The estimation of power spectral densities is a critical step in many speech enhancement algorithms. The demand for multi-channel speech enhancement systems is high with applications in teleconferencing, cellular phones, and hearing aids. The first objective of the thesis is to develop a general multi-channel framework to solve for the diffuse noise power spectral densities whenever the spatial correlation or coherence matrix is pre-estimated and the number of speakers is less than the number of microphones. The second objective is to develop closed-form analytical solutions. The performance of the developed algorithms is evaluated with pre-existing algorithms using prescribed performance measures.

My research on the new concepts for spectrometer has been focused on the development of true multi-dimensional spectrometers, which use a multi-dimensional [two-dimensional (2D) or 3D] mapping of the spectral information into space. I showed that by combining a simple dispersive element (a volume hologram) formed in very inexpensive polymers with a basic Fabry-Perot interferometer, we can form a spectrometer with ultra-high resolution over a large spectral bandwidth, which surpasses all conventional spectrometers. I strongly believe that the extension of this mapping into three dimensions by using synthetic nanophotonic structures with engineered dispersion can further improve the performance and reduce the overall spectrometer size into the micron regime. The need for efficient modeling and simulation tools comes from the sophisticated nature of the new 3D nanophotonic structures, which makes their simple analysis using well-known simple formulas for the propagation of the electromagnetic fields in bulk materials impossible. In my Ph.D. research, I developed new approximate modeling tools for both the modeling of incoherent sources in nanophotonics, and for the propagation of such optical beams inside the 3D nanophotonic structures of interest with several orders of magnitude improvement in the simulation speed for practical size devices without sacrificing accuracy. To enable new dispersive properties using a single nanophotonic structure, I have focused in my Ph.D. research into polymer-based 3D photonic crystals, which can be engineered using their geometrical features to demonstrate unique dispersive properties in three dimensions that cannot be matched by any bulk material even with orders of magnitude larger sizes. I have demonstrated the possibilities of using a very compact structure for wavelength demultiplexing and also for spectroscopy without adding any other device.

Diss. (sammanfattning) Uppsala : Univ., 2004. / Härtill 6 uppsatser.

Diss. (sammanfattning) Stockholm : Karolinska institutet, 2007. / Härtill 4 uppsatser.

Το αντικείμενο αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι ο διαχωρισμός των δύο κυρίαρχων συνιστωσών ανάκλσης (κατοπτρικής και διάχυτης) που οφείλονται κυρίαρχα σε επιφάνειες διηλεκτρικών υλικών. Οι κατοπτρικές ανακλάσεις αποτελούν σημαντικό πρόβλημα για πολλούς αλγορίθμους στο πεδίο της "τεχνητής όρασης" όπως στην κατάτμηση εικόνας. Μετά την ανάλυση του προβλήματος και μία εισαγωγή στη χρωματομετρία και στην πόλωση ακολουθεί μία περιγραφή δημοφιλών μεθόδων που έχουν προηγηθεί πάνω σε αυτό το αντικείμενο. Τέλος, παρουσιάζουμε τη δική μας μέθοδο διαχωρισμού, η οποία εκμεταλλεύεται τα διαφορετικά χαρακτηριστικά πολώσεως των δύο συνιστωσών και με τη βοήθεια της ανάλυσης ανεξαρτήτων συνιστωσών (ICA) επιτυγχάνει το διαχωρισμό. Η μέθοδος εφαρμόζεται τόσο σε πραγματικές όσο και σε κατασκευασμένες εικόνες. / The subject of this thesis is the separation of two reflection components (specular and diffuse) on surfaces of dielectric materials. The specular reflections are a significant problem for many algorithms in the field of computer vision, i.e. image segmentation. After the analysis of the problem and an introduction to colorimetry and polarization we describe popular methods that have already been used for this problem. Finally, we represent our own separation method, which exploits the different degree of polarization in the two reflection components and achieves the separation using independent component analysis (ICA). The method is applied on both real and virtual images.

