and for lipids there were significant interaction between the type of oil and protection. For carcass characteristics, treatments with oil provided best carcasses weigths and higher incomes (P<0.05). The results showed improvements in overall performance of animals with the addition of energy sources in the diet, due to the increase in feed efficiency and weight gain. For measurements of loin eye area by ultrasound, were found positive associations with body length (0.32) of rump (0.36) and thigh (0.20), withers height (0.20) ... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Alexandre Amstalden Moraes Sampaio / Coorientador: Wignez Henrique / Banca: Alexandre Rodrigo Mendes Fernandes / Banca: Telma Teresinha Berchielli / Mestre

Métodos de identificação de pessoas sempre foram muito importantes para toda a sociedade. Atualmente, as pesquisas em biometria vêm sendo amplamente incentivadas por diversos setores da indústria mundial com o objetivo de melhorar ou substituir os atuais sistemas de segurança e de identificação de pessoas. O campo da biometria abarca uma grande variedade de tecnologias usadas para identificar e verificar a identidade de uma pessoa por meio da mensuração e análise de diversas características físicas e/ou comportamentais do ser humano. Diversas modalidades biométricas têm sido propostas para reconhecimento de pessoas, como impressão digital, íris, face e fala. Estas modalidades biométricas possuem características distintas em termos de desempenho, mensurabilidade e aceitabilidade. Uma questão a ser considerada com a aplicação biométrica é sua robustez a ataques por circunvenção, repetição e ofuscação. Esses ataques estão se tornando cada vez mais frequentes e questionamentos estão sendo levantados a respeito dos níveis de segurança das formas de reconhecimento. Sinais biomédicos como eletrocardiograma (ECG), eletroencefalograma (EEG) e eletromiograma (EMG) têm sido cada vez mais estudados e aplicados ao reconhecimento biométrico. Em específico, os sinais de ECG têm sido largamente adotados para o reconhecimento biométrico em diversos trabalhos. Por outro lado, análise de séries temporais tem sido usada com sucesso em muitas diferentes aplicações para identificar padrões temporais nos dados. Embora dinâmica simples possa ser observada com ferramentas analíticas tradicionais tais como transformada de fourier, transformada wavelet, a representação simbólica pode melhorar a análise de processos que são complexos e possivelmente caótico. Além disso, representação simbólica pode também reduzir a sensibilidade a ruído e melhorar bastante a eficiência computacional. No entanto, existem aspectos estruturais e paramétricos de projeto que podem conduzir a uma degradação de desempenho. Na ausência de uma metodologia sistemática e de baixo custo para a proposição de técnicas de representação simbólicas otimamente especificadas, os comitês de máquinas, mais especificamente ensemble, se apresentam como alternativas promissoras. Neste estudo, os componentes do ensemble, que correspondem as técnicas de representação simbólicas, e seus respectivos parâmetros foram selecionados via algoritmos evolutivos. O objetivo é explorar conjuntamente potencialidades advindas das técnicas de representação simbólicas e comitê de máquinas para reconhecimento biométrico baseado em sinais de ECG. Resultados experimentais conduzidos sobre dois conjuntos de dados disponíveis publicamente indicam que a abordagem proposta pode melhorar o desempenho do reconhecimento quando comparada com as técnicas tradicionais / Identification people methods have been very important for the whole society. Currently, research on biometrics have been widely encouraged by various sectors of the industry worldwide in order to improve or replace existing security systems and people identification. The field of biometrics includes a variety of technologies used to identify or verify the identity of a person by measuring and analyzing various physical and/or behavioral aspects of the human being. Several biometric methods have been proposed for recognition of people, such as fingerprint, iris, face and speech. These biometric modalities have different characteristics in terms of performance, measurability and acceptability. One issue to be considered with the biometric application in the real world is its robustness to attacks by circumvention, repetition and obfuscation. These attacks are becoming more frequent and more questions are being raised about the levels of security that this technology can offer. Biomedical signals such as electrocardiogram (ECG), electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) have been increasingly studied and applied to biometric recognition. Specifically, ECG signals have been widely