[pt] O presente trabalho apresenta a modelagem de conhecimento multitemporal para a classificação automática de cobertura do solo para imagens de satélite. O procedimento de classificação agrega os conhecimentos espectral e multitemporal utilizando conjuntos nebulosos e suas pertinências de classe como informação prévia. O método se baseia no conceito de Redes de Markov Nebulosas, um sistema com um conjunto de estados que a cada instante de tempo troca o estado corrente de acordo com possibilidades associadas a cada um. No caso deste trabalho cada estado representa uma classe, e as possibilidades são estimadas automaticamente a partir de dados históricos de uma mesma região geográfica, empregando algoritmos genéticos. A avaliação experimental utilizou um conjunto de imagens Landsat-5 da cidade do Rio de Janeiro, obtidas em cinco datas separadas por aproximadamente quatro anos. Os resultados indicaram que o uso do conhecimento multitemporal, conforme modelado pelo método proposto traz um significante aumento da eficiência de classificação em comparação à classificação puramente espectral, além de flexibilizar o procedimento de classificação no que diz respeito aos dados necessários para o treinamento do modelo. / [en] This work presents a multitemporal knowledge model for automatic classification of remotely sensed images. The model combines multitemporal and spectral knowledge within a fuzzy framework. This method is based on Fuzzy Markov Chains, a system having a set of states that, at each time, change the current state according to the fuzzy possibilities associated to each one. In this work each state represents one class, and the possibilities are automatically estimated based on historical data by using genetic algorithms. The experimental evaluation was carried through for a set of Landsat-5 TM images of the Rio de Janeiro State, Brazil, acquired at five dates separated by approximately four years. Results indicate that the use of multitemporal knowledge as modeled by the proposed method brings an expressive improvement in efficiency to the classification, when compared to the pure spectral classifier. Besides it, adds flexibility to the classification procedure, concerning to necessary data used for model training.

Orientadores: Aldário Chrestani Bordonalli, Júlio César Rodrigues Fernandes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:02:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_VitorBedotti_M.pdf: 8224184 bytes, checksum: f63b4dc7f1e4170cdcb48f49bf1b4155 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: As mudanças nos padrões de tráfego na internet forçam a constante evolução das redes ópticas, que, por serem sistemas com grande capacidade e se estenderam por milhares de quilômetros, são a principal aposta para suprir a demanda por banda. A solução adotada foi aumentar a eficiência espectral da transmissão, por meio do uso de formatos de modulação de alta ordem, como o PSK e o QAM, da detecção coerente e da multiplexação em polarização. Nessa dissertação, os conceitos de uma transmissão coerente digital e os principais algoritmos para a recepção e recuperação de sinal são apresentados, considerando o formato de modulação DP-QPSK com taxa agregada de 112 Gb/s. É proposto, também, um método de adaptação de ganho para o algoritmo de módulo constante (CMA), que acelera a convergência e torna a rotina que rastreia as mudanças no estado de polarização do sinal óptico mais rápido e robusto. Os algoritmos para cada funcionalidade foram testados individualmente em simulação. O melhor conjunto de algoritmos é analisado e configurações experimentais em back-to-back com carregamento de ruído ASE, em anel de recirculação óptico de 225 km com 80 canais DWDM e, também, em transmissão pela Rede Experimental de Alta Velocidade GIGA no trecho Campinas - São Paulo - Campinas. Para a configuração em back-to-back, o limite do sistema foi de 10,5 dB de OSNR. No anel de recirculação, foi possível a transmissão de 80 canais a 112 Gb/s, totalizando 8,96 Tbit/s por 2925 km e ocupando 50 GHz de banda, ou por 2475 km e ocupando 25 GHz. Na rede GIGA, o sistema se mostrou estável, com taxa de erro de bits bem inferior ao limite por mais de 3 horas de análise. O método de adaptação de ganho proposto conseguiu acompanhar mais de 20 Mrad/s e 3 Mrad/s de variação angular no estado de polarização para 34 dB e 15 dB de OSNR, respectivamente, enquanto o CMA sem adaptação de ganho falha a 10 Mrad/s e 1,5 Mrad/s nas mesmas condições. Os resultados demonstram a eficácia e a estabilidade dos algoritmos e a capacidade de recuperação do sinal em simulação, em experimentos laboratoriais ou em campo / Abstract: The changes in traffic patterns due to the Internet force the constant evolution of optical networks. These systems, designed to deliver high transmission capacity over thousands of kilometers, are the key solution to meet the demand for bandwidth. The recent tendency to provide wider bandwidth without changing the infrastructure already deployed has been to increase the spectral efficiency of transmission by using high order modulation formats, such as PSK and QAM, and employment coherent detection along with