Resumo: O presente trabalho propõe o desenvolvimento de um método limpo para determinação de ureia em amostras comerciais de fertilizantes utilizando a Espectroscopia de Reflectância Difusa combinada com spot test. O método desenvolvido é baseado na reação entre a ureia e o reagente cromogênico p-dimetilaminocinamaldeído (p-DAC) em meio de ácido clorídrico diluído, que resulta em um produto de coloração rósea cujo valor máximo de reflectância ocorre no comprimento de onda de 535 nm. Os parâmetros experimentais foram otimizados através dos planejamentos fatorial e composto central para a obtenção da superfície de resposta, os quais indicaram uma maior sensibilidade para o método quando se utiliza o reagente p-DAC na concentração de 0,196% (m/v) em meio de ácido clorídrico de concentração 0,0549 mol L-1, empregando etanol como solvente para as soluções. O suporte sólido para a reação é um papel de filtro qualitativo onde são colocados 20,0μL de solução de ureia seguidos de secagem com ar frio de um secador de cabelos e 20,0μL de solução de reagente p-DAC 0,196% (m/v) em meio de HCl 0,0549 mol L-1 e secagem ao ar livre, submetendo-se então o spot à leitura reflectométrica em máx. = 535 nm. Uma relação linear (R = 0,996) foi estabelecida na faixa de concentração de ureia compreendida entre 50,0 - 300 mg L-1. Os limites de detecção e de quantificação foram determinados em 5,13 mg L-1 e 17,10 mg L-1, respectivamente. O método limpo desenvolvido foi aplicado na determinação de ureia em amostras comerciais de fertilizantes onde demonstrou apresentar ótima precisão e exatidão, evidenciadas pela boa recuperação (94,2 - 107,4%), além de oferecer vantagens como simplicidade de execução e baixo consumo de reagentes, geração de mínima quantidade de resíduos, rapidez e segurança... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work proposes the development of a clean method for determination of urea in commercial samples of fertilizers using the Diffuse Reflectance Spectroscopy combined with spot test. The method is based on the reaction between urea and the chromogenic reagent p-dimethylaminocinnamaldehyde (p-DAC) in diluted hydrochloric acid medium, which results in a pink colored product whose maximum value of reflectance occurs at a wavelength of 535 nm. The experimental parameters were optimized through a factorial and a central composite experimental design to obtain the response surface, which indicated a higher sensitivity for the method when using the reagent p-DAC in the concentration of 0.196% (w/v) in a hydrochloric acid 0.0549 mol L-1 medium, using ethanol as a solvent for the solutions. The solid support for the reaction is a qualitative filter paper where they are placed 20.0μL of urea solution followed by drying with cold air from a hair dryer and 20.0μL of reagent solution p-DAC 0.196% (w/v) in the HCl 0.0549 mol L-1 medium and drying in the air, then submitting the spot to the reflectometric reading at max = 535 nm. A linear relationship (R = 0.996) was established in the range of urea concentration between 50.0 to 300 mg L-1. The limits of detection and quantification were determined at 5.13 mg L-1 and 17.10 mg L-1, respectively. The method was applied to the clean determination of urea in commercial samples of fertilizers, which has shown to present great precision and accuracy as evidenced by the good recovery (94.2 to 107.4%) and also offers advantages such as simplicity of implementation and low consumption of reagents, generation of minimum quantity of wastes, rapidity and security, producing reliable results. As shown, the method is designed as environmentally friendly for determination of urea, as it is consistent with the Principles advocated by the Green Chemistry. / Orientador: Helena Redigolo Pezza / Coorientador: Leonardo Pezza / Banca: Maria Del Pilar Taboada Sotomayor / Banca: Adriana Vitorino Rossi / Mestre