adopted for biometric recognition in various works. On the other hand, time series analysis has been used successfully in many different applications to identify temporal patterns in the data. Although simple dynamics can be observed with traditional analytical tools such as fourier transform, wavelet transform, the symbolic representation can improve the analysis of processes that are complex and possibly chaotic. In addition, symbolic representation can also reduce noise sensitivity and greatly improve computational efficiency. However, there are structural and parametric design aspects that can lead to performance degradation. In the absence of a systematic and inexpensive methodology for proposing optimally specified symbolic representation techniques, machine committees, more specifically ensemble, present themselves as promising alternatives. In this study, the components of the committee, which correspond to techniques of symbolic representation, and their respective parameters were selected via evolutionary algorithms. The objective is to jointly explore the potentialities of both symbolic representation techniques and machine committee for biometric recognition based on ECG signals. Experimental results conducted on two publicly available datasets indicate that the proposed approach may improve recognition performance when compared to traditional techniques

O campo da Biometria abarca uma grande variedade de tecnologias usadas para identificar e verificar a identidade de uma pessoa por meio da mensuração e análise de vários aspectos físicos e/ou comportamentais do ser humano. Diversas modalidades biométricas têm sido propostas para reconhecimento de pessoas, como impressões digitais, íris, face e voz. Estas modalidades biométricas possuem características distintas em termos de desempenho, mensurabilidade e aceitabilidade. Uma questão a ser considerada com a aplicação de sistemas biométricos em mundo real é sua robustez a ataques por circunvenção, repetição e ofuscação. Esses ataques estão se tornando cada vez mais frequentes e questionamentos estão sendo levantados a respeito dos níveis de segurança que esta tecnologia pode oferecer. Recentemente, sinais biomédicos, como eletrocardiograma (ECG), eletroencefalograma (EEG) e eletromiograma (EMG) têm sido estudados para uso em problemas envolvendo reconhecimento biométrico. A formação do sinal do ECG é uma função da anatomia estrutural e funcional do coração e dos seus tecidos circundantes. Portanto, o ECG de um indivíduo exibe padrão cardíaco único e não pode ser facilmente forjado ou duplicado, o que tem motivado a sua utilização em sistemas de identificação. Entretanto, a quantidade de características que podem ser extraídas destes sinais é muito grande. A seleção de característica tem se tornado o foco de muitas pesquisas em áreas em que bases de dados formadas por dezenas ou centenas de milhares de características estão disponíveis. Seleção de característica ajuda na compreensão dos dados, reduzindo o custo computacional, reduzindo o efeito da maldição da dimensionalidade e melhorando o desempenho do preditor. O foco da seleção de característica é selecionar um subconjunto de característica a partir dos dados de entrada, que pode descrever de forma eficiente os dados de entrada ao mesmo tempo reduzir os efeitos de ruídos ou características irrelevantes e ainda proporcionar bons resultados de predição. O objetivo desta dissertação é analisar o impacto de algumas técnicas de seleção de característica tais como, Busca Gulosa, Seleção \\textit, Algoritmo Genético, Algoritmo Memético, Otimização por Enxame de Partículas sobre o desempenho alcançado pelos sistemas biométricos baseado em ECG. Os classificadores utilizados foram $k$-Vizinhos mais Próximos, Máquinas de Vetores Suporte, Floresta de Caminhos Ótimos e classificador baseado em distância mínima. Os resultados demonstram que existe um subconjunto de características extraídas do sinal de ECG capaz de fornecer altas taxas de reconhecimento / The field of biometrics includes a variety of technologies used to identify and verify the identity of a person by measuring and analyzing various physical and/or behavioral aspects of the human being. Several biometric modalities have been proposed for recognition of people, such as fingerprints, iris, face and speech. These biometric modalities have distinct characteristics in terms of performance, measurability and acceptability. One issue to be considered with the application of biometric systems in real world is its robustness to attacks by circumvention, spoof and obfuscation. These attacks are becoming more frequent and more questions are being raised about the levels of security that this technology can offer. Recently, biomedical