Este documento apresenta uma dissertação sobre o desenvolvimento de um sistema de integração de dados para geração de estruturas tridimensionais a partir de vídeo 3D. O trabalho envolve a extensão de um sistema de vídeo 3D em tempo real proposto recentemente. Esse sistema, constituído por projetor e câmera, obtém imagens de profundidade de objetos por meio da projeção de slides com um padrão de faixas coloridas. Tal procedimento permite a obtenção, em tempo real, tanto do modelo 2,5 D dos objetos quanto da textura dos mesmos, segundo uma técnica denominada luz estruturada. Os dados são capturados a uma taxa de 30 quadros por segundo e possuem alta qualidade: resoluções de 640 x 480 pixeis para a textura e de 90 x 240 pontos (em média) para a geometria. A extensão que essa dissertação propõe visa obter o modelo tridimensional dos objetos presentes em uma cena por meio do registro dos dados (textura e geometria) dos diversos quadros amostrados. Assim, o presente trabalho é um passo intermediário de um projeto maior, no qual pretende-se fazer a reconstrução dos modelos por completo, bastando para isso apenas algumas imagens obtidas a partir de diferentes pontos de observação. Tal reconstrução deverá diminuir a incidência de pontos de oclusão (bastante comuns nos resultados originais) de modo a permitir a adaptação de todo o sistema para objetos móveis e deformáveis, uma vez que, no estado atual, o sistema é robusto apenas para objetos estáticos e rígidos. Até onde pudemos averiguar, nenhuma técnica já foi aplicada com este propósito. Este texto descreve o trabalho já desenvolvido, o qual consiste em um método para detecção, rastreamento e casamento espacial de componentes conexas presentes em um vídeo 3D. A informação de imagem do vídeo (textura) é combinada com posições tridimensionais (geometria) a fim de alinhar partes de superfícies que são vistas em quadros subseqüentes. Esta é uma questão chave no vídeo 3D, a qual pode ser explorada em diversas aplicações tais como compressão, integração geométrica e reconstrução de cenas, dentre outras. A abordagem que adotamos consiste na detecção de características salientes no espaço do mundo, provendo um alinhamento de geometria mais completo. O processo de registro é feito segundo a aplicação do algoritmo ICP---Iterative Closest Point---introduzido por Besl e McKay em 1992. Resultados experimentais bem sucedidos corroborando nosso método são apresentados. / This document presents a MSc thesis focused on the development of a data integration system to generate tridimensional structures from 3D video. The work involves the extension of a recently proposed real time 3D video system. This system, composed by a video camera and a projector, obtains range images of recorded objects using slide projection of a coloured stripe pattern. This procedure allows capturing, in real time, objects´ texture and 2,5 D model, at the same time, by a technique called structured light. The data are acquired at 30 frames per second, being of high quality: the resolutions are 640 x 480 pixels and 90 x 240 points (in average), respectively. The extension that this thesis proposes aims at obtaining the tridimensional model of the objects present in a scene through data matching (texture and geometry) of various sampled frames. Thus, the current work is an intermediary step of a larger project with the intent of achieving a complete reconstruction from only a few images obtained from different viewpoints. Such reconstruction will reduce the incidence of occlusion points (very common on the original results) such that it should be possible to adapt the whole system to moving and deformable objects (In the current state, the system is robust only to static and rigid objects.). To the best of our knowledge, there is no method that has fully solved this problem. This text describes the developed work, which consists of a method to perform detection, tracking and spatial matching of connected components present in a 3D video. The video image information (texture) is combined with tridimensional sites (geometry) in order to align surface portions seen on subsequent frames. This is a key step in the 3D video that may be explored in several applications such as compression, geometric integration and scene reconstruction, to name but a few. Our approach consists of detecting salient features in both image and world spaces, for further alignment of texture and geometry. The matching process is accomplished by the application of the ICP---Iterative Closest Point---algorithm, introduced by Besl and McKay in 1992. Succesful experimental results corroborating our method are shown.