Metais pesados são subprodutos de atividades industriais, porém nos últimos anos os estudos têm demonstrado que mesmo em áreas não industriais, tem-se encontrado altas concentrações desses elementos. Neste estudo, mediu-se as concentrações de Zn, Ni, Cd e Pb em 20 amostras compostas de sedimentos urbanos coletadas em uma bacia hidrográfica urbana de 4,85 km² com três tipos de uso do solo (comercial/residencial, comercial e industrial), na cidade de Porto Alegre – RS. As concentrações foram determinadas por digestão ácida (EPA 3050) das frações 209, 150, 90, 63 e 45 μm seguida de espectrofotometria de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente. As concentrações dos metais estudados foram interpoladas e representadas geograficamente utilizando Idrisi© Andes e os resultados mostram que as maiores concentrações estão localizadas na parte comercial e comercial/residencial da área de estudo, caracterizada por apresentar alto fluxo veicular na maior parte do dia, sendo considerada uma fonte potencial destes metais. Todas as concentrações estiveram acima dos valores tomados como background local e o uso do solo de cada área não representou nenhuma diferença estatística significativa (Test de Kruskall-Wallis, α = 0.05) em relação às concentrações encontradas. As concentrações foram ajustadas mediante modelos matemáticos com o diâmetro da partícula (μm), determinando que o melhor modelo para o Zn, Pb e Ni foi o exponencial e para o Cd foi o potencial. Análises mineralógicas mostraram a predominância de minerais como quartzo e feldspatos, além de minerais carbonatados, argilominerais e óxidos de ferro e manganês; o qual pode explicar a afinidade dos metais pesados pelas partículas de sedimentos urbanos. As amostras de sedimentos analisadas apresentam uma alta porcentagem de fração < 63 μm, na qual se encontram, na sua maior parte, adsorvidos os metais pesados, independentemente do local de origem da amostra; confirmando a forte correlação existente entre o tamanho da partícula e a concentração do metal. Estes resultados confirmam a presença de uma carga de poluição difusa associada ao transporte de metais pesados em sedimentos depositados em áreas urbanas impermeáveis na cidade de Porto Alegre, a qual pode impactar negativamente a saúde humana e os ecossistemas aquáticos do lago Guaíba, devido a que estes sedimentos são arrastados pelos sistemas de drenagem a este importante corpo de água da cidade. / Heavy metals are subproducts of industrial activities; however, in recent years, studies have shown that even in non-industrial areas, elevated concentrations of these elements have been found. In this study, Pb, Cd, Ni and Zn concentrations were measured in 20 composite samples of urban sediments collected in an urban hydrographic watershed of 4.85 km² with three types of soil use (commercial/residential, commercial and industrial) in the city of Porto Alegre, RS, Brazil. Concentrations were determined by acid digestion (EPA 3050) of the 209 μm, 150 μm, 90 μm, 63 μm and 45 μm fractions followed by atomic emission spectrophotometry with inductively coupled plasma. Concentrations of the metals studied were interpolated and represented geographically using Idrisi© Andes. Results show that the greatest concentrations are located in the commercial and commercial/residential part of the study area, characterized as presenting high vehicle flow most of the day, with this being considered a potential source of all theses metals. All concentrations were above that of the local background and the soil´s use not represented any statistical difference (Kruskall – Wallis Test, α = 0.05) with the founded concentrations. Metals concentrations were correlated with the particle diameters (μm), the best models were exponential for Zn, Pb and Ni, and potential model for Cd. Mineralogical analysis showed presence of quartz and feldspar, carbonated minerals, clay minerals and iron and manganese; which can explain the affinity of heavy metals by particles of urban sediments. The analyzed samples of sediments showed high percentage of the fraction < 63μm, in which, is sorved the most quantity of heavy metals, independently of the monitoring sample point, confirming the high correlation between the particle size and metal´s concentrations. These results prove the presence of a load of associated diffuse pollution to the heavy metals transport in sediments deposited in impervious urban areas in the city of Porto Alegre, which could be harmful to the human health and to the aquatic ecosystems of the Guaíba lake, due these sediments are dragged by the draining systems to this important freshwater body´s city.