signals, as electrocardiogram (ECG), electroencephalogram (EEG) and electromyogram (EMG) have been studied for use in problems involving biometric recognition. The ECG signal formation is a function of structural and functional anatomy of the heart and its surrounding tissues. Therefore, the ECG of an individual exhibits unique cardiac pattern and cannot be easily forged or duplicated, that have motivated its use in various identification systems. However, the amount of features that can be extracted from this signal is very large. The feature selection has become the focus of much research in areas where databases formed by tens or hundreds of thousands of features are available. Feature Selection helps in understanding data, reducing computation requirement, reducing the effect of curse of dimensionality and improving the predictor performance. The focus of feature selection is to select a subset of features from the input which can efficiently describe the input data while reducing effects from noise or irrelevant features and still provide good prediction results. The aim of this dissertation is to analyze the impact of some feature selection techniques, such as, greedy search, Backward Selection, Genetic Algorithm, Memetic Algorithm, Particle Swarm Optimization on the performance achieved by biometric systems based on ECG. The classifiers used were $k$-Nearest Neighbors, Support Vector Machines, Optimum-Path Forest and minimum distance classifier. The results demonstrate that there is a subset of features extracted from the ECG signal capable of providing high recognition rates

Há um crescente incentivo ao uso da tecnologia biométrica para melhorar, e até mesmo substituir os métodos tradicionais de segurança. O campo da Biometria refere-se a uma grande variedade de tecnologias usadas para identicar ou vericar a identidade de uma pessoa por meio da mensuração e análise de vários aspectos físicos e comportamentais do ser humano. Modalidades biométricas são características extraídas do corpo humano, que são únicas para cada indivíduo e que podem ser usadas para estabelecer sua identidade numa população. As principais modalidades biométricas empregadas na literatura são: impressão digital, face, voz, palma da mão e íris. Dentre as modalidades biométricas, a face é a mais comumente vista e usada em nossa vida diária. Em aplicações de mundo real, sistemas de reconhecimento facial, frequentemente, têm que lidar com condições não controladas e não previsíveis, tais como mudança na iluminação, pose, expressão e oclusão, as quais introduzem variações intraclasse e degradam a performance do reconhecimento. Comparada com problemas de pose, iluminação e expressão, o problema relacionado à oclusão é relativamente pouco estudado na área. As abordagens empregadas para atacar o problema de reconhecimento facial na presença de oclusões parciais podem ser categorizadas em: i) abordagens baseadas em reconstrução, que formulam o reconhecimento biométrico baseado em imagens de face parcialmente ocluídas como um problema de reconstrução; ii) abordagens baseadas em correspondência local, que extraem características locais da face; iii) abordagens baseadas em características insensíveis, que extraem características da face que são robustas à oclusão. O objetivo desta dissertação é realizar um estudo comparativo detalhado das abordagens baseadas em reconstrução visando reconhecimento biométrico facial na presença de oclusão. As abordagens baseadas em reconstrução foram aplicadas a duas bases de dados (AR e Yale) contendo quatro tipos diferentes de oclusões e avaliadas usando a performance obtida no reconhecimento biométrico. Com base no estudo comparativo realizado, foram propostas três técnicas baseadas em reconstrução, que correspondem a uma modicação e/ou combinação de técnicas já conhecidas na literatura. Os resultados experimentais mostraram que as técnicas propostas alcançaram desempenhos melhores ou similares as técnicas descritas na literatura / There is a growing incentive to use biometric technology to improve, even replace, traditional security methods. The eld of Biometrics refers to a wide variety of technologies used to identify or verify a persons identity by measuring and analyzing various physical and behavioral aspects of the human being. Biometric modalities are characteristics drawn from the human body, which are unique to each individual and can be used to establish their identity in a population. The main biometric modalities used in the literature are: fingerprint, face, voice, palm, and iris. The main biometric modalities used in the literature are: fingerprint, face, voice, palm and iris. Among the biometric modalities, the face is the most commonly seen and used in our daily life. In