[pt] A teoria de Morse relaciona a topologia de um espaço aos elementos críticos de uma função escalar definida nele. Isso vale tanto para a teoria clássica quanto para a versão discreta proposta por Forman em 1995. Essas teorias de Morse permitem caracterizar a topologia do espaço a partir de funções definidas nele, mas também permite estudar funções a partir de construções tipológicas derivadas dela, como por exemplo o complexo de Morse-Smale. Apesar da teoria de Morse discreta se aplicar para complexos celulares gerais de forma inteiramente combinatória, o que torna a teoria particularmente bem adaptada para o computador, as funções usadas na teoria não são amostragens de funções contínuas, mas casamentos especiais no grafo que codifica as adjacências no complexo celular, chamadas de casamentos de Morse. Quando usar essa teoria para estudar um espaço topológico, procura- se casamentos de Morse ótimos, i.e. com o menor número possível de elementos críticos, para obter uma informação topológica do complexo sem redundância. Na primeira parte desta tese, investiga-se a complexidade parametrizada de encontrar esses casamentos de Morse ótimos. Por um lado, prova-se que o problema ERASABILITY, um problema fortemente relacionado à encontrar casamentos de Morse ótimos, é W [P ]-completo. Por outro lado, um algoritmo é proposto para calcular casamentos de Morse ótimos em triangulações de 3-variedades, que é FPT no parâmetro do tree- width de seu grafo dual. Quando usar a teoria de Morse discreta para estudar uma função escalar definida no espaço, procura-se casamentos de Morse que capturam a informação geométrica dessa função. Na segunda parte é proposto uma construção de casamentos de Morse baseada em casamentos estáveis. As garantias teóricas sobre a relação desses casamentos com a geometria são elaboradas a partir de provas surpreendentemente simples que aproveitam da caracterização local do casamento estável. A construção e as suas garantias funcionam em qualquer dimensão. Finalmente, resultados mais fortes são obtidos quando a função for suave discreta, uma noção definida nesta tese. / [en] Morse theory relates the topology of a space to the critical elements of a scalar function defined on it. This applies in both the classical theory and a discrete version of it defined by Forman in 1995. Those Morse theories permit to characterize a topological space from functions defined on it, but also to study functions based on topological constructions it implies, such as the Morse-Smale complex. While discrete Morse theory applies on general cell complexes in an entirely combinatorial manner, which makes it suitable for computation, the functions it considers are not sampling of continuous functions, but special matchings in the graph encoding the cell complex adjacencies, called Morse matchings. When using this theory to study a topological space, one looks for optimal Morse matchings, i.e. one with the smallest number of critical elements, to get highly succinct topological information about the complex. The first part of this thesis investigates the parameterized complexity of finding such optimal Morse matching. On the one hand the Erasability problem, a closely related problem to finding optimal Morse matchings, is proven to be W[P]-complete. On the other hand, an algorithm is proposed for computing optimal Morse matchings on triangulations of 3-manifolds which is fixed parameter tractable in the tree-width of its dual graph. When using discrete Morse theory to study a scalar function defined on the space, one looks for a Morse matching that captures the geometric information of that function. The second part of this thesis introduces a construction of Morse matchings based on stable matchings. The theoretical guarantees about the relation of such matchings to the geometry are established through surprisingly simple proofs that benefits from the local characterization of the stable matching. The construction and its guarantees work in any dimension. Finally stronger results are obtained if the function is discrete smooth on the complex, a notion defined in this thesis.

