Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sergio Ribeiro.pdf: 2037114 bytes, checksum: 2f1113eba33e663f69ba3f87c494c1cc (MD5) Previous issue date: 2015-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Maize is an important crop in national and international level. Its market value is influenced by the quality of the grains. The rot (damaged) grains are an economic and health problem. Strict laws determine the process of classification of grains in healthy and rot, however this procedure is done manually, subject to subjectivity and human errors. The objective of this study was to use computational methods of digital image processing for feature extraction of maize grains. This work also proposed to identify which methods and data mining algorithms are more efficient to solve the problem of rot grain maize identification. For this research it was used corn grain samples from various cooperatives in the Midwest Parana area. These samples were classified by certified technicians in these cooperatives and submitted, with manufacturer and developed programs, to the process of image acquisition, segmentation and extraction of colour and texture characteristics. For the development of programs was used Python together with SimpleCV framework. The extracted image data were saved in a file format of the Weka tool that was used to train and to test the base by employing the methods holdout and cross-validation. All tool algorithms were used for data processing and 24 of them have reached a rate equal accuracy and / or greater than 99%. The best studied related work achieved an accuracy rate of 93% for Steenhoek et al. (2001) and 98% for Draganova et al. (2010a). Between the algorithms with the better results, it was chosen one to generate a model that was implemented and tested with program developed in this work. This model obtained a accuracy rate of 99,8% with this model. The best results were obtained with the combination of HSV color space, and texture characteristics with LBP pattern, and images with a resolution of 300 dpi. / O milho é uma importante cultura em nível nacional e internacional. Seu valor de mercado é influenciado pela qualidade dos grãos. Os grãos ardidos são um problema econômico e sanitário. Rigorosas leis determinam o processo de classificação dos grãos em sadios e ardidos, entretanto este procedimento é feito de forma manual, sujeito à subjetividade e erros humanos. O objetivo deste trabalho foi aplicar métodos computacionais de processamento digital de imagens para extração de características dos grãos de milho. Este trabalho também propôs identificar quais métodos e algoritmos de mineração de dados são mais eficientes para a resolução do problema de identificação dos grãos ardidos de milho. Nesta pesquisa foram usadas amostras de grãos de milho de diferentes cooperativas da região centro oeste do Paraná. Essas amostras foram classificadas por técnicos credenciados nessas cooperativas e submetidas, por meio de programas proprietários e desenvolvidos neste trabalho, aos processos de aquisição de imagens, segmentação e extração de características de cor e textura. Para o desenvolvimento dos programas foi utilizado a linguagem Python em conjunto com o framework SimpleCV. Os dados extraídos das imagens foram armazenados em um arquivo compatível com a ferramenta Weka, que foi utilizado para treinamento e teste da base empregando os métodos de Divisão de Amostras e Validação Cruzada. Todos os algoritmos da ferramenta foram utilizados para processamento dos dados e 24 deles chegaram a uma taxa de acurácia igual e/ou superior a 99%. Os melhores trabalhos correlacionados estudados obtiveram uma taxa de acurácia de 93% para Steenhoek et al. (2001) e 98% para Draganova et al. (2010a). Entre os algoritmos com melhor acurácia foi gerado um modelo, que foi implementado e testado em um programa também desenvolvido neste trabalho, e que chegou a uma acurácia de 99,8%. Os melhores resultados foram obtidos com a combinação do espaço de cor HSV e características de textura com o padrão LBP em imagens com resolução de 300 dpi.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thalita Scharr Rodrigues.pdf: 2564832 bytes, checksum: f5dd6e058b05dbc659cf7c0d5698160c (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Remote Sensing has many techniques and technologies which are able to be applied in agriculture. Among these applications are the analysis of images taken by satellites that are in orbit around the Earth. In this work were used orbital images from Landsat 5 TM and 7 ETM+ about the years 2001, 2004 and 2009 in order to analyze the performance of the application of different vegetation indices such as NDVI, NRVI, SAVI, MSAVI2, AVI and TTVI. Statistical techniques were used as well as image processing, such as visual analysis, Histogram, Index Universal Image Quality (IQI) and Mean Square Error. Among the assessment techniques used were the most appropriate visual analysis in conjunction with the application of the IQI and histogram to detect differences in rates of phenological cycles of discrimination agricultural crops, natural vegetation and soils without vegetation. Indexes that showed the lowest performances were CTVI, followed by TTVI and AVI. The application of these vegetation indices enabled the monitoring of land use in the study area over the three years, without the need for continuous trips to the field.Although the spatial resolution is 30 meters, which is considered moderate for the case study, the images from Landsat 5 TM and Landsat 7 ETM were appropriate for this study. / O Sensoriamento Remoto possui diversas técnicas e tecnologias que podem ser aplicadas na Agricultura. Entre essas técnicas está a análise de imagens obtidas por satélites que estão em órbita ao redor da Terra. Nesse trabalho foram trabalhadas imagens orbitais do Satélite Landsat 5 TM e 7 ETM+ dos anos de 