real-world applications, facial recognition systems often have to deal with uncontrolled and unpredictable conditions such as change in illumination, pose, expression, and occlusion, which introduce intraclass variations and degrade recognition performance. Compared with problems of pose, illumination and expression, the problem related to occlusion is relatively little studied in the area. The approaches used to tackle facial recognition in the presence of partial occlusions can be categorized into: (i) reconstruction-based approaches that formulate recognition of occluded faces as a reconstruction problem; ii) approaches based on local correspondence, which extract local face characteristics; iii) approaches based on insensitive characteristics, which extract features of the face that are robust to occlusion. The objective of this dissertation is to perform a detailed comparative study of reconstruction-based approaches aiming at facial recognition in the presence of occlusion. Reconstruction-based approaches were applied to two databases (AR and Yale) containing four dierent types of occlusions and evaluated using the performance obtained in the biometric recognition. Based on the comparative study, three reconstruction-based techniques were proposed, which correspond to a change in the formulation and/or combination of techniques already known in the literature. The experimental results showed that the proposed techniques achieved better or similar performances than the techniques described in the literature

A determinação da quantidade ideal de palha sobre o solo é uma das questões mais discutidas pelo setor sucroenergético, visto que este resíduo vegetal pode ser considerado um subproduto da cana-de-açúcar destinado à produção de etanol celulósico e cogeração de energia elétrica. Para estabelecer estes valores é necessário considerar as necessidades da cultura, juntamente com características físico-químicas e biológicas do solo. Os modelos de culturas baseados em processos (MCPs), especificamente o APSIM-Sugar, capaz de simular a matéria orgânica sobre o solo, pode ser utilizado em conjunto com experimentos de campo, para auxiliar as tomadas de decisão sobre quais as quantidades ideais de palha em cada sistema de produção de cana-de-açúcar no Brasil. Os MCPs devem ser utilizados para simular o desenvolvimento e o crescimento da cultura, além do balanço de água, nitrogênio e carbono no solo, o que possibilitaria a aplicação dos resultados experimentais em outras regiões de interesse, permitindo visão e compreensão mais amplas das principais questões do setor. Neste contexto, este estudo comparou dois tratamentos: manutenção de 100% da palha (CP) e remoção de 100% da palha (SP) em um experimento irrigado conduzido com a primeira soca da cultivar RB867515, cultivada na região meridional do Brasil, no município de Piracicaba, Estado de São Paulo, Lat. 22,67° S and Long. 47,64° W. Foram realizadas avaliações biométricas mensais, referentes as variáveis, perfilhamento, altura e diâmetro de colmos, índice de área foliar (IAF) e número de folhas verdes, assim como avaliações sobre as massas frescas e secas de folhas, colmos e palmitos. A evapotranspiração da cultura (ETc), foi obtida pelo método da razão de Bowen (MRB) e a partir da reflectometria no domínio da frequência (FDR). O fluxo de seiva pelo método do balanço de calor foi assumido como a transpiração (Tp). Comparando os tratamentos, observou-se diferenças significativas apenas para no IAF e na massa seca de folhas (MSF). A ETc mostrou valores entre 3 e 8 mm dia-1, dependendo das condições climáticas e do estágio da cultura. O coeficiente de cultivo (Kc) apresentou relação inversa com a evapotranspiração de referência (ETo), de tal forma que quando ETo < 2 mm, o Kc(SP) = 1,8 e o Kc(CP) = 1,5, e para situações com ETo > 6mm foram observados Kc(CP) = 1,3 e Kc(SP) = 1,2. O modelo de cultura APSIM-Sugar foi aplicado para diferentes regiões brasileiras, visando a determinação das melhores estratégias de manejo, tanto de água, quanto de solo. As simulações mostraram que, para todas as regiões, a manutenção de no mínimo 50% da palha e a reposição de 25% do total de irrigação, resultou nas maiores taxas de incremento da produtividade da cana-de-açúcar. / Determining the optimal amount of trash blankets above ground is one of the most discussed issues by the sugarcane industry, since this residue can be considered a byproduct of sugarcane due to cellulosic ethanol and electricity cogeneration. To establish these values, it is necessary to consider the crop needs together with physical, chemical and biological soil characteristics. The process based crop models (PBCMs), specifically APSIM-Sugar, able to simulate the soil organic matter, can be used