[pt] Neste presente trabalho, o Método do Casamento de Modos é aplicado na análise e no projeto de estruturas coaxiais. A estrutura de excitação é um dos pontos críticos do projeto de antenas do tipo discone quando se pretende explorar suas características de banda larga. Seções não uniformes de guias de ondas coaxiais são usualmente utilizadas como elementos dessa estrutura de excitação sendo, eventualmente, necessária a inclusão de anéis dielétricos para garantir a rigidez mecânica da antena. Devido a essas não uniformidades encontradas nas dimensões e no meio dielétrico desse dispositivo de microondas, métodos numéricos serão utilizados na predição do seu comportamento eletromagnético. O correto dimensionamento desses anéis e das descontinuidades de guias de onda coaxiais que compõe a estrutura de alimentação, permite estabelecer um compromisso entre minimização das perdas, alargamento da banda passante e rigidez mecânica. Associados ao Método do Casamento de Modos serão utilizados algoritmos de otimização que farão o ajuste das dimensões dessas seções de guias de onda coaxiais não uniformes, visando à minimização da perda de retorno e o aumento da banda de operação da antena. Finalmente, será feito o estudo de algumas estruturas de excitação, onde serão otimizados seus desempenhos para a perda de retorno. / [en] In this present work, the Mode Matching technique is applied in the analysis and project of coaxial structures. The feed junction is one of the critical points of the project of discone antennas when broadband performance is expected. Usually, these junctions are composed of nonuniform sections of coaxial waveguide and, to guarantee the necessary mechanical rigidity of the structure, some sections are filled with dielectric material. The project of these feed junctions requires a compromise between frequency band, compact structure, minimal losses, and mechanical rigidity. Due to the discontinuities, numerical methods are used to predict the electromagnetic behavior. Here, Mode Matching technique associated with an optimization algorithm is employed in the adjustment of the dimensions of the coaxial waveguide sections, seeking the minimization of the return loss and the enlargement of the antenna bandwidth. Several types of junctions are explored and their performance is compared.

[pt] Este trabalho apresenta um estudo abrangente sobre novas técnicas para modelagem de sensores eletromagnéticos usados na prospecção de petróleo. Estes sensores normalmente ficam imersos em formações geofísicas complexas (não homogêneas, dissipativas e anisotrópicas) com dimensões e parâmetros constitutivos do meio envolvendo múltiplas escalas, e isso representa um problema desafiador para as técnicas tradicionais de eletromagnetismo computacional. Nossa proposta supera esses problemas e contribui para uma melhor compreensão dos fenômenos eletromagnéticos físicos que ocorrem nessas estruturas. Analisamos o problema de propagação usando: a) uma técnica de onda completa baseada no método de casamento de modos, b) soluções perturbacionais para a equação integral de Fredholm vetorial baseadas na aproximação de Born, e c) métodos variacionais para o cálculo da impedância dos sensores eletromagnéticos de interesse para a exploração geofísica. Nós apresentamos resultados que demostram a capacidade das técnicas introduzidas nesta tese para modelar de forma acurada e eficiente sensores eletromagnéticos de forma mais realista do que as alternativas disponiveis na literatura. O custo computacional dos algoritmos desenvolvidos é relativamente baixo comparado com técnicas puramente numéricas tradicionais (tais como os métodos de elementos e diferenças finitas ou o método dos momentos). / [en] This work presents a comprehensive study on some techniques for modeling electromagnetic sensors used in well prospecting. These sensors are usually immersed in complex geophysical formations (inhomogeneous, dissipative, and anisotropic) with multiscale dimensions and constitutive parameters of the medium abruptly varying, resulting in a challenging problem for conventional computational electromagnetic techniques. Our proposal overcomes these problems and contributes to a better understanding of the physical electromagnetic phenomena that occur in these structures. We analyzed the propagation problem by using: a) a fullwave method based on the mode-matching technique, b) perturbational solutions for solving a Fredholm integral equation on the grounds of the Born approximation, and c) variational methods for calculating the sensor impedance. We present results that demonstrate the ability of the techniques introduced in this dissertation to accurately and efficiently modeling electromagnetic sensors in a more realistic fashion when compared with other methods available in the literature.The computational cost of the numerical algorithms developed in this work is relatively low if compared to that required in traditional techniques (such as finite elements, finite differences, and method of moments).

