One of the ultimate goals of neuroscience is decoding someone's intentions directly from his/her brain activities. In this thesis, we aim at pursuing this goal in different scenarios. Firstly, we show the possibility of creating a user-centric music/movie recommender system by employing neurophysiological signals. Regarding this, we employed a brain decoding paradigm in order to classify the features extracted from brain signals of participants watching movie/music video clips, into our target classes (two broad music genres and four broad movie genres). Our results provide a preliminary experimental evidence towards user-centric music/movie content retrieval by exploiting brain signals. Secondly, we addressed one of the main issue of the applications of brain decoding algorithms. Generally, the performance of such algorithms suffers from the constraint of having few and noisy samples, which is the case in most of the neuroimaging datasets. In order to overcome this limitation, we employed an adaptation paradigm in order to transfer knowledge from another domain (e.g. large-scale image domain) to the brain domain. We experimentally show that such adaptation procedure leads to improved results. We performed such adaptation pipeline on different tasks (i.e. object recognition and genre classification) using different neuroimaging modalities (i.e. fMRI, EEG, and MEG). Thirdly, we aimed at one of the fundamental goals in brain decoding which is reconstructing the external stimuli using only the brain features. Under this scenario, we show the possibility of regressing the stimuli spectrogram using time-frequency analysis of the brain signals. Finally, we conclude the thesis by summarizing our contributions and discussing the future directions and applications of our research.

Automated analysis of videos for content understanding is one of the most challenging and well researched areas in computer vision and multimedia. This thesis addresses the problem of video content understanding in the context of action recognition. The major challenge faced by this research problem is the variations of the spatio-temporal patterns that constitute each action category and the difficulty in generating a succinct representation encapsulating these patterns. This thesis considers two important aspects of videos for addressing this problem: (1) a video is a sequence of images with an inherent temporal dependency that defines the actual pattern to be recognized; (2) not all spatial regions of the video frame are equally important for discriminating one action category from another. The first aspect shows the importance of aggregating frame level features in a sequential manner while the second aspect signifies the importance of selective encoding of frame level features. The first problem is addressed by analyzing popular Convolutional Neural Network (CNN)-Recurrent Neural Network (RNN) architectures for video representation generation and concludes that Convolutional Long Short-Term Memory (ConvLSTM), a variant of the popular Long Short-Term Memory (LSTM) RNN unit, is suitable for encoding spatio-temporal patterns occurring in a video sequence. The second problem is tackled by developing a spatial attention mechanism for the selective encoding of spatial features by weighting spatial regions in the feature tensor that are relevant for identifying the action category. Detailed experimental analysis carried out on two video recognition tasks showed that spatially selective encoding is indeed beneficial. Inspired from the two aforementioned findings, a new recurrent neural unit, called Long Short-Term Attention (LSTA), is developed by augmenting LSTM with built-in spatial attention and a revised output gating. The first enables LSTA to attend to the relevant spatial regions while maintaining a smooth tracking of the attended regions and the latter allows the network to propagate a filtered version of the memory localized on the most discriminative components of the video. LSTA surpasses the recognition accuracy of existing state-of-the-art techniques on popular egocentric activity recognition benchmarks, showing its effectiveness in video representation generation.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-22T16:26:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 233630.pdf: 3084918 bytes, checksum: ecf789d1899b2e3f4fe9d06bfa28d160 (MD5) / Dados tridimensionais referentes a pacientes são utilizados em diversos setores médico-hospitalares, fornecendo embasamento à diagnósticos e orientação durante procedimentos cirúrgicos. No entanto, apesar de bastante úteis estes dados são bastante inflexíveis, não permitindo que o usuário interaja com estes ou os manipule. O emprego de técnicas de computação gráfica e realidade virtual para a representação destes dados sanaria estas dificuldades, gerando representações indivíduais e adaptadas para cada paciente e permitindo a realização de planejamentos cirúrgicos e cirurgias auxiliadas por computador, dentre outras possibilidades. A representação destes dados e as formas de manipulação devem conter um conjunto de elementos e obedecer alguns requisitos para que se obtenha realismo nas aplicações, caso contrário, o emprego destas técnicas não traria grandes vantagens. Analisando os elementos e requisitos a serem obedecidos, é construído um grafo de dependências que mostra as técnicas e estruturas computacionais necessárias para a obtenção de ambientes virtuais imersivos realistas. Tal grafo demonstra as estruturas de dados para representação de sólidos como peça chave para este tipo de aplicativos. Para suprir as necessidades destes, é apresentada uma estrutura de dado capaz de representar uma vasta classe de topologias espaciais, além de permitir rápido acesso a elementos e suas vizinhanças, bem como métodos para a construção de tal estrutura. É apresentada, também, uma aplicação para mensuração de artérias utilizando a estrutura e os métodos previamente mencionados e os resultados por obtidos por estes.

