\"Ver o corpo humano por dentro\" sem a necessidade de intervenção cirurgica é objetivo que motivou a criação de diversos instrumentos como eletrocardiogramas, eletroencefalogramas, equipamentos de ressonância magnética e raio-X. Através daavaliação de imagens ou resultados numéricos, pode-se detectar patologias nos primeiros estágios, permitindo uma ação decisiva de especialistas médicos na cura destas. Especialistas da fala normalmente empregam instrumentos comovideolaringoscopia e videoestroboscopia para avaliar qualitativamente o comportamento da laringe e pregas vocais. Comprendendo que a voz transmite informações sobre alterações orgânicas ou funcionais nas estruturas de vocalização, este trabalhoapresenta um conjunto de medidas acústicas neste sinal que evidenciam alterações na periodicidade do movimento das cordas vocais e quantidade de ruído turbulento que atravessa a glote. A partir de avaliação estatística da capacidadedescriminatória destes índices acústicos e empregando-se redes neurais artificiais, define-se um método automático para identificação probabilística das patologias que afetam as estruturas da laringe. / \"To see the inside of the human body\" without the necessity of surgical intervention is the objective that motivates the conception of several instruments like electrocardiogram, electroencephalongram, magnetic resonance and X-ray equipments. Through the image analysis or numerical results, it is possible to identify pathologies, allowing a decisive action of physician specialists in cure of these. Voice specialists, normally, use instruments as videolaryngoscopy and videostroboscopy to assess the vocal folds and larynx comportment, qualitatively. Understanding that the voice transmits information upon functional or organic alterations in vocalization structures, this work presents a set of acoustic measurements, based on this signal, that evidences alterations on vocal folds movement periodicity and quantify of turbulent noise throught the glottis. From the statistic evaluation of discriminatory capacity of these acoustic indexes and using artificial neural networks, it defines an automatic method for the probabilistic identification of pathologies that affect the laryngeal structures.

Orientador: Yuzo Iano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-06T03:07:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ponchet_AndredaFontoura_M.pdf: 26328595 bytes, checksum: c9274a3ea90909625472bd920293d379 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A codificação distribuída de vídeo constitui um novo paradigma em compressão de vídeo frente aos codificadores híbridos da família MPEG-x e H.26x. Nesses codificadores, a estimação de movimento é a principal etapa do processo de compressão do sinal de vídeo. Desta forma, a codificação demanda um alto custo computacional exigindo desempenho do codificador. Neste trabalho é apresentado um codec de vídeo baseado na teoria da codificação distribuída com perdas. O compressor apresentado codifica os quadros ímpares e os quadros pares separadamente utilizando códigos turbo e a transformada wavelet. O processo de decodificação é feito de forma iterativa e explora a dependência estatística entre os quadros da seqüência de vídeo original. Esta abordagem permite uma redução bastante significativa no tempo de processamento envolvido na compressão do sinal de vídeo, tornando viável a implementação deste tipo de codificador em dispositivos com recursos escassos de processamento e memória. Os resultados obtidos em simulações comprovam o bom desempenho do codec proposto em relação ao padrão estado da arte em compressão de vídeo, o H.264/AVC / Abstract: Distributed video coding is a new paradigm for video compression in opposition over the existing video coding standards like MPEG-x and H.26x families. These codecs make use of motion estimation algorithms, the main part of the compression process of the video signal. Hence, the compression process demands a high computational cost and high performance of the encoder. The present work proposes a video compression scheme based on the lossy distributed source coding theory. The proposed compressor encodes the odd frames and the even frames separately using turbo codes and the discrete wavelet transform. The decoding process is performed in an iterative manner and explores the statistical dependency of the video frames of the original sequence. This approach gives a great encoding runtime reduction and allows the implementation at devices with limited computation power and memory. Simulation results show the good performance of the proposed codec in comparison with the state of the art video compression standard H.264/AVC / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: João Marcos Travassos Romano / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T16:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Suyama_Ricardo_D.pdf: 28793623 bytes, checksum: cf06bdad425402b4624bbd169bfad249 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O problema de separação cega de fontes (BSS - Blind Source Separation) vem despertando o interesse de um número crescente de pesquisadores. Esse destaque é devido, em grande parte, à formulação abrangente do problema, que torna possível o uso das técnicas desenvolvidas no contexto de BSS nas mais diversas áreas de aplicação. O presente trabalho tem como objetivo propor novos métodos de solução do problema de separação cega de fontes, nos casos de mistura convolutiva e mistura não-linear. Para o primeiro caso propomos um método baseado em predição