2001, 2004 e 2009 de uma região do município de Ponta Grossa, visando analisar o desempenho da aplicação de diferentes índices de vegetação, como o NDVI, NRVI, SAVI, MSAVI2,AVI, CTVI e TTVI. Foram também utilizadas análises estatísticas e técnicas de processamento de imagem, como análise visual, histograma, Índice de Qualidade Universal da Imagem (IQI) e Erro Médio Quadrático. Dentre as técnicas de avaliação utilizadas, as mais adequadas foram a análise visual em conjunto com o histograma e a aplicação do IQI para verificar as diferenças dos índices na discriminação de ciclos fenológicos de culturas agrícolas, vegetação natural e solos sem cobertura vegetal. Os índices que apresentaram os menores desempenhos foram o CTVI, seguido do TTVI e AVI, respectivamente. A aplicação desses índices de vegetação possibilitou o monitoramento do uso do solo da área estudada ao longo dos três anos, sem a necessidade de idas continuas ao campo. Embora a resolução espacial seja de 30 metros, considerada moderada para o estudo de caso, as imagens do Satélite Landsat 5 TM e Landsat 7 ETM+ foram adequadas para o presente estudo.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wellington Cesar Dias.pdf: 1598855 bytes, checksum: f1c7f26ea17f6de23adcf11d578d1dc1 (MD5) Previous issue date: 2013-09-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nowadays, the process of determining the longitudinal distance between seeds in a plantability test is manual and prone to failures. For maize, the seed distribution in inadequate distances prevents each plant has the space needed for their growth, providing competition for nutrients and light , as well as plants arranged far apart, provide space for the development of weed. Considering the importance of testing plantability and that it has been done manually and prone to failures, this study aimed to develop an automated environment analysis of seed distribution, consisting of a combination of mat plantability, movie camera and software. A treadmill plantability metered seed and topped with carpet, which was incorporated into a frequency inverter to allow the mat to work at different speeds, the videos were recorded using the camera Contour+, and the software was developed in Java, implementing techniques of digital image processing appropriate to the problem at hand. The environment developed made possible to obtain an accurate reading of the distance between seeds by counting the elapsed time between each detection time of each seed crosses a certain video point and the speed of the treadmill. There were performed two different types of tests. In the test with previously known distances, the largest error obtained in the measured distances was 0.9 cm, which represents 2.25% at a distance of 40 cm from seeds, such as maize and the mean error was 0.19 cm which represents 0.48% at a distance of 40 cm from seeds. The tests with long measuring 500 seeds showed that the system detects the most seeds passing the mat, with the highest error rate 1.26%. The proposed environment also allows the detection of seeds with different colors, as in this research were used in natura seeds (yellow, extracted directly from a spike), reddish and bluish, according to the treatment received. It is believed that the solution can assist in the selection of faster and more efficient dosing discs along the plantability tests and consequently in obtaining a better arrangement of plants in the field, leading to higher productivity. / Atualmente, o processo de determinação da distância longitudinal de sementes em um teste de plantabilidade é manual e propenso a falhas. Para a cultura do milho, a distribuição de sementes em distâncias inadequadas impede que cada planta tenha o espaço necessário para seu crescimento, propiciando a concorrência por nutrientes e luz, assim como plantas dispostas de forma muito distantes, propiciam espaço para o desenvolvimento de plantas daninhas. Considerando a importância do teste de plantabilidade e que este vem sendo feito de forma manual e propenso a falhas, este trabalho teve o objetivo de desenvolver um ambiente automatizado de análise de distribuição de sementes, composto por uma combinação de esteira de plantabilidade, câmera de filmagem e software. Foi utilizada uma esteira de plantabilidade com contador de sementes e com cobertura de carpete, à qual foi incorporado um inversor de frequência para possibilitar que a esteira trabalhasse em diferentes velocidades, os vídeos foram registrados utilizando a câmera Contour+, e o software foi desenvolvido em linguagem Java implementando técnicas de processamento digital de imagens adequadas ao problema em questão. Com o ambiente desenvolvido foi possível obter uma leitura precisa da distância entre as sementes, pela contagem do tempo decorrido entre cada detecção do momento em que cada semente cruza determinado ponto do vídeo e a velocidade da esteira. Foram realizados dois tipos diferentes de testes. Com o teste com distâncias previamente conhecidas, o maior erro obtido na medida das distâncias foi de 0,9 cm, que representa 2,25% em uma distância de 40 cm entre sementes, como é o caso do milho e a média de erro foi de 0,19 cm, que representa 0,48% em uma distância de 40 cm entre sementes. Os testes de medição longa com 500 sementes mostraram que o sistema detecta a maioria das sementes que passam na esteira, tendo como maior taxa de erro 1,26%. O ambiente proposto permite também a detecção das sementes em cores variadas, sendo que nesta pesquisa foram utilizadas sementes in-natura (amarelas, extraídas diretamente de uma espiga), avermelhadas e azuladas, de acordo com o tratamento recebido. Acredita-se que a solução pode auxiliar na seleção mais rápida e eficiente de discos dosadores ao longo dos testes de plantabilidade, e consequentemente, na obtenção de uma melhor disposição de plantas no campo, levando a uma maior produtividade.