Neste trabalho apresentamos o desenvolvimento de um curso em CAI - Instrução assistida por Computador - que se destina .a apoiar uma disciplina de Introdução á Informática, cursada por alunos de graduação e pós-graduação em administração de Empresas. Algumas necessidades prementes justificam este estudo perante a comunidade académica, tais como: a escassez de professores que possam assumir este tipo de disciplina; a crescente informatização do mercado de trabalho, gerando um avanço tecnológico que deve ser partilhado com os futuros profissionais para os cargos administrativos a disposição neste mercado; e o numero elevado de estudantes que devem ser atingidos por estes conteúdos em um curto espaço de tempo (um semestre). As vantagens neste tipo de ensino encontram-se evidenciadas pela viabilidade económica, participação ativa do aluno no processo de aprendizado da teoria, recompensa imediata, apresentação de informações em pequena escala e outras. Os objetivos desta pesquisa foram: verificar se o curso de instrução programada desenvolvido para a disciplina de Introdução a Informática se mostra adequado a uma população, se o método de ensino individualizado se mostra eficiente e se o CAI desenvolvido apresenta facilidades de compreensão dós conteúdos, 'motivação do aluno para o aprendizado do conteúdo da disciplina, facilidade de uso do software e adequação do aluno ao ensino individualizado. Para tanto foram medidas variáveis relacionadas, basicamente, com o conteúdo do programa, modo ou método de apresentação deste programa e com a flexibilidade do estudo programado tal como é visto pelo aluno. Os resultados deste experimento permitiram que diversos aspectos comportamentais envolvendo os alunos, fossem percebidos. A maioria dos alunos mostrou-se motivada pelo estudo através do . método individualizado com o apoio do computador; houve uma diferença entre a assiduidade do aluno de sala de aula em relação ao aluno de laboratório, registrando um crescimento significativo no interesse pelo assunto abordado; o tempo de compreensão e absorção do conteúdo foi reduzido sensivelmente para os alunos de laboratório, gerando uma maior satisfação de estudo em relação ao grupo que permaneceu em sala de aula. Estes fatos e outros, entre os quais alguns posicionamentos críticos em relação ao método de ensino e o assunto diretamente abordado nesta pesquisa, mostram que os resultados deste experimento foram, de maneira geral, muito positivos. / The development of a course in Informatics using CAI - Computer Assisted Instruction - is presented here. He is used as support to Introduction to Microcomputing course, for students ot Business Administration, both at graduate and post-graduate levels. lhis study is justified by many needs: the lack of teachers for this kind ot course; the growing influence of office automation, generating a need of protessionals with this basic technological knowledge for managerial posts; and the large number of students who must take this course in a short period of time Cone semester). The advantages ot this teaching technique are demonstrated by the relatively low cost, the active participation and instant reward for the student and the presentation of the information in small and selectable modules, among others. The purpose of this research is to test on the adequacy of a course on Introduction to Microcomputing developed tor Lomputer Rssisted Instruction for a group of students; the efficiency of the individualized method of teaching; the ease of use of the CAI and the understanding of the contents; and the motivation of the students to study. The variables that measure this adequacy are the course program, the method or ways of presentation of the program and the flexibility of the programmed study, as perceived by the student. The results of the experiments show many aspects of the students' behaviour when in contact with programmed instruction. Most of them feel motivated to individual study with the help of a computer; an increase in atendance and in the interest on the subject are registered with students of the experiment group when compared to the students of the control group. As a consequence, the learning time is reduced, thus creating a higher Level of satisfaction among the students.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-21T03:44:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 195779.pdf: 729087 bytes, checksum: f93980163b0398bff2d06e6e816ef12d (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-21T06:40:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 194026.pdf: 1146518 bytes, checksum: 63be1d9942299d59c1a2bed5937494f4 (MD5) / Neste trabalho foi desenvolvido um sistema computacional para o auxílio médico no tratamento e diagnose da hipertensão arterial. Esta metodologia foi parcialmente implementada na forma de protótipo. O sistema é baseado na modelagem de processos de atendimento médico de pacientes utilizando o protocolo de atendimento (guideline) e no sistema de gerência de workflow (workflow management system) desenvolvido pelo Projeto Cyclops. A área de aplicação foi o desenvolvimento de um sistema para auxiliar os médicos no tratamento e diagnose de pacientes hipertensos, considerando a integração do guideline de hipertensão, a integração do processo de atendimento clínico de hipertensão arterial em uma forma transparente ao prontuário do paciente e a visualização do prontuário eletrônico do paciente de acordo com o padrão internacional DICOM Structured Report. O conhecimento médico modelado no sistema HyperFlow, deriva do guideline de evidências baseado no "The Sixth Report of the Joint National Committee on Detenction, Evaluation, and Treatment of High Blood Pressure (JNC6, 1997)" e no III Consenso Brasileiro de Hipertensão Arterial( III CBHA, 1998).