in conjunction with field experiments to support the decision making about the optimum amounts of trash blanket for Brazilian sugarcane farming systems. PBCMs might be used to simulate the crop development and growth, water, nitrogen and carbon soil balances, and make the experiment data applicable for other regions allowing for a broader view and understanding on the key questions. In this context, this study compared two treatments: maintenance of 100% of the trash (CP) and removal of 100% of the trash (SP) in an experiment carried out with an irrigated first ratoon of RB867515 cultivar in Southern Brazil, at city of Piracicaba, State of São Paulo, Lat. 22,67° S and Long. 47,64° W. Monthly biometric evaluations were performed regarding the variables, tillering, stalk\'s height and diameter, leaf area index (LAI) and number of green leaves, as well as fresh and dry mass of leaves, cabbages and stalks. Crop evapotranspiration (ETc) were assessed by Bowen ratio method (MRB) and frequency domain reflectometry (FDR). Sap flow measured by heat balance method was assumed to be the crop transpiration (Tp). APSIM-Sugar crop model was calibrated based on these experimental data, and such model was applied for different Brazilian regions for evaluating the best water-trash management strategies for each region. Comparing both treatments there were just significant differences for leaf area index (LAI) and leaves dry mass (MSF). ETc was ranged from 3 to 8 mm day-1, depending on the weather conditions and crop stage. Crop coefficient (Kc) showed an inverse linear relationship with reference evapotranspiration (ETo), in such way that when ETo < 2 mm, the Kc(SP) = 1,8 and Kc(CP) = 1,5, and for ETo > 6mm it was observed Kc(CP) = 1,3 and Kc(SP) = 1,2. APSIM-Sugar simulations showed that, in the most part of cases, the keeping at least 50% of trash blanket and 25% of total irrigation requirement, resulted on the highest yield rates.

Appealing features of cloud services such as elasticity, scalability, universal access, low entry cost, and flexible billing motivate consumers to migrate their core businesses into the cloud. However, there are challenges about security, privacy, and compliance. Building compliant systems is difficult because of the complex nature of regulations and cloud systems. In addition, the lack of complete, precise, vendor neutral, and platform independent software architectures makes compliance even harder. We have attempted to make regulations clearer and more precise with patterns and reference architectures (RAs). We have analyzed regulation policies, identified overlaps, and abstracted them as patterns to build compliant RAs. RAs should be complete, precise, abstract, vendor neutral, platform independent, and with no implementation details; however, their levels of detail and abstraction are still debatable and there is no commonly accepted definition about what an RA should contain. Existing approaches to build RAs lack structured templates and systematic procedures. In addition, most approaches do not take full advantage of patterns and best practices that promote architectural quality. We have developed a five-step approach by analyzing features from available approaches but refined and combined them in a new way. We consider an RA as a big compound pattern that can improve the quality of the concrete architectures derived from it and from which we can derive more specialized RAs for cloud systems. We have built an RA for HIPAA, a compliance RA (CRA), and a specialized compliance and security RA (CSRA) for cloud systems. These RAs take advantage of patterns and best practices that promote software quality. We evaluated the architecture by creating profiles. The proposed approach can be used to build RAs from scratch or to build new RAs by abstracting real RAs for a given context. We have also described an RA itself as a compound pattern by using a modified POSA template. Finally, we have built a concrete deployment and availability architecture derived from CSRA that can be used as a foundation to build compliance systems in the cloud. / Includes bibliography. / Dissertation (Ph.D.)--Florida Atlantic University, 2015. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