O modelamento matemático de sistemas físicos é fundamental para diversas aplicações de processamento digital de sinais (PDS). Em muitos dos problemas enfrentados nesse contexto, para que um modelo seja útil, é necessário que ele represente seu análogo físico com precisão e possua características favoráveis para implementação, como estabilidade e compacidade. A obtenção de um modelo que atenda a estes requisitos depende da escolha de um formalismo matemático apropriado. Em se tratando do modelamento de sistemas (significativamente) não-lineares, tal decisão é particularmente desafiadora, uma vez que muitos formalismos com propriedades diferentes foram propostos na literatura. Basicamente, isto se deve à inexistência de uma teoria completa e geral para sistemas não-lineares, diferentemente do que ocorre no caso linear. Porém, em diversos trabalhos que lidam com aplicações nas quais é necessário modelar dispositivos não-lineares, adota-se alguma representação sem que sejam fornecidas justificativas claras e fundamentadas em características físicas do sistema a ser modelado. Ao invés disso, esse importante aspecto é discutido apenas superficialmente, com base em argumentos informais ou heurísticos. Adicionalmente, a definição de certas características estruturais de um modelo que possuem grande impacto sobre seu desempenho frequentemente não é feita de maneira sistemática, o que dificulta uma compreensão precisa do potencial do formalismo subjacente. Visando auxiliar na escolha por um formalismo adequado em aplicações de PDS, neste trabalho propõe-se uma metodologia de avaliação do desempenho de formalismos não-lineares que se apoia sobre considerações físicas. Para tanto, emprega-se um modelo físico do sistema de interesse como referência. Mais especificamente, a estratégia adotada baseia-se em fazer uso do método de bilinearização de Carleman para se obter, a partir deste modelo e de um conjunto de parâmetros típicos, um conjunto de núcleos de Volterra de referência. Uma vez que os núcleos de referência são obtidos, pode-se estimar, por exemplo, a ordem e a extensão de memória mínimas que um filtro de Volterra convencional deve possuir para se atingir o nível de precisão desejado, o que permite avaliar se o uso de modelos deste tipo é viável em termos de custo computacional. Quando este não é o caso, as informações fornecidas pelos núcleos podem ser exploradas para se escolher outra representação, como uma estrutura modular ou uma estrutura de Volterra alternativa. Além disso, os núcleos de referência são úteis ainda para se realizar uma avaliação quantitativa do desempenho da estrutura escolhida e compará-lo com aquele apresentado por um filtro de Volterra convencional. Para a realização do cômputo dos núcleos de referência, um algoritmo que implementa eficientemente o método de Carleman foi proposto. Tal algoritmo, juntamente com a ideia básica da metodologia desenvolvida, constituem as principais contribuições deste trabalho. Como estudo de caso, emprega-se um modelo físico para alto-falantes disponível na literatura para a avaliação da adequação de diversas estruturas ao modelamento de dispositivos deste tipo. Com este exemplo, demonstra-se a utilidade dos núcleos de referência para as finalidades supracitadas. / The mathematical modeling of physical systems is essential for several digital signal processing (DSP) applications. In many problems faced in this context, if a model is to be useful, it must represent its physical analog with precision and possess characteristics that favour implementation, such as stability and compactness. In order to obtain a model that meets those requirements, it is indispensable to choose an appropriate formalism. Regarding the modeling of (significantly) nonlinear systems, this decision is a particularly challenging problem, since many formalisms with different properties have been proposed in the literature. Basically, this is due to the inexistence of a complete and general theory for nonlinear systems as there is in the linear case. In several works that deal with applications in which it is necessary to model nonlinear devices, some representation is adopted without the provision of clear and physically motivated justifications. Instead, this important aspect is discussed only superficially, based on an informal or heuristic reasoning. Additionally, the definition of certain structural characteristics of a model which have great influence on its performance is frequently done in a non-systematic manner, which difficults a precise comprehension of the potential of the underlying formalism. Aiming to assist the choice of an adequate formalism in DSP applications, in this work we propose a methodology for evaluating the performance of nonlinear models that relies on physical considerations. For this purpose, a physical model of the system of interest is used as a reference. Specifically, the adopted strategy is based on using the Carleman bilinearization method for obtaining a set of reference Volterra kernels from that model, considering typical parameter values. Once the reference kernels are obtained, we can estimate, for instance, the order and the minimal memory extension that a conventional Volterra filter must have in order to achieve the desired precision level, which allows us to assess whether using models of this type is feasible in terms of computational cost. When this is not the case, the information provided by the kernels may be exploited for choosing another representation, as a modular structure or an alternative Volterra structure. Furthermore, the reference kernels are also useful for quantitatively evaluating the performance of the chosen structure and for comparing it with a conventional Volterra filter. To perform the reference kernels computation, an efficient algorithm for the Carleman method is proposed. This algorithm, together with the basic idea of the developed methodology, constitute the main contributions of this work. As a case study, a physical model for loudspeakers available in the literature is employed for assessing the suitableness of several structures for modeling devices of this kind. With this example, we show the utility of the reference kernels for the aforementioned purposes.