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-20T07:40:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-26T01:14:12Z : No. of bitstreams: 1 190692.pdf: 2365863 bytes, checksum: 754d13a8229b0ae30cc4e29ec6b08aa4 (MD5)

Neste trabalho apresentamos o desenvolvimento de um curso em CAI - Instrução assistida por Computador - que se destina .a apoiar uma disciplina de Introdução á Informática, cursada por alunos de graduação e pós-graduação em administração de Empresas. Algumas necessidades prementes justificam este estudo perante a comunidade académica, tais como: a escassez de professores que possam assumir este tipo de disciplina; a crescente informatização do mercado de trabalho, gerando um avanço tecnológico que deve ser partilhado com os futuros profissionais para os cargos administrativos a disposição neste mercado; e o numero elevado de estudantes que devem ser atingidos por estes conteúdos em um curto espaço de tempo (um semestre). As vantagens neste tipo de ensino encontram-se evidenciadas pela viabilidade económica, participação ativa do aluno no processo de aprendizado da teoria, recompensa imediata, apresentação de informações em pequena escala e outras. Os objetivos desta pesquisa foram: verificar se o curso de instrução programada desenvolvido para a disciplina de Introdução a Informática se mostra adequado a uma população, se o método de ensino individualizado se mostra eficiente e se o CAI desenvolvido apresenta facilidades de compreensão dós conteúdos, 'motivação do aluno para o aprendizado do conteúdo da disciplina, facilidade de uso do software e adequação do aluno ao ensino individualizado. Para tanto foram medidas variáveis relacionadas, basicamente, com o conteúdo do programa, modo ou método de apresentação deste programa e com a flexibilidade do estudo programado tal como é visto pelo aluno. Os resultados deste experimento permitiram que diversos aspectos comportamentais envolvendo os alunos, fossem percebidos. A maioria dos alunos mostrou-se motivada pelo estudo através do . método individualizado com o apoio do computador; houve uma diferença entre a assiduidade do aluno de sala de aula em relação ao aluno de laboratório, registrando um crescimento significativo no interesse pelo assunto abordado; o tempo de compreensão e absorção do conteúdo foi reduzido sensivelmente para os alunos de laboratório, gerando uma maior satisfação de estudo em relação ao grupo que permaneceu em sala de aula. Estes fatos e outros, entre os quais alguns posicionamentos críticos em relação ao método de ensino e o assunto diretamente abordado nesta pesquisa, mostram que os resultados deste experimento foram, de maneira geral, muito positivos. / The development of a course in Informatics using CAI - Computer Assisted Instruction - is presented here. He is used as support to Introduction to Microcomputing course, for students ot Business Administration, both at graduate and post-graduate levels. lhis study is justified by many needs: the lack of teachers for this kind ot course; the growing influence of office automation, generating a need of protessionals with this basic technological knowledge for managerial posts; and the large number of students who must take this course in a short period of time Cone semester). The advantages ot this teaching technique are demonstrated by the relatively low cost, the active participation and instant reward for the student and the presentation of the information in small and selectable modules, among others. The purpose of this research is to test on the adequacy of a course on Introduction to Microcomputing developed tor Lomputer Rssisted Instruction for a group of students; the efficiency of the individualized method of teaching; the ease of use of the CAI and the understanding of the contents; and the motivation of the students to study. The variables that measure this adequacy are the course program, the method or ways of presentation of the program and the flexibility of the programmed study, as perceived by the student. The results of the experiments show many aspects of the students' behaviour when in contact with programmed instruction. Most of them feel motivated to individual study with the help of a computer; an increase in atendance and in the interest on the subject are registered with students of the experiment group when compared to the students of the control group. As a consequence, the learning time is reduced, thus creating a higher Level of satisfaction among the students.