A presente tese tem por tema a pioneira jurisprudência do Tribunal de Justiça do Rio Grande do Sul, relativamente às demandas por reconhecimento de efeitos jurídicos às uniões entre pessoas do mesmo sexo, compreendidas essas demandas como uma luta pela implementação da cidadania sexual, cujo obstáculo político principal na América Latina tem sido a resistência de setores conservadores do campo religioso. Partindo dessa premissa, a qual está evidenciada na literatura, o objeto da pesquisa focou a questão da influência religiosa no enfrentamento jurídico de questões ligadas à cidadania sexual. No intuito de pensar as causas das diferentes interpretações judiciais que conduzem ao reconhecimento (ou não) das uniões gays, foram analisadas decisões do TJRS e entrevistas realizadas com os magistrados que atuam na área do Direito de Família. O estudo buscou identificar as concepções dos magistrados sobre conjugalidade gay, religião e família, tentando identificar as categorias de pensamento que são acionadas pelos magistrados no momento de decidir. Um dos principais achados da pesquisa foi identificar a vinculação entre a rejeição à conjugalidade gay e o emprego de categorias de classificação ligadas à moral sexual cristã manifesta na valoração negativa da homossexualidade. Tal valoração aparece como fundamento subjacente aos argumentos formalmente empregados para justificar um tratamento desigual a gays e lésbicas. / The pioneering jurisprudence of the Rio Grande do Sul Court is analyzed regarding the recognition of juridical consequences of same sex unions. The legal claim for same sex marriage is here understood as part of a pledge for sexual citizenship. The main obstacle for such sexual rights in Latin America has been the resistance of conservative religious sectors. This thesis focuses on examining the religious influence of legal and juridical decisions regarding sexual citizenship. In order to analyze the factors related to the diversity of judicial interpretations leading the recognition (or not) of same sex marriage, we collected and analyzed documents consisting of the Court decisions, as well as interviewed in depth judges who work in Family Courts. The judges’ ideas of gay conjugality, religion and family were studied as to understand the concepts and categories they use when they take decisions on legal matters. One of the main findings of our research is a negative relation between gay marriage and the use of Christian concepts and categories regarding sexual morality – the use of religious categories which place a negative value on homosexuality. The negative value of homosexuality underlies arguments formally used in legal decisions that justify treating differently gays and lesbians.

A presente tese tem por tema a pioneira jurisprudência do Tribunal de Justiça do Rio Grande do Sul, relativamente às demandas por reconhecimento de efeitos jurídicos às uniões entre pessoas do mesmo sexo, compreendidas essas demandas como uma luta pela implementação da cidadania sexual, cujo obstáculo político principal na América Latina tem sido a resistência de setores conservadores do campo religioso. Partindo dessa premissa, a qual está evidenciada na literatura, o objeto da pesquisa focou a questão da influência religiosa no enfrentamento jurídico de questões ligadas à cidadania sexual. No intuito de pensar as causas das diferentes interpretações judiciais que conduzem ao reconhecimento (ou não) das uniões gays, foram analisadas decisões do TJRS e entrevistas realizadas com os magistrados que atuam na área do Direito de Família. O estudo buscou identificar as concepções dos magistrados sobre conjugalidade gay, religião e família, tentando identificar as categorias de pensamento que são acionadas pelos magistrados no momento de decidir. Um dos principais achados da pesquisa foi identificar a vinculação entre a rejeição à conjugalidade gay e o emprego de categorias de classificação ligadas à moral sexual cristã manifesta na valoração negativa da homossexualidade. Tal valoração aparece como fundamento subjacente aos argumentos formalmente empregados para justificar um tratamento desigual a gays e lésbicas. / The pioneering jurisprudence of the Rio Grande do Sul Court is analyzed regarding the recognition of juridical consequences of same sex unions. The legal claim for same sex marriage is here understood as part of a pledge for sexual citizenship. The main obstacle for such sexual rights in Latin America has been the resistance of conservative religious sectors. This thesis focuses on examining the religious influence of legal and juridical decisions regarding sexual citizenship. In order to analyze the factors related to the diversity of judicial interpretations leading the recognition (or not) of same sex marriage, we collected and analyzed documents consisting of the Court decisions, as well as interviewed in depth judges who work in Family Courts. The judges’ ideas of gay conjugality, religion and family were studied as to understand the concepts and categories they use when they take decisions on legal matters. One of the main findings of our research is a negative relation between gay marriage and the use of Christian concepts and categories regarding sexual morality – the use of religious categories which place a negative value on homosexuality. The negative value of homosexuality underlies arguments formally used in legal decisions that justify treating differently gays and lesbians.