A proliferação de dispositivos móveis e de redes sem fio tem encorajado um crescente interesse em sistemas e serviços baseados na localização de dispositivos portáteis, especialmente em ambientes internos, como edifícios e residências. A localização de um dispositivo portátil é um parâmetro crítico em aplicações baseadas no contexto, as quais requerem grande precisão na estimativa de localização. Entretanto, projetar e desenvolver sistemas de localização em interiores, com crescente precisão na estimação e decrescente custo de instalação, é um problema desafiador. Uma abordagem bastante interessante para satisfazer os requisitos de baixo custo consiste em utilizar as infra-estruturas existentes de redes locais sem fio (WLAN) no padrão IEEE 802.11, que já estão instaladas em muitos ambientes. A maioria das abordagens para localização usando WLAN propostas na literatura é baseada em técnicas probabilísticas, que apresentam bom desempenho e estão cada vez mais populares. Estas técnicas usam um mapa com a informação da potência recebida do sinal (RSSI) juntamente com a freqüência de presença de sinal coletada de múltiplos pontos de acesso Wi-Fi, em diferentes localizações físicas no ambiente. Porém, a informação sobre freqüência de presença de sinal pode ser muito ruidosa devido à natureza imprevisível das falhas de transmissão, as quais podem ocorrer decorrentes de diversos fatores. Este trabalho propõe um novo sistema de localização Wi-Fi, o WBLS (Wireless Based Location System), que não considera a informação sobre freqüência de presença de sinal no processo de estimação, visando eliminar os ruídos a ela associados. O WBLS explora o fato da potência do sinal Wi-Fi variar com a localização e usa um HMM descrito em um grafo onde os nós representam as localizações e as arestas, as probabilidades de transição em função da topologia do ambiente e das velocidades esperadas de um pedestre portando um dispositivo móvel. Investiga-se em que situações a eliminação da informação sobre freqüência de presença de sinal devido a seus ruídos associados aumenta a exatidão da estimativa de localização, apesar do descarte da informação em si. Os experimentos realizados demonstram que a característica mais importante do WBLS é uma particular robustez ao lidar com desligamentos de pontos de acesso, os quais podem ocorrer sem nenhum aviso ou previsão em um ambiente onde pouco controle se tem sobre sua infra-estrutura. / The proliferation of mobile computing devices and wireless networks has fostered a growing interest in location-based systems and services for Portable Wireless Devices, specially in indoor environments. The location of a handheld device is a critical parameter in context-aware applications, which require high degree of accuracy of location estimation. However, designing and developing indoor location systems with increasing estimation accuracy and decreasing cost installation is a challenging problem. A very interesting approach to reach low-cost requirements consists in using the pre-existing IEEE 802.11 wireless local area network (WLAN) infrastructure that is already installed in many places. Most of the WLAN indoor location approaches proposed in the literature are based on probabilistic techniques which show good performance and are becoming increasingly popular. Such approaches use a map of received signal strength information and signal presence frequency collected from multiple Wi-Fi access points at different physical locations in the environment. However, the signal presence frequency information can be very noisy due to the unpredictable nature of transmissions failures, which can be caused by several factors. This work proposes a new probabilistic-based Wi-Fi location system, WBLS (Wireless Based Location System), which doesn\'t take the signal presence frequency information into account in the estimation process, in an attempt to eliminate its associated noise. WBLS exploits the fact that Wi-Fi signal strength vary with location, and uses an HMM on a graph of location nodes whose transition probabilities are a function of the building\'s floor plan and expected speeds of a pedestrian holding a portable device. We investigate if eliminating signal presence frequency information due to its associated noise increases the accuracy of the location estimation, despite the amount of information about the signal presence that is discarded. Experiments show that the most important feature of WBLS is a particular robustness while dealing with access points shutdowns that may happen without any warning in an environment where there is little control over the infrastructure.