não-linear, cujo intuito é eliminar o caráter convolutivo da mistura e, dessa forma, separar os sinais utilizando ferramentas bem estabelecidas no contexto de misturas lineares sem memória. No contexto de misturas não-lineares, propomos uma nova metodologia para separação de sinais em um modelo específico de mistura denominado modelo com não-linearidade posterior (PNL - Post Nonlinear ). Com o intuito de minimizar problemas de convergência para mínimos locais no processo de adaptação do sistema separador, o método proposto emprega um algoritmo evolutivo como ferramenta de otimização, e utiliza um estimador de entropia baseado em estatísticas de ordem para avaliar a função custo. A eficácia de ambos os métodos é verificada através de simulações em diferentes cenários / Abstract: The problem of blind source separation (BSS) has attracted the attention of agrowing number of researchers, mostly due to its potential applications in a significant number of different areas. The objective of the present work is to propose new methods to solve the problem of BSS in the cases of convolutive mixtures and nonlinear mixtures. For the first case, we propose a new method based on nonlinear prediction filters. The nonlinear structure is employed to eliminate the convolutive character of the mixture, hence converting the problem into an instantaneous mixture, to which several well established tools may be used to recover the sources. In the context of nonlinear mixtures, we present a new methodology for signal separation in the so-called post-nonlinear mixing models (PNL). In order to avoid convergence to local minima, the proposed method uses an evolutionary algorithm to perform the optimization of the separating system. In addition to that, we employ an entropy estimator based on order-statistics to evaluate the cost function. The effectiveness of both methods is assessed through simulations in different scenarios / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Este trabalho tem a finalidade de analisar algumas técnicas de processamento do sinal mioelétrico, de forma a possibilitar uma posterior implementação de um circuito, que reconheça este sinal e apresente como saída um sinal de controle a ser utilizado em sistemas de reabilitação. Foram simuladas e avaliadas três técnicas de filtragem para o sinal mioelétrico, a fim de atenuar a interferência dos principais ruídos que corrompem este sinal. As técnicas avaliadas foram: filtragem digital clássica; cancelamento de ruído adaptativo e reconstrução do sinal por meio das componentes obtidas pela transformada wavelet. Também foi implementado e analisado um sistema simplificado de reconhecimento dos padrões para este sinal, realizado por meio de uma rede neural artificial, em que foi aplicado em sua entrada o próprio sinal mioelétrico e não suas características obtidas por processamentos matemáticos. Diante dos resultados obtidos os canceladores de ruído adaptativos apresentaram melhores resultados com relação às outras técnicas de filtragem. Apesar de não ter sido adequada para a filtragem, a transformada wavelet mostrou-se uma poderosa ferramenta de análise de sinais, em virtude da sua característica multiresolução. A técnica utilizada para reconhecer os padrões do sinal mostrou bons resultados com os sinais analisados. / This work has the purpose to analyze some techniques for myoelectric signal processing, towards a subsequent implementation of a circuit which can recognize this signal and present as output a control signal to be used in rehabilitation systems. Simulation and evaluation of three filtering techniques for the myoelectric signal were done in order to attenuate the main interferences of noises which corrupt this signal. The evaluated techniques were: classic digital filtering; adaptive noise cancelling and the signal reconstruction through the obtained components by the wavelet transform. A simplified system of pattern recognition for this signal also was implemented and analyzed, accomplished through an artificial neural network. The myoelectric signal itself was applied to the input instead of its characteristics obtained by mathematical processing. According to the results obtained the adaptive noise cancelling presented better results in comparison to the other filtering techniques. Despite not being adequate for filtering, the wavelet transform proved to be a powerful tool for signal analysis, by virtue of its multiresolution characteristics. The technique used to recognize the signal patterns has shown good results with the analyzed signals.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-07-04T20:35:11Z No. of bitstreams: 1 dayaneoliveiragoncalves.pdf: 5780108 bytes, checksum: 66585bbc9ff0f98a7f32499de344449c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-08T14:48:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dayaneoliveiragoncalves.pdf: 5780108 bytes, checksum: 66585bbc9ff0f98a7f32499de344449c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-08T14:48:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dayaneoliveiragoncalves.pdf: 5780108 bytes, checksum: 66585bbc9ff0f98a7f32499de344449c (MD5) Previous issue date: 2017-04-11 / O calorímetro de Telhas (TileCal) é o calorímetro hadrônico central de um dos experimentos do Grande Colisor de Hádrons (LHC), o ATLAS. O TileCal fornece medidas de energia finamente segmentadas (10.000 canais de leitura) para as partículas incidentes no detector. Análises realizadas nos dados resultantes de colisões de partículas constataram que utilizar as informações da camada radial externa do