[pt] Neste trabalho são analisadas junções entre guias coaxiais não homogêneos com perdas. A expansão modal dos campos eletromagnéticos em um guia coaxial com duas camadas radiais é detalhadamente deduzida, e posteriormente a formulação é generalizada para guias com multicamadas radiais. As constantes de propagação para guias com perdas são determinadas pelo método do winding number, garantindo que todos os autovalores possam ser encontrados. O método do casamento de modos é aplicado na análise e projeto de estruturas coaxiais. A formulação é aplicada na otimização de estruturas de acoplamento e cornetas radiantes com carregamento dielétrico não homogêneo. O preenchimento não homogêneo é empregado nas estruturas radiantes a fim de minimizar a perda de retorno, e principalmente controlar e melhorar o formato do diagrama de radiação para operação em banda larga. Adicionalmente, a formulação é utilizada para analisar a propagação eletromagnética em sistemas de telemetria sem fio para poços de petróleo. / [en] In this work, we analyzed junctions between coaxial waveguides heterogeneously filled with lossy dielectrics. The modal expansion of the electromagnetic fields in a coaxial waveguide with two radial layers is derived in detail, and afterward the formulation is generalized for a multilayer waveguide. The propagation constants for lossy waveguides are determined through the method of winding number, ensuring that all eigenvalues can be found. The mode matching technique is applied in the analysis and design of coaxial structures. The formulation is applied in the optimization of coupling structures and radiating horns with heterogeneous dielectric loading. The heterogeneous filling is used in radiating structures in order to reduce the return loss, and especially to control and improve the shape of the radiation pattern for broadband operation. Additionally, the formulation is used to analyze the electromagnetic propagation in wireless telemetry systems for oil wells.

A presente tese tem por tema a pioneira jurisprudência do Tribunal de Justiça do Rio Grande do Sul, relativamente às demandas por reconhecimento de efeitos jurídicos às uniões entre pessoas do mesmo sexo, compreendidas essas demandas como uma luta pela implementação da cidadania sexual, cujo obstáculo político principal na América Latina tem sido a resistência de setores conservadores do campo religioso. Partindo dessa premissa, a qual está evidenciada na literatura, o objeto da pesquisa focou a questão da influência religiosa no enfrentamento jurídico de questões ligadas à cidadania sexual. No intuito de pensar as causas das diferentes interpretações judiciais que conduzem ao reconhecimento (ou não) das uniões gays, foram analisadas decisões do TJRS e entrevistas realizadas com os magistrados que atuam na área do Direito de Família. O estudo buscou identificar as concepções dos magistrados sobre conjugalidade gay, religião e família, tentando identificar as categorias de pensamento que são acionadas pelos magistrados no momento de decidir. Um dos principais achados da pesquisa foi identificar a vinculação entre a rejeição à conjugalidade gay e o emprego de categorias de classificação ligadas à moral sexual cristã manifesta na valoração negativa da homossexualidade. Tal valoração aparece como fundamento subjacente aos argumentos formalmente empregados para justificar um tratamento desigual a gays e lésbicas. / The pioneering jurisprudence of the Rio Grande do Sul Court is analyzed regarding the recognition of juridical consequences of same sex unions. The legal claim for same sex marriage is here understood as part of a pledge for sexual citizenship. The main obstacle for such sexual rights in Latin America has been the resistance of conservative religious sectors. This thesis focuses on examining the religious influence of legal and juridical decisions regarding sexual citizenship. In order to analyze the factors related to the diversity of judicial interpretations leading the recognition (or not) of same sex marriage, we collected and analyzed documents consisting of the Court decisions, as well as interviewed in depth judges who work in Family Courts. The judges’ ideas of gay conjugality, religion and family were studied as to understand the concepts and categories they use when they take decisions on legal matters. One of the main findings of our research is a negative relation between gay marriage and the use of Christian concepts and categories regarding sexual morality – the use of religious categories which place a negative value on homosexuality. The negative value of homosexuality underlies arguments formally used in legal decisions that justify treating differently gays and lesbians.