Pour l’analyse de la dynamique territoriale il est fondamental une grande quantité de données et leur intégration avec des données spatiales et statistiques facilite ce processus. La thèse se propose d’analyser la dynamique de la superficie agricole des municipalités du Territoire de la Citoyenneté Região Central-RS (TCRCRS) qui fait partie d’une politique publique spatiale de territoires citoyens. Cette dynamique sera analysée à partir d’une technique de détection de changement connue par Rotation Contrôlée par Axe de Non Changement - RCEN. Ainsi, la thèse a comme objectif évaluer les altérations subies par la superficie agricole au long de la période 1985 / 2010 dans les municipalités du TCRCRS en utilisant l’algorithme RCEN. Les étapes méthodologiques suivantes ont été implémentées: utilisation d’images différentes pour l’obtention de pixeis échantillons de non changement; analyse qualitative de l’organisation de la superficie agricole pour les municipalités de Cacequi, Santiago et Tupanciretã, sélectionnés en raison de leur localisation parmi des différentes sous-unités de paysage dans l’État; définition des seuils pour la délimitation des classes thématiques de l’organisation spatiale de la superficie agricole et évaluation de la fiabilité des résultats de la technique RCEN, utilisée pour déterminer la précision de la classification supervisée des images TM Landsat 5 par une matrice de concaténation. La matrice est basée sur l’algèbre de cartes de façon à obtenir une image numérique finale qui exprime toutes les possibilités de l’espace échantillon. Les résultats ont montré que, avec 1% de signification, la technique RCEN peut être utilisée pour détecter la dynamique dans la superficie agricole en utilisant les seuils de vigueur végétatif de l’IDETEC comparés aux résultats des répertoires Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), qui a été obtenu tout en considérant le total de pluies antérieures au passage du senseur, variable qui interfère sur les valeurs moyennes de NDVI. Des images de détections de changements (IDETEC) ont été engendrées pour analyser les cultures agricoles d’hiver et d’été, s’obtenant 99% de confiance en les images choisies pour la distribution spatiale des classes définies par l’adoption des seuils de ( - 0,5σ ; – 1,5σ ; + 0,5σ ; + 1,5σ), en prenant comme point central de la classe de non changement. Les images de détection de changements ont permis d’estimer et de comparer les classes de l’IDETEC avec les estimations du total d’aire plantée de cultures temporaires et des cultures agricoles de riz, avoine, maïs, soja et blé. Les aires obtenues par l’IDETEC à Tupanciretã ont surestimé l’aire agricole présentée par l’IBGE dans les images d’été avec des variations en pourcentages entre 1,11% dans l’IDETEC 1994/2009 et 8,13% dans l’IDETEC 2004/2010 ; pour les images d’hiver l’altération a été de 9,46% dans l’IDETEC 1989/2007 et de 3,44% dans l’IDETEC 1996/2005. À la municipalité de Cacequi, les variations en pourcentages de cultures temporaires ont été surestimées dans les images d’été en 7,71% dans l’IDETEC 1986/2006 et 20,47% dans l’IDETEC 1993/2005 et sous-estimées dans les images d’hiver en 9,42% dans l’IDETEC 1985/2003 et en 18,11% dans l’IDETEC 1996/2007. À Santiago elles ont été sous-estimées pour la période d’été en 24,76% dans l’IDETEC 1984/2009, pour la période d’hiver en 10,52% dans l’IDETEC 1996/2005 et surestimées en 8,23% dans l’IDETEC 2004/2010 et en 26,12% pour l’image d’hiver IDETEC 1989/2007. La technique RCEN a prouvé être capable d’évaluer des altérations dans la superficie agricole de cultures annuelles pour les municipalités de Cacequi, Santiago et Tupanciretã. / Para análise da dinâmica territorial, é fundamental uma grande quantidade de dados e a integração com dados espaciais e estatísticos, facilita esse processo. A tese propõe analisar, a dinâmica da superfície agrícola de municípios do Território da Cidadania Região Central-RS (TCRCRS), território este que, faz parte de uma política pública de territórios da cidadania. Essa dinâmica, será analisada a partir de uma técnica de detecção de mudança, conhecida por Rotação Controlada por Eixo de Não Mudança - RCEN. Assim, a tese objetiva avaliar as alterações na superfície agrícola, no período de 1985 a 2010, em municípios do TCRCRS, utilizando o algoritmo RCEN. As seguintes etapas metodológicas, foram implementadas: utilização de imagens diferentes, para obtenção de pixeis amostrais de não mudança; análise qualitativamente da organização da superfície agrícola, para os municípios de Cacequi, Santiago e Tupanciretã, selecionados por sua localização em diferentes subunidades de paisagem no Estado; definição dos limiares, para delimitação das classes temáticas da organização espacial da superfície agrícola e, avaliação da confiabilidade dos resultados da técnica RCEN, utilizada pra determinar, a precisão da classificação supervisionada das imagens TM Landsat 5, através de uma matriz de concatenação. A matriz, é baseada em álgebra de mapas de tal maneira, a obter uma imagem numérica final que, expresse todas as possibilidades do espaço amostral. Os resultados, mostraram que, com 1% de significância, a técnica RCEN pode ser utilizada, para detectar a dinâmica na