Made available in DSpace on 2016-08-03T16:34:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nelson Henrique Junior.pdf: 3284016 bytes, checksum: 83adf7f3c87a47d0af63e4bac35ae9db (MD5) Previous issue date: 2011-03-16 / The goal of the present study was to evaluate the psychophysiological aspects of anxiety, especially attention and the perception of the passage of time. The IDATE psychometric scale was used in 180 students of the Physical Education course at the Universidade de São Paulo in the classroom. 15 more anxious and 15 less anxious volunteers were selected. The IDATE - trace was used due to the fact that it presents the more constant characteristics of anxiety. Experiment l was the task of Spontaneous Time, where participants were asked to hit button A of the joystick with their finger in the most regular and accurate way possible for one minute. In experiment 2 participants were asked to respond, as quickly as possible, to the stimulus (white dot 0,4 degree) with a luminescence of 80 cd/m against a grey background by pressing the A button of the joystick with any finger of the dominant hand (SRT). The stimuli were presented randomly at 82 different positions of the computer screen. After data processing and statistical analysis, the general and exploratory study presented here do show trends, but not meaningful correlations between the measurements. Some data, however, seem to stand out and should be considered in the planning of future experiments. / O presente estudo teve como objetivo avaliar aspectos psicofisiológicos da ansiedade em particular a atenção e a percepção da passagem do tempo. Foi aplicada a escala psicométrica de ansiedade do IDATE em 180 alunos do curso de Educação Física da Universidade de São Paulo em sala de aula. Foram selecionados 15 voluntários mais ansiosos e 15 menos ansiosos foi considerado o IDATE traço por apresentar características mais constantes da ansiedade. O experimento 1 foi a tarefa de Tempo Espontâneo onde os participantes deviam bater o dedo no botão A do joystick da forma mais regular e precisa possível por um minuto. Já no experimento 2 os participantes foram orientados a responder o mais rápido possível ao surgimento do estimulo (ponto branco 0,4 grau) com uma luminância de 80 cd/m contra um fundo cinza pressionando o botão A do joystick com qualquer dedo da mão dominante (TRS). Os estímulos eram apresentados randomicamente por 82 posições diferentes na tela do computador. Após tratamento dos dados e analise estatística, o estudo de caráter geral e exploratório apresentado aqui mostra tendências, mas não correlações significativas entre as medidas. Alguns dados, no entanto, chamam a atenção e devem ser considerados no planejamento de experimentos futuros.

Metais pesados são subprodutos de atividades industriais, porém nos últimos anos os estudos têm demonstrado que mesmo em áreas não industriais, tem-se encontrado altas concentrações desses elementos. Neste estudo, mediu-se as concentrações de Zn, Ni, Cd e Pb em 20 amostras compostas de sedimentos urbanos coletadas em uma bacia hidrográfica urbana de 4,85 km² com três tipos de uso do solo (comercial/residencial, comercial e industrial), na cidade de Porto Alegre – RS. As concentrações foram determinadas por digestão ácida (EPA 3050) das frações 209, 150, 90, 63 e 45 μm seguida de espectrofotometria de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente. As concentrações dos metais estudados foram interpoladas e representadas geograficamente utilizando Idrisi© Andes e os resultados mostram que as maiores concentrações estão localizadas na parte comercial e comercial/residencial da área de estudo, caracterizada por apresentar alto fluxo veicular na maior parte do dia, sendo considerada uma fonte potencial destes metais. Todas as concentrações estiveram acima dos valores tomados como background local e o uso do solo de cada área não representou nenhuma diferença estatística significativa (Test de Kruskall-Wallis, α = 0.05) em relação às concentrações encontradas. As concentrações foram ajustadas mediante modelos matemáticos com o diâmetro da partícula (μm), determinando que o melhor modelo para o Zn, Pb e Ni foi o exponencial e para o Cd foi o potencial. Análises mineralógicas mostraram a predominância de minerais como quartzo e feldspatos, além de minerais carbonatados, argilominerais e óxidos de ferro e manganês; o qual pode explicar a afinidade dos metais pesados pelas partículas de sedimentos urbanos. As amostras de sedimentos analisadas apresentam uma alta porcentagem de fração < 63 μm, na qual se encontram, na sua maior parte, adsorvidos os metais pesados, independentemente do local de origem da amostra; confirmando a forte correlação existente entre o tamanho da partícula e a concentração do metal. Estes resultados confirmam a presença de uma carga de poluição difusa associada ao transporte de metais pesados em sedimentos depositados em áreas urbanas impermeáveis na cidade de Porto Alegre, a qual pode impactar negativamente a saúde humana e os ecossistemas aquáticos do lago Guaíba, devido a que estes sedimentos são arrastados pelos sistemas de drenagem a este importante corpo de água da cidade. / Heavy metals are subproducts of industrial activities; however, in recent years, studies have shown that even in non-industrial areas, elevated concentrations of these elements have been found. In this study, Pb, Cd, Ni and Zn concentrations were measured in 20 composite samples of urban sediments collected in an urban hydrographic watershed of 4.85 km² with three types of soil use (commercial/residential, commercial and industrial) in the city of Porto Alegre, RS, Brazil. Concentrations were determined by acid digestion (EPA 3050) of the 209 μm, 150 μm, 90 μm, 63 μm and 45 μm fractions followed by atomic emission spectrophotometry with inductively coupled plasma. Concentrations of the metals studied were interpolated and represented geographically using Idrisi© Andes. Results show that the greatest concentrations are located in the commercial and commercial/residential part of the study area, characterized as presenting high vehicle flow most of the day, with this being considered a potential source of all theses metals. All concentrations were above that of the local background and the soil´s use not represented any statistical difference (Kruskall – Wallis Test, α = 0.05) with the founded concentrations. Metals concentrations were correlated with the particle diameters (μm), the best models were exponential for Zn, Pb and Ni, and potential model for Cd. Mineralogical analysis showed presence of quartz and feldspar, carbonated minerals, clay minerals and iron and manganese; which can explain the affinity of heavy metals by particles of urban sediments. The analyzed samples of sediments showed high percentage of the fraction < 63μm, in which, is sorved the most quantity of heavy metals, independently of the monitoring sample point, confirming the high correlation between the particle size and metal´s concentrations. These results prove the presence of a load of associated diffuse pollution to the heavy metals transport in sediments deposited in impervious urban areas in the city of Porto Alegre, which could be harmful to the human health and to the aquatic ecosystems of the Guaíba lake, due these sediments are dragged by the draining systems to this important freshwater body´s city.