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-03T19:45:39Z No. of bitstreams: 1 HIDELGARD PAULINO BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPGCC 2013..pdf: 11966764 bytes, checksum: 077a69b5088eea2f7109e71871f4e57d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:45:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HIDELGARD PAULINO BARBOSA - DISSERTAÇÃO PPGCC 2013..pdf: 11966764 bytes, checksum: 077a69b5088eea2f7109e71871f4e57d (MD5) Previous issue date: 2013-08 / A voz é o meio de comunicação mais utilizado pelo ser humano. Porém, o sistema fonador humano é suscetível a diversos tipos de patologias que podem prejudicar a produção da voz e, consequentemente, a comunicação. Alguns tipos de exames têm sido utilizados para detectar estas patologias. Porém, eles apresentam desvantagens referentes à acurácia e ao conforto do paciente durante a aplicação, que podem desestimular a busca por tratamento. Por essa razão, técnicas computacionais têm sido empregadas com o intuito de detectar de modo confortável e preciso a presença e o tipo de patologia apresentada pelo sistema fonador. No entanto, os resultados obtidos ainda não possibilitam sua aplicação nas clínicas, principalmente pelo fato de ainda ser considerado um número reduzido de patologias. Visando a contornar esse problema, esta pesquisa propõe uma abordagem fundamentada em um método ainda não utilizado neste contexto: a Predição por Casamento Parcial (Prediction by Partial Matching - PPM), concebida originalmente com fins à compressão de dados. O modelo criado e mantido a partir deste método é alimentado com características acústicas, temporais e estatísticas extraídas dos sinais de voz e permite sua classificação no que se refere à identificação da presença e do tipo de patologia a um baixo custo computacional (velocidade e recursos de armazenamento). Foram obtidos resultados satisfatórios no tocante à presença de patologias. Quanto à discriminação de patologias, os resultados sugerem um potencial do método, embora a sua aplicação ainda necessite de investigações mais aprofundadas / Voice is the most widely used means of communication of mankind. However, speech organs are susceptible to several sort of pathologies, which may harm voice production and, therefore, communication. Several techniques have been used to detect these pathologies. However, they present drawbacks related to accuracy and comfort of patients during the application, which may discourage search for treatment. Thence, computational techniques have been used in order to detect the presence and type of speech pathology comfortably and accurately. But, results are still not good enough for its application in clinics, due to the fact it is considered a small number of distinct pathologies. Aiming to solve this problem, this research proposes using a method not previously employed in classification of vocal tract diseases: Prediction by Partial Matching (PPM), originally conceived for data compression purposes. The PPM model is fed with acoustical, temporal, and statistical features, ali of them extracted from voice signals. This method allowed a satisfactory classification, concerning presence and type of pathology while requiring a low computational cost (speed and storage resources). It were obtained satisfactory results regarding presence of speech pathologies. With regard to pathologies discrimination, the results suggest that this is a highly promising technique, although its application still needs deeper investigations.