superfície agrícola, utilizando limiares de vigor vegetativo da IDETEC, comparados aos resultados dos índices Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), que foi obtido considerando, o total de chuvas antecedentes a passagem do sensor, que é uma variável que interfere, nos valores médios de NDVI. Foram geradas imagens de detecção de mudanças (IDETEC), para analisar culturas agrícolas de inverno e de verão, obtendo-se 99% de confiança nas imagens selecionadas, para a distribuição espacial das classes definidas pela adoção dos limiares de ( - 0,5σ; – 1,5σ ; + 0,5σ; + 1,5σ), utilizando a como ponto central da classe de não mudança. As imagens de detecção de mudanças, permitiram estimar e comparar as classes da IDETEC, com as estimativas do total de área plantada, de lavouras temporárias, das culturas agrícolas de arroz, aveia, milho, soja e trigo As áreas obtidas pela IDETEC em Tupanciretã, superestimaram a área agrícola, apresentada pelo IBGE, nas imagens de verão com variações percentuais entre 1,11% na IDETEC 1994/2009 e 8,13% na IDETEC 2004/2010, para as imagens de inverno, a alteração foi de 9,46% na IDETEC 1989/2007 e de 3,44% na IDETEC 1996/2005. No município de Cacequi, as variações percentuais de lavouras temporárias foram superestimadas nas imagens de verão em 7,71% na IDETEC 1986/2006 e 20,47% na IDETEC 1993/2005 e, subestimadas nas imagens de inverno em 9,42% na IDETEC 1985/2003 e em 18,11% na IDETEC 1996/2007. Em Santiago, foram subestimadas para o período de verão em 24,76% na IDETEC 1984/2009 e, para o período de inverno em 10,52%, na IDETEC 1996/2005 e superestimadas em 8,23% na IDETEC 2004/2010 e, em 26,12% para a imagem de inverno IDETEC 1989/2007. A técnica RCEN, demonstrou ser capaz de estimar alterações na superfície agrícola, de culturas anuais para os municípios de Cacequi, Santiago e Tupanciretã. / For the analysis of territorial dynamics, a great amount of data is fundamental, and the integration of spatial and statistical data facilitates this process. This thesis proposes to analyze the dynamic of the agricultural surface in the Citizenship Country in the Central Area of Rio Grande do Sul (CCCARS), a country that is part of a public policy of citizenship countries. This dynamics will be analyzed by a change detection technique, known as Rotation Controlled of Non-change Axis (RCNA).Thus, this thesis aims to evaluate the alterations in the agricultural surface, in the period from 1985 to 2010, in CCCARS cities, using the RCNA algorithm. The following methodological steps were implemented: the use of different images in order to obtain non-change sampling pixeis; qualitative analysis of the organization of the agricultural surface in the cities of Cacequi, Santiago and Tupanciretã, which were selected due to their location in different subunits of landscapes in the State; determination of thresholds for the delimitation of thematic clusters in the spatial organization of the agricultural surface; and the evaluation of the reliability of the results of RCNA technique, which was used to determine the accuracy of the supervised classification of Landsat TM 5 images through a concatenating matrix. The matrix is based on the map algebra in such manner that expresses all the possibilities of the sampling space. The results showed that with 1% of significance, the RCNA technique can be used to detect the dynamics of the agricultural surface using threshold of the vigor of the vegetative growth compared with the results of Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), which were obtained considering the total amount of rain previous to the sensor scanning, which is a variable that interferes in the medium values of NDVI. It was created images of changes detection (IDETEC) in order to analyze summer and winter agricultural crops, obtaining 99% of reliability on the selected images, for the special distribution of the defined clusters by the adoption of the threshold values of de ( - 0,5σ; – 1,5σ ; + 0,5σ; + 1,5σ), using the as a central point of nonchange cluster. The change detection images enabled to estimate and compare IDETEC clusters with the estimate of the total planted area of temporary farm, agricultural crop of rice, oat, corn, soybean and wheat. The areas obtained by IDETEC in Tupanciretã overestimated the agricultural area presented by IBGE, with summer images with percentage variance among 1,11% on IDETEC 1994/2009 and 8,13% on IDETEC 2004/2010, for the winter images, the alteration was of 9,46% on IDETEC 1989/2007 and of 3,44% on IDETEC 1996/2007. In the city of Cacequi, the percentage variance of the temporary farms were overestimated on the summer images in 7,71% on IDETEC 1986/2006 and 20,47% on IDETEC 1993/2005 and , and overestimated on the winter images in 9,42% on IDETEC 1985/2003 and in 18,11% on IDETEC 1996/2007. In Santiago, they were underestimated for the summer period in 24,76% on IDETEC 1984/2009 and , for the winter period in 10,52%, on IDETEC 1996/2005 e and overestimated in 8,23% on IDETEC 2004/2010 and, in 26,12% for the winter image IDETEC 1989/2007. The RCNA technique showed itself to be capable of estimating the agricultural surface alteration in annual crops in the cities of Cacequi, Santiago e Tupanciretã.