TileCal, em coincidência com as câmaras de múons (MS) do ATLAS, pode proporcionar uma redução de falsos sinais de trigger (filtragem online) de múons gerados pelas iteração de prótons de baixo momento, na blindagem do feixe do LHC, com o MS. O projeto TileMuon foi desenvolvido para este propósito e sua principal atividade, no programa de atualização ATLAS, é habilitar o TileCal para fornecer as informações de trigger para a primeira etapa de filtragem online para a identificação de múons no ATLAS. Esta dissertação apresenta o estudo, o desenvolvimento e a implementação de uma técnica para a identificação de múons no contexto TileMuon. Técnicas de estimação encontradas na literatura foram aplicadas no contexto do projeto e comparadas. Os resultados para dados experimentais mostraram que o método para a identificação de múons, baseado no filtro casado para ruído gaussiano, obteve o melhor desempenho, em termos de erro de detecção, bem como viabilidade de implementação online, e foi a técnica escolhida para a aplicação. / The Tile Calorimeter (TileCal) is the central hadronic calorimeter of the ATLAS experiment at the Large Hadron Collider (LHC). TileCal provides highly-segmented energy measurements for incident particles. Information from TileCal’s outermost radial layer in coincidence with the ATLAS muon chambers can provide a reduction of the fake muon triggers due to slow charged particles (typically protons). The TileMuon project was development aims this purpose and its main activity of the Tile-Muon Trigger in the ATLAS upgrade program is to install and to activate the TileCal signal processor module for providing trigger inputs to the Level-1 Muon Trigger. This dissertation presents the study, the development and the implementation of the Muon identification techniqueinthe TileMuon context. Amplitude estimation techniques found in the literature were applied to the problem and confronted against each other. The results for experimental data shown that the Muon identification based on the maximum likelihood for Gaussian noise achieved the best performance in terms of detection error as well as online implementation feasibility, and it has been the chosen technique for the application.

Orientador: Maria Cristina Dias Tavares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T04:21:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Magrin_FabianoGustavoSilveira_M.pdf: 5471875 bytes, checksum: 204630879d78c9f5167f324d6d0f5fe9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Devido à dificuldade de execução de testes em sistemas reais os engenheiros procuram ferramentas e modelos para simular ou emular os sistemas reais em laboratório. Nesse sentido, o objetivo deste projeto de pesquisa foi desenvolver um modelo do relé de proteção diferencial de transformador no simulador digital em tempo real RTDS, baseando-se no relé SEL-787 da Schweitzer Engineering Laboratories Inc. O objetivo de criar um relé específico e já existente no mercado, saindo dos modelos genéricos, é devido à necessidade dos estudos em laboratório apresentarem resultados concretos e que representem o sistema real, desta forma apresentará grande valia para as futuras expansões do Sistema Elétrico Nacional ou Internacional. Após o desenvolvimento do modelo matemático do relé, foram criadas rotinas de teste exclusivas para análise do modelo e este foi testado em conjunto com um relé SEL-787 de forma a permitir uma comparação dos resultados. Para a realização deste trabalho foram estudadas e analisadas as situações em que um relé de proteção diferencial de transformador enfrenta no campo, como energização de transformador, saturação, faltas externas, faltas externas com saturação de TC, faltas internas a seção diferencial e externa ao transformador e faltas internas ao transformador como falta espira-terra e entre espiras. Os mesmos testes foram aplicados ao modelo de relé diferencial já existente na biblioteca do RTDS com o intuito de verificar se realmente modelos genéricos apresentam resultados diferentes de modelos específicos. A contribuição da pesquisa foi o desenvolvimento pioneiro do modelo do relé de proteção diferencial no ambiente RTDS / Abstract: Due to the difficulties involving tests in real systems engineers continuously look for tools and models to simulate or emulate real systems inside laboratories. With this focus, this job had the objective of developing a transformer differential protection relay in Real Time Digital Simulator, RTDS, based on SEL-787 relay, manufactured by Schweitzer Engineering Laboratories Inc. The objective of creating a specific relay already in the market, and not a generic model relay, is due to the necessity of the laboratories studies give real results and also represent the real system. This actual representation gives the engineers a more concrete data to support future expansions of the national and international electric systems. After the development of the relay model itself, it was tested in conjunction with a real SEL-787 allowing comparison of the results. For the accomplishment of this job many different situations which interfere in the daily operation of the relay in the field such as inrush, saturation, external faults, external faults with current transformer saturation, internal fault to the differential section but external to the transformer and internal faults like turn-to-turn faults and ground faults were studied and analyzed. The same tests were applied to a differential relay model already in the RTDS library with the purpose to verify whether generic models have different