polarization multiplexing. In this work the concepts of optical digital coherent systems and the main algorithms for signal reception and recovery are presented, considering QPSK modulation format and polarization multiplexing (DP-QPSK) at 112 Gb/s. It is also proposed a method for adaptive adjustment of the constant modulus algorithm (CMA) gain, which accelerates the convergence and makes the algorithm faster and more robust to changes in the state of polarization of the optical signal. The algorithms for each function were tested individually in a simulation setup. The best set of algorithms were then obtained and applied in the receiver end of different experimental setups: back-to-back with ASE noise loading; 225-km optical recirculation loop with 80 DWDM channels; and a field transmission over part of the high-capacity experimental network GIGA (Campinas - São Paulo - Campinas). For the back-to-back setup, the system limit was achieved at 10.5 dB of OSNR. For the recirculation loop, it was possible to transmit up to 80 channels at 112 Gb/s, or 8.96 Tbit/s for overall system capacity, over 2925 km, considering 50-GHz bandwidth signal, or 2475 km for 25-GHz bandwidth signal. For the GIGA network, the system was stable with bit error rate well below the FEC threshold during the 3-hour analysis. The gain adaptation method proposed was able to track over 20 Mrad/s and 3 Mrad/s of angular rotation rate in the state of polarization for OSNRs of 34 dB and 15 dB, respectively, while the CMA without gain adaptation fails to track frequencies above 10 Mrad/s and 1.5 Mrad/s in the same conditions. The results show that the set of algorithms is effective, stable and capable of recovering the signal during simulation, laboratory experiments or field trials / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Um tópico importante na análise de seqüências biológicas é a busca de genes, ou seja, a identificação de regiões codificantes de proteínas. Esta identificação permite a posterior procura de significado, descrição ou categorização biológica do organismo analisado. Atualmente, vários métodos combinam reconhecimento de padrões com conhecimento coletado de conjuntos de treinamento ou de comparações com banco de dados genômicos. Entretanto, a acurácia desses métodos está ainda longe do satisfatório. Novos métodos de processamento de seqüências de DNA e de identificação de genes podem ser criados através da busca por conteúdo (search-by-content). O padrão periódico de DNA em regiões codificantes de proteína, denominada periodicidade de três bases, vem sendo considerado uma propriedade dessas regiões. As técnicas de processamento digital de sinais fornecem uma base robusta para a identificação de regiões com periodicidade de três bases. Nesta dissertação, são apresentados um \\pipeline, os conceitos básicos da identificação genômica, e métodos de processamento digital de sinais utilizados para a identificação de regiões codificantes de proteínas. Introduzimos um novo método para a identificação dessas regiões, baseado na transformada proposta, denominada Transformada Modificada de Morlet. Apresentamos vários resultados experimentais obtidos a partir de seqüências de DNA sintéticas e reais. As principais contribuições do trabalho consistem no desenvolvimento de um pipeline para projetos genoma e na criação de um método de identificação de regiões codificantes onde a periodicidade de três bases seja latente. O método apresenta desempenho superior e vantagens importantes em comparação ao método tradicional baseado na transformada de Fourier de tempo reduzido. / An important topic in biological sequences analysis is gene finding, i.e. the identification of protein coding regions. This identification allows the posterior research for meaning, description or biological categorization of the analyzed organism. Currently, several methods combine pattern recognition with knowledge collected from training datasets or from comparison with genomic databases. Nonetheless, the accuracy of these methods is still far from satisfactory. New methods of DNA sequences processing and genes identification can be created through search-by-content such sequences. The periodic pattern of DNA in protein coding regions, called three-base periodicity, has been considered proper of coding regions. Digital signal processing techniques supply a strong basis for regions identification with three-base periodicity. In this work, we present a bioinformatics pipeline, basic concepts of the genomic identification and digital signal processing methods used for protein coding regions identification. We introduce a new method for identification of these regions, based on a newly proposed transform, called Modified Morlet Transform. We present some obtained experimental results from synthetic and real DNA sequences. The main contributions consist of the bioinformatics pipeline development for genoma projects and the creation of a method for protein coding regions identification where the three-base periodicity is latent. The method presents superior performance and important advantages in comparison to traditional method based on the short time Fourier transform.

Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2016-09-13T21:44:53Z No. of bitstreams: 1 Disserta??o_George.pdf: 4996097 bytes, checksum: ece2301b72ccb1d9d33a2e2837531079 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-13T21:44:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Disserta??o_George.pdf: 4996097 bytes, checksum: ece2301b72ccb1d9d33a2e2837531079 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / The realization of an accurate diagnosis from histological images requires pathologists with practical experience because the characteristics of these images lead to a subjective analysis, which often hamper the accuracy of diagnosis. Systems that help to achieve better diagnoses can minimize doubts and improve the quality of diagnosis, influencing on increasing the effectiveness of medical treatments. This paper describes the research and development of PathoSpotter, a computer system to aid in the identification of diseases from histological images. The PathoSpotter proposes to reduce the lack of support work to histopathological diagnosis of renal diseases since much has been done in the area of cancer, but there is few published material in relation to the Digital Pathology applied to nephrology and hepatology. Our goal in this study was to apply the PathoSpotter the classification of proliferative glomerulopathy, which is a family of primary diseases affecting the kidneys. The work was based on a data set consisting of 811 histological pictures glomeruli and classical techniques of processing digital images and histopathology were used. The PathoSpotter presented a performance of 88.4% accuracy, which was similar to other Digital Pathology jobs that can be found in the literature. / A realiza??o do diagn?stico preciso a partir de imagens histol?gicas requer m?dicos patologistas com vasta experi?ncia pr?tica, pois as caracter?sticas dessas imagens conduzem a uma an?lise subjetiva que muitas vezes dificultam a exatid?o do diagn?stico. Sistemas que auxiliam a obten??o de melhores diagn?sticos podem minimizar d?vidas e melhorar a qualidade dos diagn?sticos, influenciando no aumento da efic?cia dos tratamentos m?dicos. Este trabalho descreve a pesquisa e o desenvolvimento do PathoSpotter, um sistema computacional para aux?lio na identifica??o de patologias a partir de imagens histol?gicas. O PathoSpotter se prop?e a reduzir a car?ncia de trabalhos de apoio ao diagn?stico histopatol?gico das doen?as renais, j? que muito tem sido feito na ?rea de neoplasias, mas h? pouco material publicado em rela??o ? Patologia Digital aplicada ? nefrologia ou hepatologia. Nosso objetivo neste trabalho foi aplicar o PathoSpotter na classifica??o das glomerulopatias proliferativas, que ? uma fam?lia de doen?as prim?rias que afetam os rins. O trabalho se baseou em um conjunto de dados composto por 811 imagens histol?gicas de glom?rulos, e foram utilizadas t?cnicas cl?ssicas de processamento de imagens e histopatologia digital. O PathoSpotter apresentou um desempenho de 88,4% de acur?cia, resultado similar ao de outros trabalhos de Patologia Digital que podem ser encontrados na literatura especializada.

Nesta dissertação é abordado o tema da avaliação de qualidade em sinais de vídeo, especificamente da avaliação objetiva completamente referenciada de sinais de vídeo em definição padrão. A forma mais confiável de se medir a diferença de qualidade entre duas cenas de vídeo é utilizando um painel formado por telespectadores, resultando em uma medida subjetiva da diferença de qualidade. Esta metodologia demanda um longo período de tempo e um elevado custo operacional, o que a torna pouco prática para utilização. Neste trabalho são apresentados os aspectos relevantes do sistema visual humano, das metodologias para avaliação de vídeo em aplicações de televisão digital em definição padrão e também da validação destas metodologias. O objetivo desta dissertação é testar métricas de baixo custo computacional como a que avalia a relação sinal-ruído de pico (PSNR: Peak Signal-to-Noise Ratio), a que mede similaridade estrutural (SSIM: Structural SIMilarity) e a que mede diferenças em três componentes de cor definidas pela CIE (Commission Internationale de l\'Eclairage), representadas por L*, a* e b* em uma dada extensão espacial (S-CIELAB: Spatial-CIELAB). Uma metodologia de validação destas métricas é apresentada, tendo como base as cenas e resultados dos testes subjetivos efetuados pelo Grupo de Especialistas em Qualidade de Vídeo (VQEG: Video Quality Expert Group). A estas métricas é introduzida uma etapa de preparação das cenas, na qual são efetuadas equalização de brilho, suavização de detalhes e detecção de contornos. Controlando-se a intensidade destes filtros, um novo conjunto de medidas é obtido. Comparações de desempenho são realizadas entre estes novos conjuntos de medidas e o conjunto de medidas obtido pelo VQEG. Os resultados mostram que para aplicações em televisão digital de definição padrão, a avaliação utilizando componentes de cor pouco influencia na correlação com as medidas obtidas nos testes subjetivos. Por outro lado, foi verificado que a aplicação adequada de