Este trabalho contribui para a evolução dos métodos que lidam com a quantificação de biomassa em plantações florestais em grande escala. Mais especificamente, explora o potencial de novos métodos baseados em sistemas de escaneamento a laser aerotransportado (ALS) que produzem uma representação 3D da estrutura vertical e horizontal acima do solo em plantios de Eucalyptus spp. A abordagem assume que a biomassa acima do solo pode ser estimada de forma precisa quando o perfil vertical da altura do dossel e a área basal são bem conhecidos. Assim, quatro questões foram analisadas: (i) se a função de densidade probabilidade Weibull com dois parâmetros (escala ? e forma ?) consegue descrever com precisão a distribuição vertical de pontos gerada pela tecnologia ALS e gerar um perfil aparente de altura de dossel adequado em plantios de eucalipto; (ii) se quando gerada por tecnologia ALS, a proporção de retornos no subdossel e solo tem relação significativa e positiva com a variável área basal; (iii) qual a qualidade da predição de área basal e de biomassa seca de lenho quando são usadas como variáveis explicativas um percentil baixo de altura da nuvem ALS e o parâmetro de escala da distribuição Weibull ajustada para definir o perfil vertical do dossel; e (iv) qual a qualidade dos mapas de biomassa de lenho de plantios de eucaliptos quando produzidos a partir de dois métodos diferentes, um de interpolação de dados das parcelas de campo (krigagem ordinária) e outro que usa a nuvem de pontos ALS para calibrar as informações das parcelas de campo (regressão linear). Os resultados mostraram que a função Weibull de dois parâmetros ajustou com precisão adequada o perfil das alturas do plantio de eucalipto. Do ponto de vista prático, esse resultado reforça as estratégias de uso dos parâmetros da função Weibull (escala e forma) como métricas que caracterizam adequadamente a estrutura vertical dos povoamentos florestais. A estimativa de área basal em função da proporção de retornos no subdossel e no solo mostrou-se moderada (R² = 0.42 e rRMSE = 7.6%), sendo necessários mais estudos que investiguem essa relação. As predições de área basal e biomassa do lenho foram aprimoradas em função do parâmetro ? da função Weibull, usado como estimador de escala para as alturas do dossel (área basal, R² = 0.77 e rRMSE = 4.8% e biomassa do lenho, R² = 0.89 e rRMSE = 5.1%). As variáveis, percentil 30 e parâmetro de forma (?) da função Weibull, também produziram boas estimativas (R² = 0.82 para área basal e R² = 0.93 para biomassa de lenho). Os mapas de predição de biomassa de lenho mostraram-se mais precisos quando derivados a partir de dados ALS (rRMSE = 5.5% versus 12.7% na interpolação por krigagem ordinária). / This work contributes to the evolution of methods dealing with the quantification of biomass in large-scale forest plantations. More specifically, it explores the potential of new methods based on airborne laser scanning systems to produce a 3D representation of the vertical and horizontal structure of above ground Eucalyptus spp plantations. The approach assumes that above ground biomass can be precisely estimated when the vertical profile of canopy heights and basal area are well known. Thus, four questions are examined: (i) can the Weibull probability density function (pdf) with two parameters (? scale and ? shape) describe accurately the vertical distribution of points generated by the ALS technology and generate an adequate apparent profile of canopy heights for the eucalyptus plantation?; (ii) when generated by the ALS technology, is the proportion of understory returns to ground returns significantly and positively related with basal area?; (iii) how well are basal area and dry stem biomass predicted by models using low height percentile values of the ALS point cloud and the scale parameter of the Weibull distribution describing the vertical canopy profile?; and (iv) how accurate are stem biomass maps of the eucalyptus plantation when two different methods are used, one based on interpolation that uses sample plots information (ordinary kriging) and another that uses the ALS point cloud to calibrate the sample plot information (linear regression)? The results showed that the Weibull pdf with two parameters fitted with adequate accuracy the plantation\'s height profiles. From a practical standpoint, this result reinforces the strategies of using the Weibull parameters (scale and shape) as metrics that adequately characterize the vertical structure of forest stands. Basal area estimates derived from the proportion of understory and ground returns presented only moderated accuracy (R² = 0.42 e rRMSE = 7.6%) and more research is needed to investigate such relationship. Good results were obtained when basal area and stem biomass were fitted as a function of the Weibull ? parameter, as a proxy for the scale of canopy heights (basal area, R² = 0.77 e rRMSE = 4.8%, and stem biomass, R² = 0.89 and rRMSE = 5.1%). The explanatory variables percentile 30 and the Weibull shape parameter (?) also produced good estimates (R² = 0.82 for basal area and R² = 0.93 for stem biomass). Stem biomass prediction maps showed to be more accurate when derived from ALS data (rRMSE = 5.5% against 12.7% derived from ordinary kriging interpolation).