results compared to specific models. This research formerly presents a transformer differential relay model of a commercial relay for RTDS library / Mestrado / Energia Eletrica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Luís Geraldo Pedroso Meloni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T18:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BarraganGuerrero_DiegoOrlando_M.pdf: 4412718 bytes, checksum: fd7daf7712cace2d176bf47e3bd792dd (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os sistemas OFDM são intrinsecamente sensíveis a erros de sincronismo de tempo e frequência. O sincronismo é uma etapa fundamental para a correta recepção de pacotes. Esta dissertação descreve como se implementar vários algoritmos de sincronismo para OFDM em FPGA usando os símbolos do preâmbulo definidos no padrão IEEE 802.11a. Além disso, foi implementado o algoritmo CORDIC (necessário para a etapa de estimação e compensação de desvio de portadora) em modo rotacional e vetorial para um sistema coordenado circular, comparando o desempenho de várias arquiteturas com o intuito de otimizar a frequência de operação e relacionar o erro do resultado com o número de iterações realizadas. Conforme mostrado nos resultados, são obtidas estimativas com boas aproximações para desvios de 0, 100 e 200 kHz. Os resultados obtidos constituem um instrumento importante para a melhor escolha de implementação de algoritmos de sincronismo em FPGA. Verificou-se que os diferentes algoritmos não apenas possuem valores de variância distintos, mas também frequências de operação diferentes e consumo de recursos da FPGA. Ao longo do projeto foi considerado um modelo de canal tapped-delay / Abstract: OFDM systems are intrinsically sensitive to errors of synchronization in time and frequency. Synchronization is a key step for correct packet reception. This thesis describes how to implement in FPGA several synchronization algorithms for OFDM using the symbols of the preamble defined in IEEE 802.11a. In addition, the CORDIC algorithm is implemented (step required for carrier frequency offset estimation and compensation) in rotational and vectoring mode for a circular coordinate system, comparing the performance of various architectures in order to optimize the operating frequency and relate the error of the result with the number of iterations performed. As shown in the results, estimates are obtained with good approximations for offsets of 0, 100 and 200 kHz. The obtained results are an important instrument for the best choice of synchronization algorithm for implementation in FPGA. It was found that the different algorithms have not only different values of variance, but also different operating frequency and consumption of the FPGA resources. Throughout the project a tapped-delay channel model was considered in the analysis / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Romis Ribeiro de Faissol Attux, Jugurta Rosa Montalvão Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-23T23:31:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_DanielGuerreiroe_D.pdf: 5960509 bytes, checksum: febb8228109537e82dfcce66fca8aae8 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Esta tese de doutorado possui como tema geral o desenvolvimento de algoritmos de Aprendizado de Máquina Baseado na Teoria da Informação (ITL - Information Theoretic Learning). O paradigma de ITL propõe o uso de critérios de treinamento baseados em medidas como entropia e informação mútua, em substituição aos tradicionais critérios baseados em estatísticas de segunda ordem. Os problemas de inversão cega de sistemas de Wiener e separação cega de sinais em corpos de Galois são os objetos de estudo e desenvolvimento dessas ferramentas. Estes problemas apresentam características marcantes quanto à necessidade de descritores estatísticos de ordem superior, por isso, apresenta-se uma série de contribuições que se baseiam em critérios de ITL e empregam algoritmos imuno-inspirados (ou heurísticas de busca) para adaptar os parâmetros dos modelos envolvidos. As propostas desenvolvidas abrem a perspectiva de futuras aplicações em áreas como genômica, codificação e geofísica. Espera-se também que os resultados apresentados fortaleçam um entendimento mais amplo de ITL, a fim de abranger estratégias mais genéricas de busca, de estimação de informação e de modelagem de dados / Abstract: The main theme of this thesis is the development of Information Theoretic Learning (ITL) algorithms. The ITL paradigm proposes the adoption of training criteria based on information measures such as entropy and mutual information, instead of traditional criteria based on second order statistics. The problems of blind inversion of Wiener systems and blind separation of signals over Galois fields are the tasks over which these tools are applied. Such problems present key aspects that establish a demand for higher order statistics, hence we present several contributions that are based on ITL criteria and employ immune-inspired algorithms (or heuristic-based methods) to perform the adaptation of the parameters of each related model. The developed proposals open the perspective of future applications in genomic, coding theory and geophysics. Furthermore, we expect that the presented results support a wider understanding of ITL, in order to comprise more general strategies of search, information estimation and data modeling / Doutorado / Engenharia de Computação / Doutor em Engenharia Elétrica