Fraturas radiculares verticais (FRV) são fraturas longitudinais que acontecem na raiz dos dentes. O diagnóstico clínico da FRV é um desafio, já que os pacientes não apresentam sinais e sintomas patognomônicos. Embora apresente limitações, a radiografia periapical deve ser o primeiro exame a ser realizado, pois possui menor custo e dose de radiação do que os exames tomográficos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a contribuição de novas técnicas de processamento de imagens para o realce da FRV em radiografias periapicais digitais, visando facilitar sua detecção pelos odontologistas. O método de pré-processamento de imagem proposto foi composto de quatro etapas: ajuste geométrico+ negativo, filtragem de ruído, realce de contraste adaptativo e correção Gamma. Trinta radiografias periapicais digitais de dentes (fraturados ou não) tratados endodonticamente e com pino metálico instalado foram adquiridas. Resultados objetivos mostraram que o método desenvolvido aumentou o valor médio da razão contraste-ruído em 173% em comparação com o método de processamento tradicional fornecido pelo fabricante do equipamento. Testes subjetivos foram realizados com dez especialistas (radiologistas e endodontistas), que classificaram as imagens segundo a presença ou ausência de fratura. Os resultados indicaram que o método proposto melhorou a taxa de detecção de FRV pelos especialistas em 14%, em comparação com o método comercial, mas a especificidade foi reduzida. Dessa forma, a proposta deste trabalho pode ser utilizada como uma ferramenta complementar ao método de processamento tradicional, de modo a aumentar a sensibilidade do exame sem comprometer sua especificidade. / Vertical root fractures (VRF) are longitudinal fractures that occur at the root of the teeth. The clinical diagnosis of VRF is a challenge, since the patients have no pathognomonic signs and symptoms. Although it presents limitations, periapical radiography should be the first examination to be performed, because it has a lower cost and radiation dose than tomographic exams. The aim of this work was to evaluate the contribution of new image processing techniques for the enhancement of VRF in digital periapical radiographs, in order to facilitate its detection by dentists. The proposed image preprocessing method was composed of four steps: geometric adjustment+negative, noise filtering, adaptive contrast enhancement and Gamma correction. Thirty digital radiographs of teeth (fractured or not) treated endodontically and with installed metal pin were acquired. Objective results showed that the method developed increased the mean value of the contrast-to-noise ratio by 173% compared to the traditional processing method provided by the equipment manufacturer. Subjective tests were performed with ten examiners (radiologists and endodontists), who classified the images according to the presence or absence of fracture. The results indicated that the proposed method improved the detection rate of VRF by the examiners by 14% compared to the commercial method, but the specificity was reduced. Therefore, the proposal of this work can be used as a complementary tool to the traditional processing method, in order to increase the sensitivity of the test without compromising its specificity.

Muitos métodos de redução de ruído se baseiam na possibilidade de representar o sinal original com um reduzido número de coeficientes de uma transformada, ou melhor, obtém-se um sinal com menos ruído pelo cancelamento dos coeficientes abaixo de um valor adequadamente estabelecido de magnitude. Deve-se supor que a contribuição do ruído se distribua de maneira uniforme por todos os coeficientes. Uma desvantagem destes métodos, quando aplicados a sinais de voz, é a distorção introduzida pela eliminação dos coeficientes de pequena magnitude, juntamente com a presença de sinais espúrios, como o “ruído musical" produzido por coeficientes ruidosos isolados que eventualmente ultrapassam o limiar. Para as transformadas usualmente empregadas, o histograma da distribuição dos coeficientes do sinal de voz possui um grande número de coeficientes próximos à origem. Diante disto, propomos uma nova função de “thresholding" concebida especialmente para redução de ruído em sinais de voz adicionados a AWGN (“Additive, White, and Gaussian Noise"). Esta função, chamada de SoftSoft, depende de dois valores de limiar: um nível inferior, ajustado para reduzir a distorção da voz, e um nível superior, ajustado para eliminar ruído. Os valores ótimos de limiar são calculados para minimizar uma estimativa do erro quadrático médio (MSE): diretamente, supondo conhecido o sinal original; indiretamente, usando uma função de interpolação para o MSE, levando a um método prático. A função SoftSoft alcança um MSE inferior ao que se obtém pelo emprego das conhecidas operações de “Soft" ou “Hard-thresholding", as quais dispõem apenas do limiar superior. Ainda que a melhoria em termos de MSE não seja muito expressiva, a melhoria da qualidade perceptual foi certificada tanto por um ouvinte quanto por uma medida perceptual de distorção (a distância log-espectral). / Many noise-reduction methods are based on the possibility of representing the clean signal as a reduced number of coefficients of a block transform, so that cancelling coefficients below a certain thresholding level will produce an enhanced reconstructed signal. It is necessary to assume that the clean signal has a sparse representation, while the noise energy is spread over all coefficients. The main drawback of those methods is the speech distortion introduced by eliminating small magnitude coefficients, and the presence of artifacts (“musical noise") produced by isolated noisy coefficients randomly crossing the thresholding level. Based on the observation that the speech coefficient histogram has many important coefficients close to origin, we propose a custom thresholding function to perform noise reduction in speech signals corrupted by AWGN. This function, called SoftSoft, has two thresholding levels: a lower level adjusted to reduce speech distortion, and a higher level adjusted to remove noise. The joint optimal values can be determined by minimizing the resulting mean square error (MSE). We also verify that this new thresholding function leads to a lower MSE than the well-known Soft and Hard-thresholding functions, which employ only a higher thresholding level. Although the improvement in terms of MSE is not expressive, a perceptual distortion measure (the log-spectral distance, LSD) is employed to prove the higher performance of the proposed thresholding scheme.