técnicas para suavização de imagens, combinadas com métricas de fácil implementação como a SSIM, elevam seu grau de correlação com medidas subjetivas. Também foi demonstrado que técnicas para extração de contornos, combinadas com a métrica PSNR, podem aumentar significativamente seu desempenho em termos de correlação com os testes efetuados pelo VQEG. À luz destes resultados, foi concluído que medidas objetivas de fácil implementação do ponto de vista computacional podem ser usadas para comparação da qualidade de sinais de vídeo SDTV, desde que devidamente combinadas com técnicas para adequação ao sistema visual humano como a suavização e extração de contornos. / This research is about the video signal quality comparison issue, focusing at full reference metrics using standard definition television. The most reliable way to predict the differences in terms of quality between two video scenes is using a panel of television viewers, under controlled psychometric experimental conditions, resulting in statistical meaningful Differences in Mean Opinion Score (DMOS). The Subjective assessment is both time consuming and costly, therefore with practical limitations. The ideal substitute are objective quality assessment algorithms, whose scores have been shown to correlate highly with the results of DMOS. The goal for this research is to optimize the performance of simple metrics combining it with digital image processing. First this work presents many relevant aspects of the human visual system, methodologies for video evaluation in digital television applications using standard definition (SDTV) and also a validation methodology of these methods. After that, the main goal is to test three very simple metrics in terms of computational cost: PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio), SSIM (Structural SIMilarity) and S-CIELAB (Spatial-CIELAB). original metrics were modified in order to improve their correlations against subjective assessment data. Several experiments combining the advantages of digital image filters for softness and edge extraction have been accomplished within this work. The results show that such simple metrics combined with digital image processing for edge extraction, for example, do improve their correlations with subjective assessment.

Sistemas modernos de comunicação móvel sem fio, como os de quarta geração (4G), têm como principais metas prover elevada capacidade e alta qualidade de serviço (QoS) para os usuários. Para prover tal aumento de capacidade e QoS, sistemas 4G empregam diversas técnicas avançadas de transmissão e maior largura de banda, combinados com algoritmos de alocação de recursos que possam explorar de maneira eficiente tais técnicas, como por exemplo aproveitando as dimensões de diversidade do sistema. Em geral, porém, é necessário também aumentar a potência de transmissão para se atingir o ganho de capacidade desejado, o que implica maior custo para os provedores de serviço, menor tempo de vida para os dispositivos móveis e impacto ambiental cada vez mais pronunciado. Dado que a expectativa é que o número de usuários e a necessidade de dados continuem crescendo rapidamente, torna-se evidente a importância de analisar a relação entre capacidade e potência dispendida pelo sistema. Essa relação pode ser vista através da métrica de eficiência energética (EE), que é dada pela razão entre o número de bits efetivamente recebidos e a energia consumida no processo, revelando quão eficientemente o sistema transforma a energia consumida em informação efetivamente recuperada no receptor. Um sistema otimizado em relação à EE é capaz de transmitir mais informação por unidade de energia consumida, resultando em utilização mais racional e eficiente dos escassos recursos energéticos. Uma segunda questão acerca das metas é em relação à distribuição dos ganhos de capacidade/ QoS pela célula, i.e., quais usuários serão capazes de usufruir da maior capacidade e QoS. Em ambientes macrocelulares urbanos, a perda de percurso pode chegar a várias dezenas de decibéis em distâncias relativamente pequenas, além dos obstáculos naturais, como relevo, e artificiais, como prédios, o que limita ainda mais o desenvolvimento de sistemas energeticamente eficientes. Em abordagens tradicionais, tais problemas exigem a utilização de potências elevadas, em geral superiores à potência que os dispositivos podem utilizar, ou então requerem o aumento da densidade de estações rádio-base (BSs), o que geralmente resulta em custos inviáveis do ponto de vista dos operadores. Assim, busca-se em sistemas 4G emular o aumento da densidade de BSs através do conceito de redes heterogêneas, que são células com menor área de cobertura instaladas em pontos críticos de cobertura da célula original, como por exemplo a região de borda de célula, atendendo de maneira eficiente os usuários. No cenário de redes heterogêneas, um dos principais paradigmas é o conceito de redes cooperativas, no qual estações retransmissoras (RSs) reenviam o sinal recebido da estação fonte para estação destino, reduzindo a potência consumida com o canal móvel sem fio. Como utilizam conexão sem fio com a BS, as