Neste trabalho apresentamos o desenvolvimento de um curso em CAI - Instrução assistida por Computador - que se destina .a apoiar uma disciplina de Introdução á Informática, cursada por alunos de graduação e pós-graduação em administração de Empresas. Algumas necessidades prementes justificam este estudo perante a comunidade académica, tais como: a escassez de professores que possam assumir este tipo de disciplina; a crescente informatização do mercado de trabalho, gerando um avanço tecnológico que deve ser partilhado com os futuros profissionais para os cargos administrativos a disposição neste mercado; e o numero elevado de estudantes que devem ser atingidos por estes conteúdos em um curto espaço de tempo (um semestre). As vantagens neste tipo de ensino encontram-se evidenciadas pela viabilidade económica, participação ativa do aluno no processo de aprendizado da teoria, recompensa imediata, apresentação de informações em pequena escala e outras. Os objetivos desta pesquisa foram: verificar se o curso de instrução programada desenvolvido para a disciplina de Introdução a Informática se mostra adequado a uma população, se o método de ensino individualizado se mostra eficiente e se o CAI desenvolvido apresenta facilidades de compreensão dós conteúdos, 'motivação do aluno para o aprendizado do conteúdo da disciplina, facilidade de uso do software e adequação do aluno ao ensino individualizado. Para tanto foram medidas variáveis relacionadas, basicamente, com o conteúdo do programa, modo ou método de apresentação deste programa e com a flexibilidade do estudo programado tal como é visto pelo aluno. Os resultados deste experimento permitiram que diversos aspectos comportamentais envolvendo os alunos, fossem percebidos. A maioria dos alunos mostrou-se motivada pelo estudo através do . método individualizado com o apoio do computador; houve uma diferença entre a assiduidade do aluno de sala de aula em relação ao aluno de laboratório, registrando um crescimento significativo no interesse pelo assunto abordado; o tempo de compreensão e absorção do conteúdo foi reduzido sensivelmente para os alunos de laboratório, gerando uma maior satisfação de estudo em relação ao grupo que permaneceu em sala de aula. Estes fatos e outros, entre os quais alguns posicionamentos críticos em relação ao método de ensino e o assunto diretamente abordado nesta pesquisa, mostram que os resultados deste experimento foram, de maneira geral, muito positivos. / The development of a course in Informatics using CAI - Computer Assisted Instruction - is presented here. He is used as support to Introduction to Microcomputing course, for students ot Business Administration, both at graduate and post-graduate levels. lhis study is justified by many needs: the lack of teachers for this kind ot course; the growing influence of office automation, generating a need of protessionals with this basic technological knowledge for managerial posts; and the large number of students who must take this course in a short period of time Cone semester). The advantages ot this teaching technique are demonstrated by the relatively low cost, the active participation and instant reward for the student and the presentation of the information in small and selectable modules, among others. The purpose of this research is to test on the adequacy of a course on Introduction to Microcomputing developed tor Lomputer Rssisted Instruction for a group of students; the efficiency of the individualized method of teaching; the ease of use of the CAI and the understanding of the contents; and the motivation of the students to study. The variables that measure this adequacy are the course program, the method or ways of presentation of the program and the flexibility of the programmed study, as perceived by the student. The results of the experiments show many aspects of the students' behaviour when in contact with programmed instruction. Most of them feel motivated to individual study with the help of a computer; an increase in atendance and in the interest on the subject are registered with students of the experiment group when compared to the students of the control group. As a consequence, the learning time is reduced, thus creating a higher Level of satisfaction among the students.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:43:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000438602-Texto+Completo-0.pdf: 1994981 bytes, checksum: a5439343e1d91aaf3b5b229c798861a5 (MD5) Previous issue date: 2012 / The business processes models designed by business analysts act as requirement source to model information systems that may give support to these business processes. Transforming a business process model into a system model is not simple. The notation or language used to design business process model is different from the one used to design the system model. Today, BPMN is the pattern to build process models and UML is the pattern to design system models. The goal of this research is to present a method that helps the transformation business process model created in BPMN to system model using UML use cases. The transformation occurs through analysis of how each business element from a BPMN diagram can result in UML use cases elements. The method presents many alternatives to transform a BPMN element into a UML use case, by identifying the relationships and the initial information of cases descriptions. / Os modelos de processos de negócio definidos pelos analistas de negócio servem como fonte de requisitos para a modelagem dos sistemas de informação que podem ser construídos para dar suporte a esses processos. A transformação de um modelo em nível de negócio para um modelo em nível de sistema não é trivial. A notação ou linguagem utilizada para modelar o negócio é diferente da utilizada para modelar sistema. Atualmente a BPMN é a notação padrão para construção de modelos de processos de negócio e a UML é a linguagem padrão para modelagem de sistemas. O objetivo desse trabalho é apresentar um método que auxilie na transformação de modelos de processos de negócio feitos em BPMN para modelos de sistema utilizando casos de uso da UML. A transformação é realizada através da análise de como cada elemento de um diagrama BPMN pode dar origem a elementos de casos de uso da UML. O método apresenta diferentes possibilidades de transformar um elemento da BPMN em casos de uso da UML, identificando os relacionamentos e informações iniciais da descrição dos casos de uso.