Dans l'instrumentation nucléaire, les architectures de traitement numérique du signal doivent faire face à la nature poissonienne du signal, composée d'impulsions d'arrivées aléatoires qui imposent aux architectures actuelles de travailler en flux de données. En effet, si le débit d'impulsion est trop élevé, les besoins en temps réel impliquent de paralyser l'acquisition du signal durant le traitement d'une impulsion. Durant ce délai, appelé temps mort, des impulsions peuvent être perdues. Cette contrainte conduit les architectures actuelles à utiliser des solutions dédiées à base de FPGA. Les utilisateurs finaux doivent cependant pouvoir mettre en oeuvre un large éventail d'applications sur un nombre de canaux d'acquisition qui varie. Ce besoin en flexibilité conduit à proposer une architecture programmable (C, C ++). Cette thèse présente une architecture numérique « dirigée par les impulsions » qui répond à ces contraintes. En premier lieu, cette architecture se compose d'extracteurs d'impulsions capables d'extraire de façon dynamique les impulsions en fonction de leur taille pour n'importe quel type de détecteur délivrant des impulsions. Ces impulsions sont ensuite distribuées sur des unités fonctionnelles programmables (FU) indépendante. Ces FUs gèrent l'arrivée d'événements aléatoires et des durées d'exécution de programme non-déterministes. Le simulateur de l'architecture est développé en SystemC au cycle d'horloge près. Il montre des résultats prometteurs en termes de passage à l'échelle, tout en maintenant le zéro-temps mort. Cette architecture permet d'embarquer de nouveaux algorithmes de traitement des impulsions traditionnellement utilisés hors ligne. / In the field of nuclear instrumentation, digital signal processing architectures have to deal with the poissonian characteristic of the signal, composed of random arrival pulses which requires current architectures to work in dataflow. Thus, the real-time needs implies losing pulses when the pulse rate is too high. Current architectures paralyze the acquisition of the signal during the pulse processing inducing a time during no signal can be processed, this is called the dead time. These issue have led current architectures to use dedicated solutions based on reconfigurable components such as FPGAs. The requirement of end users to implement a wide range of applications on a large number of channels leads to propose an easily programmable architecture platform (C, C++). This thesis present presents a digital “pulse-driven” architecture that meets these constraints. This architecture is first composed of pulse extractors. They are capable of dynamically extracting the pulses according to their size for any type of detector that delivering pulses. These pulses are then distributed on a set of programmable and independent Functional Units (FU) which are "pulses driven". These FUs are able to handle the arrival of non-deterministic events and variable program execution times and indeterminate in advance. The virtual prototype of the architecture is developed in cycle accurate SystemC and shows promising results in terms of scalability while maintaining zero dead time. This architecture paves the way for novel real time pulse processing by reducing the gap between embedded real time processing and offline processing.

Contemporary research in digital signal processing (DSP) is focused on issues of computational complexity, very high data rate and large quantum of data. Thus, the success in newer applications and areas hinge on handling these issues. Conventional ways to address these challenges are to develop newer structures like Multirate signal processing, Multiple Input Multiple Output(MIMO), bandpass sampling, compressed domain sensing etc. In the implementation domain, the approach is to look at floating point over fixed point representation and / or longer wordlength etc., related to number representations and computations. Of these, a simple approach is to look at number representation, perhaps with a simple integer. This automatically guarantees accuracy and zero quantization error as well as longer wordlength. Thus, it is necessary and interesting to explore viable DSP alternatives that can reduce complexity and yet match the required performance. The main aim of this work is to highlight the importance, use and analysis of integer sequences. Firstly, the thesis explores the use of integer sequences as windowing functions. The results of these investigations show that integer sequences and their convolution, indeed, outperform many of the classical real valued window functions in terms of mainlobe width, sidelobe attenuation etc. Secondly, the thesis proposes techniques to approximate discrete Gaussian distribution using integer sequences. The key idea is to convolve symmetrized integer sequences and examine the resulting profiles. These profiles are found to approximate discrete Gaussian distribution with a mean square error of the order of 10−8 or less. While looking at integer sequences to approximate discrete Gaussian, Fibonacci sequence was found to exhibit some interesting properties. The third part of the thesis proves certain fascinating optimal probabilistic limit properties (mean and variance) of Fibonacci sequence. The thesis also provides complete generalization of these properties to probability distributions generated by second order linear recurrence relation with integer coefficients and any kth order linear recurrence relation with unit coefficients. In addition to the above, the thesis also throws light on possible architectural implications of using integer sequences in DSP applications and ideas for further exploration.