RSs podem ser instaladas em regiões com pouca infraestrutura sem a necessidade de grandes modificações, resultando em implantações bastante flexíveis. Assim, este trabalho de doutorado visa investigar estratégias de alocação de recursos baseadas no incremento da eficiência energética para sistemas celulares de quarta e quinta gerações utilizando o paradigma de redes cooperativas, determinando potencialidades e também itens que necessitam ser modificados, otimizados ou mesmo redefinidos, tendo em vista um aumento substancial da eficiência energética global da rede de comunicação sem fio. Busca-se durante o desenvolvimento do modelo de sistema capturar e quantificar as principais características de importantes sistemas celulares em uso atualmente, i.e., LTE-A e WiMAX, de modo que as decisões de design considerem os esforços de padronização, porém não se limitem a eles. Como a abordagem de alocação de recursos baseada em EE pode impactar nas métricas de desempenho do sistema, investiga-se também o compromisso entre as eficiências energética e espectral (SE), de modo que o aumento da EE não seja causado apenas pela degradação da SE e que seja possível obter maior EE para uma mesma SE e QoS. / Modern wireless communication systems, such as the fourth generation (4G) ones, have as main objectives to provide high capacity and quality of service (QoS) for the users. In order to provide such capacity and QoS gain, 4G systems use several advanced transmission techniques and higher bandwidth, combined with resource allocation algorithms that are able to efficiently exploit such techniques, as for example taking advantage of the diversity dimensions of the system. Generally, however, it is also necessary to increase the transmission power to achieve the desired capacity gain, which implies increased costs for service providers, shorter lifetime for the mobile devices and increasingly pronounced environmental impact. Since the expectation is that the number of users and data necessity will continue growing rapidly, it is evident the importance of analyzing the relation between capacity and power expended by the system. This relation can be seen through the energy efficiency (EE) metric, which is given by the ratio between the number of effectively received information bits and the energy consumed in the transmission process, revealing how efficiently the system transform consumed energy into effectively recovered information at the receiver. A system optimized regarding EE is able to transmit more information per unit of energy consumed, resulting in a more rational and efficient utilization of the scarce energetic resources. A second issue is relative to the distribution of the capacity/QoS gains over the whole cell, i.e, which users will be able to take advantage of the higher capacity and QoS. In urban macrocellular environments, the path-loss can reach several tens of decibels in relatively short distances, in addition to natural obstacles, such as land relief, or artificial, such as buildings, which further limits the development of energetically efficient systems. In traditional approaches, such problems require the use of high transmission power, generally greater than the power that the devices can use, or else require increased density of base-stations (BSs), which generally results in unviable costs from the operators point of view. Thus, in 4G systems it is sought to emulate the increase in the density of BSs through the concept of heterogeneous networks, which are cells with smaller coverage area installed in critical points of the original macrocell coverage, as for example the cell-edge area, serving efficiently the users. In the heterogeneous networks scenario, one of the main paradigms is the concept of cooperative networks, in which relay stations (RSs) retransmit the signal received from the source station to the destination station, reducing the power consumed with the mobile wireless channel. As the RSs use a wireless connection to the BS, they can be installed in places with poor infrastructure without requiring major modifications, resulting in very flexible deployments. Thus, this PhD work aims to investigate resource allocation strategies based on the improvement of the energy efficiency for fourth and fifty generation cellular systems using the cooperative networks paradigm, determining potentialities and also items that need to be modified, optimized or even redefined, aiming to a substantial increase in the overall energy efficiency of the wireless communication network. It is sought during the development of the system model to capture and quantify the main features of important cellular systems currently in use, i.e., LTE-A and WiMAX, so that the design decisions consider the standardization efforts, but do not be limited by them. Since the EE-based resource allocation approach can impact the performance metrics of the system, it will be investigated also the tradeoff between energy and spectral (SE) efficiencies, so that the increase in energy efficiency is not caused by degradation of the SE and also to be possible to obtain a higher EE for a same SE and QoS.