As cidades constituem-se num fator estratégico na evolução das sociedades e onde se dá o processo de difusão das inovações e desenvolvimento do setor produtivo. Cabe ao seu funcionamento promover economias de aglomeração e explorar o universo da diversidade produtiva, comercial e cultural a fim de suscitar alternativas de organização às empresas para obterem maiores ganhos e competitividade. Tem-se que estudar detalhadamente o papel das inovações e avaliar as estratégias do sistema produtivo e as variáveis dos métodos de aglomeração no desenvolvimento urbano. Dentro dessa perspectiva a presente dissertação analisa as condições favoráveis e desfavoráveis de crescimento do setor industrial de Santiago, cidade de 49.082 habitantes, localizada no Rio Grande do Sul/Brasil, levantando necessidades e possíveis oportunidades, considerando sua localização geográfica alheia aos fluxos de trocas promovidos pelos núcleos urbanos mais desenvolvidos. Foram calculados vários índices comparativos de crescimento e caracterização das principais atividades produtivas, níveis de emprego, geração de renda de Santiago e do Corede Vale do Jaguari e constatou-se que Santiago só cresceu dentro da média do Estado, não se destacando em nenhuma atividade industrial e não conseguindo articular algum setor com base na cooperação e construção de aglomerações produtivas. / Cities are a strategic factor in the evolution of societies and where the diffusion process of innovations and development of the productive sector occur. Its functioning promotes agglomeration economies and explores the universe of diversified production, trade and cultural in order to offer organizational alternatives to companies to be more competitive. The study of the role of innovations and the evaluation of the agglomeration characteristics are of great value to assess urban development. In this perspective this dissertation analyzes the favorable and unfavorable conditions to growth of the industrial sector of Santiago, a city of 49,082 inhabitants, located in Rio Grande do Sul / Brazil, raising needs and potential opportunities, considering its geographical location eccentric to the major economic flows, which are based on the more developed urban centers. Different measures of growth and comparative characterization of the main productive activities, employment levels, income generation in Santiago and in the the region of the Regional Development Council (Corede) of the Vale do Jaguari have been calculated. The results show that Santiago has only grown in the state average, and it’s not outstanding in any industrial activity and failed in articulating cooperation within its main sectors in the way to promote cluster building.