The growing presence of the Internet in day-to-day tasks, along with the evolution of computational systems, contributed to increase data exposure. This scenario highlights the need for safer user authentication systems. An alternative to deal with this is by the use of biometric systems. However, biometric features may change over time, an issue that can affect the recognition performance due to an outdated biometric reference. This effect can be called as template ageing in the area of biometrics and as concept drift in machine learning. It raises the need to automatically adapt the biometric reference over time, a task performed by adaptive biometric systems. This thesis studied adaptive biometric systems considering biometrics in a data stream context. In this context, the test is performed on a biometric data stream, in which the query samples are presented one after another to the biometric system. An adaptive biometric system then has to classify each query and adapt the biometric reference. The decision to perform the adaptation is taken by the biometric system. Among the biometric modalities, this thesis focused on behavioural biometrics, particularly on keystroke dynamics and on accelerometer biometrics. Behavioural modalities tend to be subject to faster changes over time than physical modalities. Nevertheless, there were few studies dealing with adaptive biometric systems for behavioural modalities, highlighting a gap to be explored. Throughout the thesis, several aspects to enhance the design of adaptive biometric systems for behavioural modalities in a data stream context were discussed: proposal of adaptation strategies for the immune-based classification algorithm Self-Detector, combination of genuine and impostor models in the Enhanced Template Update framework and application of score normalization to adaptive biometric systems. Based on the investigation of these aspects, it was observed that the best choice for each studied aspect of the adaptive biometric systems can be different depending on the dataset and, furthermore, depending on the users in the dataset. The different user characteristics, including the way that the biometric features change over time, suggests that adaptation strategies should be chosen per user. This motivated the proposal of a modular adaptive biometric system, named ModBioS, which can choose each of these aspects per user. ModBioS is capable of generalizing several baselines and proposals into a single modular framework, along with the possibility of assigning different adaptation strategies per user. Experimental results showed that the modular adaptive biometric system can outperform several baseline systems, while opening a number of new opportunities for future work. / A crescente presença da Internet nas tarefas do dia a dia, juntamente com a evolução dos sistemas computacionais, contribuiu para aumentar a exposição dos dados. Esse cenário evidencia a necessidade de sistemas de autenticação de usuários mais seguros. Uma alternativa para lidar com isso é pelo uso de sistemas biométricos. Contudo, características biométricas podem mudar com o tempo, o que pode afetar o desempenho de reconhecimento devido a uma referência biométrica desatualizada. Esse efeito pode ser chamado de template ageing na área de sistemas biométricos adaptativos ou de mudança de conceito em aprendizado de máquina. Isso levanta a necessidade de adaptar automaticamente a referência biométrica com o tempo, uma tarefa executada por sistemas biométricos adaptativos. Esta tese estudou sistemas biométricos adaptativos considerando biometria em um contexto de fluxo de dados. Neste contexto, o teste é executado em um fluxo de dados biométrico, em que as amostras de consulta são apresentadas uma após a outra para o sistema biométrico. Um sistema biométrico adaptativo deve então classificar cada consulta e adaptar a referência biométrica. A decisão de executar a adaptação é tomada pelo sistema biométrico. Dentre as modalidades biométricas, esta tese foca em biometria comportamental, em particular em dinâmica da digitação e em biometria por acelerômetro. Modalidades comportamentais tendem a ser sujeitas a mudanças mais rápidas do que modalidades físicas. Entretanto, havia poucos estudos lidando com sistemas biométricos adaptativos para modalidades comportamentais, destacando uma lacuna para ser explorada. Ao longo da tese, diversos aspectos para aprimorar o projeto de sistemas biométricos adaptativos para modalidades comportamentais em um contexto de fluxo de dados foram discutidos: proposta de estratégias de adaptação para o algoritmo de classificação imunológico Self-Detector, combinação de modelos genuíno e impostor no framework do Enhanced Template Update e aplicação de normalização de scores em sistemas biométricos adaptativos. Com base na investigação desses aspectos, foi observado que a melhor escolha para cada aspecto estudado dos sistemas biométricos adaptativos pode ser diferente dependendo do conjunto de dados e, além disso, dependendo dos usuários no conjunto de dados. As diferentes características dos usuários, incluindo a forma como as características biométricas mudam com o tempo, sugerem que as estratégias de adaptação deveriam ser escolhidas por usuário. Isso motivou a proposta de um sistema biométrico adaptativo modular, chamado ModBioS, que pode escolher cada um desses aspectos por usuário. O ModBioS é capaz de generalizar diversos sistemas baseline e propostas apresentadas nesta tese em um framework modular, juntamente com a possibilidade de atribuir estratégias de adaptação diferentes por usuário. Resultados experimentais mostraram que o sistema biométrico adaptativo modular pode superar diversos sistemas baseline, enquanto que abre um grande número de oportunidades para trabalhos futuros.