Sistemas de levitação magnética são inerentemente não-lineares e, quando con- trolados digitalmente, normalmente, esbarram em limitações do hardware empregado. O objetivo desta tese é apresentar aspectos teóricos e práticos durante a aplicação da teoria de controle H1 não-linear em sistemas de levitação magnética. A primeira con- tribuição desta tese é apresentar um procedimento de projeto de um controlador H1 não-linear que utiliza funções de ponderação com dinâmica, obtidas a partir do projeto de um controlador H1 linear. Assim como no caso linear, essas funções de ponderação possibilitam a rejeição de perturbações, ruídos de sensor, aumento da robustez, den- tre outras especificações. A segunda contribuição é apresentar um procedimento de conversão de uma rotina implementada em ponto-flutuante para ponto-fixo, utilizando minimização de norma l1, que foi implementada em um DSP de 32 bits em ponto- fixo. Resultados experimentais também são apresentados, nos quais a performance do controlador não-linear é especificamente avaliada na fase inicial de levitação. / Electromagnetic suspension systems are inherently nonlinear and often face hard- ware limitation when digitally controlled. The goal of this thesis is to present theoretical and practical aspects during the nonlinear H1 control applied on an electromagnetic suspension system. The first contribution is the design of a nonlinear H1 controller, including dynamic weighting functions, obtained from a linear H1 controller. Just as in the linear case, this dynamic weighting functions provide the disturbance and noise sensor rejection, robustness improvement, among other specifications. The second con- tribution is to present a procedure able to translate a floating-point algorithm into a fixed-point algorithm by using l1 norm minimization due to conversion error, which was then implemented into a 32-bit fixed-point DSP. Experimental results are also pre-sented, in which the performance of the nonlinear controller is evaluated specifically in the initial suspension phase.

Muitas pesquisas tem sido feitas em processamento digital de sinais (PDS) na tentativa de se avaliar o sinal de fala para diagnosticar doenças da laringe. Medidas acústicas têm sido propostas de forma a avaliar indiretamente o trato glotal por meio do sinal de voz coletado através de microfone convencional. Para isso, o modelo paramétrico Liljencrants-Fant (LF) foi desenvolvido para representar o sinal glotal em condições normais e patológicas. Tais parâmetros apresentam vantagens sobre medidas acústicas por possuírem características fisiológicas reais das pregas vocais. Assim, podendo ser empregados para identificação de doenças da laringe. Além da estimação dos parâmetros LF, no domínio do tempo (parâmetros T), a forma de onda da derivativa glotal também pôde ser quantificada através dos parâmetros identificados na literatura por parâmetros R (Rd, Ra, Rk e Rg), parâmetros quocientes Q (SQ, OQ, CQ, AQ e NAQ), parâmetros B1 e B2 que são as extensões de bandas do pulso derivativo LF, e o parâmetro ece, que relaciona os parâmetros &#946 e Ta. Os parâmetros B1 e B2 e ece apesar de serem propostos na literatura, não são encontrados resultados diferentes a essas duas medidas. Os resultados mostraram que os parâmetros B não foram confiáveis na discriminação entre as vozes, por outro lado, o parâmetro ece mostrou-se ser opção na discriminação entre as vozes normais, nódulo e Reinke. O objetivo deste trabalho é direcionar a atenção sobre o sinal glotal, estimando-o automaticamente mediante técnicas de PDS aplicadas ao sinal de fala, visando extrair parâmetros que identifiquem as condições normais e patológicas da laringe. Por fim foram propostos os parâmetros TRp e TRs, visando dissociar os efeitos de primeira ordem dos de ordem superior na fase de retorno do pulso glotal com a finalidade de estimar a real não-linearidade do sub-sistema glotal, retratando as condições normais e patológicas da laringe. Por fim foram propostos os parâmetros TRp e TRs, visando dissociar os efeitos de primeira ordem dos de ordem superior na fase de retorno do pulso glotal com a finalidade de estimar a real não-linearidade do sub-sistema glotal, retratando as condições fisiológicas do movimento das pregas vocais. Com um nível de confiança de 95%, o parâmetro de primeira ordem (TRp) é efetivo na discriminação do Edema de Reinke, porém mostrou-se ineficaz na detecção do nódulo. Em relação ao parâmetro de ordem superior, conclui-se que o TRs é um excelente detetor de vozes patológicas (nódulo e Edema de Reinke), porém não é capaz de discriminar as patologias. / Many researches has been conducted in digital signal processing (DSP) atempting to evaluate the physiological conditions of larynx. Acoustical parameters have been proposed to evaluate the glotal tract from voice signal. One technique proposed is the Liljencrants-Fant model (LF) developed to represent normal and pathologic conditions