Os parâmetros acústicos da voz abordados em diversas pesquisas de análise digital da voz, apresentam-se válidos para o uso em processo diagnóstico e terapêutico. O grupo de parâmetros de perturbação da voz necessita do conhecimento de todos os períodos do trecho de sinal de voz analisado, para ter seu valor calculado. Esta tarefa é desempenhada pelos determinadores de pitch, e a sua precisão determina a confiabilidade que se pode ter nos parâmetros calculados. Este trabalho visa estudar diversos métodos propostos ao longo dos anos e estabelecer qual destes tem a melhor precisão e robustez, quando utilizados com vozes patológicas. Estuda-se também algoritmos estimadores de pitch como uma ferramenta de auxílio para a correção e ajuste dos determinadores. Os resultados obtidos demonstram a necessidade de modificações externas e internas aos algoritmos determinadores e estimadores, para alcançarem a robustez e precisão desejada. Dois algoritmos determinadores, determinador por autocorrelação e por extração de harmônicas, mostraram-se dentro das metas estabelecidas e confirmam-se como os mais promissores em aplicações para obtenção de parâmetros acústicos da voz. / Several researches of digital speech processing validate the use of acoustic parameters of the voice in diagnosis and therapeutic processes. Perturbation parameters need the knowledge of all the periods of the analyzed voice signal, to have their values calculated. This task is carried out by the pitch trackers and their precision determines the reliability off the evaluated parameters. The purpose of this work is to study several methods proposed along the years and to establish which algorithm has the best precision and robustness, when used with pathological voices. The pitch estimation is also studied as an aid tool for the correction and adjustment of the pitch trackers. The results demonstrate the need of external and internal modifications of the trackers and detector algorithms to reach the wanted robustness and precision. The algorithms for autocorrelation and for extraction of harmonics are confirmed as the most promising in applications for obtaining of acoustic parameters of the voice.

Orientador: Prof. Dr. Mário Minami / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, 2014. / Determinar as características de um objeto é essencial para conhecê-lo e pode ser útil para colocá-lo em um sistema de classificação. Este trabalho pretendeu investigar as frequências naturais de moedas nacionais - as quais, do ponto de vista estritamente físico, tratam-se de discos metálicos- com o auxílio das ferramentas de Processamento Digital de Sinal. O método utilizado consistiu em excitar moedas fixas de modo a fazê-las vibrar segundo suas frequências naturais. Da teoria de Vibração de Discos, as propriedades acústicas de tais discos se relacionam com suas propriedades físicas, com o material de que tais discos são compostos e com as condições de contorno de suas partes componentes. Moedas, mesmo de geometria semelhante, mas feitas de diferentes materiais apresentam conjuntos diferentes de frequências naturais. Assim, moedas de um real fabricadas antes de 2002- quando se deu a mudança dos materiais empregados na cunhagem das moedas ¿ apresentam frequências nitididamente diferentes de uma moeda produzida a partir de então. Para atingir o objetivo proposto, utilizou-se aqui da técnica acústica de campo próximo. Dadas as pequenas dimensões do objeto, foi construído um array de microfones de capsulas de eletreto. O dispositivo foi responsável pela captação da vibração e por sua transdução para ondas sonoras. A caracterização acustica de moedas nacionais talvez possa ser útil no controle de seu processo de cunhagem e, também, para evitar fraudes. / The Determination of the characteristics of an object is essential to understand it and it can be helpful to build a system of classification. This work aims to investigate the natural frequencies of brazilian coins ¿ which are, from a purely physical standpoint,a kind of small plate metal- with the help of Digital Signal Processing tools. The method used was to excite clamped coins in order to make them vibrate according to their natural frequencies. According to the Vibration Theory, the acoustics properties of such plates are related to their physical properties, as well as with the material from which they are made of and the boundary conditions of its component parts. Coins even of similar geometry but made of different materials have different sets of natural frequencies. Thus, a real coin manufactured before 2002 - when there was a change of materials used in the minting of coins - has different set of frequencies from a coin produced since then. To achieve the goal that was proposed, we used here the acoustic near-field technique.Given the small size of the object, a microphones electret capsules array was built. They was responsible for the vibration capture and its transduction to the sound waves. The acoustic characterization of the national coins in circulation in Brazil, might be useful for controlling the process of minting and also to prevent frauds.