of the larynx. Those parameters compare favourably as far as real physiologic characteristic of vocal folds is concerned. So, a primary use of the model is the larynx pathologic identification. Beyond LF parameters estimation, (T parameters in the time domain), the waveform of glotal pulse derivative also can be quantified through, R parameters (Rd, Ra, Rk and Rg), quocient parameters (SQ, OQ, CQ, AQ and NAQ), B parameters (B1 and B2) that are band extension of the LF glotal pulse derivative and the ece parameter that in fact, is a relationship between &#946 and Ta. Although proposed in the literature, no results are found, related to B and ece parameters. Our founds show that B parameters do not present good results in voice discrimination, however, ece parameter seems to be good option to discriminate normal voice, nodulo and Reinke edema. The main purpose of this work is to estimate the glotal signal from the voice signal using DSP techniques in order to obtain parameters that identifies the physiological larynx condition. In order to estimate the shape of return phase of glotal pulse, twoparameters have been proposed in this work. The first one evaluates the pulse (TRp, in other words, the first order component of the return phase. The second is responsible to evaluate superior orders components of the return phase (TRs), i.e, the non-linear component of the glotal pulse. With 95% of confidence level, TRp is effective in Reinke edema discrimination however it is inefficient for nodule e dection. By the other hand, the TRs parameter works well to detect pathologic voice however is unable to discriminated them.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TIAGO GERKE.pdf: 2494737 bytes, checksum: 62b5d2787dcdebe0e9ccf39bfa75f626 (MD5) Previous issue date: 2017-02-03 / Wheat cultivation plays an important role to Brazil and the world economic development, as well as in the human diet. The wheat Brazilian production is insufficient to meet the national demand, making research needed in order to improve the yield of this cereal. The goal of this work was to estimate wheat yield, searching for a predictive model through the data mining techniques, with data obtained from high spatial resolution images collected by unmanned aerial vehicles (UAV). The work was carried out in two experimental areas at Ponta Grossa city, Parana state, where for each area eight images were taken, at different culture development stages, with spatial resolution of 3.4cm/px and two images with resolution 10cm/px and 20cm/px, using an eBee UAV with an RGB and a NIR camera. The image processing was done with the Pix4D software, and resulted in an orthomosaics with reflectance values at different wavelengths: Red, Green and Blue, from the RGB camera and Red, Greed and NIR from the NIR camera, besides an image with NDVI values obtained from the arithmetic of NIR and Red wavelengths. The georeferencing correction of each orthomosaic and the extraction of the reflectance values were done with Quantum GIS geographic information system (GIS). From the extracted reflectance values, databases in different proportions (10%, 20%, 40%, 70% and 100%) were created for data mining, using the SMOReg algorithm, based on a support vector machine (SVM) for regression (SVR). The georreferencing correction using 10 control points provided ortomosaics with mean square error (RSME) of distance of 0.35m, which did not show significant difference compared to the correction with 5 control points (RMSE = 0.38m). The reflectance values were different for each study area, making it difficult to indicate better periods for estimating wheat yield. The highest correlation were obtained with data from RGB camera images, followed by the NIR and NDVI camera, with correlations of 0.6168,0.5423 and 0.5324, respectively. The amount of information extracted from the images, reflected in the proportion of the databases, was not significant to generated predictive models, as well as in the correlation indexes, which were statistically the same. Better correlation indices were obtained from the data extracted from the images with spatial resolution of 20cm/px, which suggests that high spatial resolution images may not be adequate for wheat yield estimation. / O cultivo do trigo desempenha um papel importante no desenvolvimento econômico de várias regiões do Brasil e do mundo, bem como na dieta humana. A produção brasileira do trigo é insuficiente para atender à demanda nacional, tornando necessárias pesquisas com intuito de melhorar a produtividade desse cereal. O objetivo desse trabalho foi a estimativa de produtividade do trigo, a partir da criação de modelos preditivos por meio da mineração de dados obtidos em imagens de alta resolução espacial, coletadas por aeronave remotamente pilotada (RPA). O trabalho foi realizado em duas áreas experimentais na cidade de Ponta Grossa – PR, onde para cada área foram feitas oito coletas de imagens, em diferentes estádios de desenvolvimento da cultura, com resolução espacial de 3,4cm/px e duas coletas com resolução 10cm/px e 20cm/px, através de uma RPA eBee utilizando uma câmera RGB e outra NIR. O processamento das imagens foi feito a partir do software Pix4D, e resultou em um ortomosaicos com os valores de refletância em diferentes comprimentos de onda: R, G e B da câmera RGB e R, G e NIR da câmera NIR, além de uma imagem com valores de NDVI obtidos a partir da aritmética das bandas Nir e Red (vermelho). A correção de georreferenciamento de cada ortomosaico e a extração dos valores de refletância foram feitas com auxílio do sistema de informação geográfica (SIG) Quantum GIS. A partir dos valores de refletância extraídos, foram criadas bases de dados em diferentes proporções (10%, 20%, 40%, 70% e 100%) para mineração de dados por meio do algoritmo SMOReg, baseado em máquina de vetor de suporte (SVM) para regressão (SVR). A correção de georreferenciamento utilizando 10 pontos de controle proporcionou ortomosaicos com erro médio quadrático (RSME) de distância de 0,35m, o qual não mostrou diferença significativa para a correção com 5 pontos de controle (RMSE = 0,38m). Os valores de refletância foram diferentes para cada área de estudo, tornando difícil a indicação de melhores períodos para a estimativa de produtividade do trigo. Os maiores índices de correlação da produtividade com os comprimentos de onda, foram obtidos com os dados das imagens da câmera RGB, seguido da câmera NIR e NDVI, com as correlações de 0,6168, 0,5423 e 0,5324, respectivamente. A quantidade de informação extraída das imagens, refletida na proporção das bases de dados, não se mostrou significativa nos modelos preditivos gerados, bem como nos índices de correlação, os quais foram estatisticamente iguais. Índices de correlação melhores foram obtidos a partir dos dados extraídos das imagens com resolução espacial de 20cm/px, o que sugere que imagens de alta resolução espacial podem não ser adequadas para estimativa de produtividade do trigo.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:19:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Victor Schnepper Lacerda.pdf: 2047594 bytes, checksum: f0234089904caa6e03e22d3efba8394c (MD5) Previous issue date: 2017-02-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Soybean cultivation is of great importance to the Brazilian economy, and one of the major obstacles to its high productivity is the Asian soybean rust, a disease caused by the fungus Phakopsora pachyrhizi. The main measure to control the damage caused by this disease is the application of fungicides at the appropriate time, but the biggest obstacle to its implementation is the difficult detection of Asian rust in its early stages. In this sense, remote sensing combined with the use of unmanned aerial vehicles (UAVs) has potential for disease detection, especially for providing information that is hard to assess by traditional means, and for the advantages of quality and cost of this technology. The present work explores the use of unmanned aerial vehicles to detect and predict the severity of Asian soybean rust by use of digital image processing and data mining techniques for retrieval of predictive models of severity in different development stages. The models obtained showed satisfactory potential for Asian rust detection, and a high correlation between disease severity and the visible spectrum (RGB camera), as it was possible to obtain correlation coefficients greater than 93% after the R5 development stage of the soybean crop. / O cultivo da soja (Glycine max) é importante para a economia brasileira, sendo que um dos principais obstáculos à alta produtividade na lavoura é a ferrugem asiática, causada pelo fungo Phakopsora pachyrhizi. O principal fator para o controle de danos causados por essa doença é a aplicação de fungicidas em momento apropriado, porém o maior obstáculo para uso dessa medida é a difícil detecção da ferrugem asiática em estágios iniciais. Nesse sentido, o sensoriamento remoto aliado ao uso de veículos aéreos remotamente pilotados apresenta potencial para detecção da doença, principalmente por fornecer informação de difícil acesso aos meios tradicionais e pelas vantagens de qualidade e custo dessa tecnologia. O presente trabalho explora o uso de veículos aéreos remotamente pilotados para detecção e predição de severidade da ferrugem asiática da soja, associados a técnicas de processamento digital de imagens e de mineração de dados, visando a obtenção de modelos preditivos de severidade nos diferentes estágios de desenvolvimento da soja. Os modelos obtidos demonstraram potencial para a detecção da ferrugem asiática, e uma boa correlação da severidade da doença com o espectro visível (câmera RGB), ao passo que foi possível obter coeficientes de correlação maiores que 93% utilizando o algoritmo SMOREG após o estádio R5 de desenvolvimento da cultura da soja.