Desenvolvimento de arquitetura para sistemas de reconhecimento automático de voz baseados em modelos ocultos de Markov

Este trabalho foi realizado dentro da área de reconhecimento automático de voz (RAV). Atualmente, a maioria dos sistemas de RAV é baseada nos modelos ocultos de Markov (HMMs) [GOM 99] [GOM 99b], quer utilizando-os exclusivamente, quer utilizando-os em conjunto com outras técnicas e constituindo sistemas híbridos. A abordagem estatística dos HMMs tem mostrado ser uma das mais poderosas ferramentas disponíveis para a modelagem acústica e temporal do sinal de voz. A melhora da taxa de reconhecimento exige algoritmos mais complexos [RAV 96]. O aumento do tamanho do vocabulário ou do número de locutores exige um processamento computacional adicional. Certas aplicações, como a verificação de locutor ou o reconhecimento de diálogo podem exigir processamento em tempo real [DOD 85] [MAM 96]. Outras aplicações tais como brinquedos ou máquinas portáveis ainda podem agregar o requisito de portabilidade, e de baixo consumo, além de um sistema fisicamente compacto. Tais necessidades exigem uma solução em hardware. O presente trabalho propõe a implementação de um sistema de RAV utilizando hardware baseado em FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) e otimizando os algoritmos que se utilizam no RAV. Foi feito um estudo dos sistemas de RAV e das técnicas que a maioria dos sistemas utiliza em cada etapa que os conforma. Deu-se especial ênfase aos Modelos Ocultos de Markov, seus algoritmos de cálculo de probabilidades, de treinamento e de decodificação de estados, e sua aplicação nos sistemas de RAV. Foi realizado um estudo comparativo dos sistemas em hardware, produzidos por outros centros de pesquisa, identificando algumas das suas características mais relevantes. Foi implementado um modelo de software, descrito neste trabalho, utilizado para validar os algoritmos de RAV e auxiliar na especificação em hardware. Um conjunto de funções digitais implementadas em FPGA, necessárias para o desenvolvimento de sistemas de RAV é descrito. Foram realizadas algumas modificações nos algoritmos de RAV para facilitar a implementação digital dos mesmos. A conexão, entre as funções digitais projetadas, para a implementação de um sistema de reconhecimento de palavras isoladas é aqui apresentado. A implementação em FPGA da etapa de pré-processamento, que inclui a pré-ênfase, janelamento e extração de características, e a implementação da etapa de reconhecimento são apresentadas finalmente neste trabalho.

Uma Proposta de arquitetura para editores diagramáticos com funcionalidade de execução

Editores diagramáticos possuem aplicabilidade em diferentes áreas da computação, dentre elas ferramentas CASE, editores gráficos, CAD para circuitos eletrônicos, etc. Uma subclasse desse tipo de editores adiciona a funcionalidade de execução aos diagramas manipulados, permitindo ao usuário executar um diagrama através de técnicas de animação. Esta característica, por sua vez, acarreta na inserção de novos problemas para o projetista de software, sendo o principal deles o reuso independente das funcionalidades de edição e de execução de editores construídos. Com vistas a minimizar este problema este trabalho apresenta uma arquitetura que combina uma estrutura de componentes interconectáveis descrita por meio de BML com um mecanismo de interpretação de scripts como uma alternativa para construção de editores de diagramas com funcionalidade de execução.

RS-122 em Bom Princípio: duplicação ou contorno? : um estudo sobre os impactos sócio-econômicos ambientais da instalação de contorno rodoviário urbano ou duplicação da rodovia existente

O problema deste estudo envolve o impasse na busca de alternativas para cidades, que surgem com o crescimento de vilas, em torno de rodovias, aproveitando o fluxo diário destas estradas para a implantação de seus comércios. A vila vira cidade, fica dividida em duas partes, para onde vai crescendo a urbanização. Cria-se, então, a necessidade de expansão do fluxo de veículos e de cuidado com a população, submetida diariamente ao risco de acidentes. Esta dissertação é o estudo de caso do município de Bom Princípio, que têm hoje a RS-122 passando no meio da cidade, ocasionando uma série de transtornos, como acidentes, poluição, divisão sociocultural, entre outros problemas. Neste caso específico, o impasse foi criado pelo surgimento de duas alternativas para permitir o fluxo crescente de veículos: a duplicação do trecho da RS-122 ou a construção de um contorno ao município. A questão central é a discussão dos impactos socioeconômicos ambientais destas duas alternativas. Para iniciar a construção desta dissertação, nos primeiros momentos, busquei uma teoria que abordasse um tema bastante complexo como este. Parti, então, de uma Teoria Geral do Espaço e segui aspectos específicos, não só a partir da Geografia, mas também de outras ciências. Para definir o que é espaço, trabalhei com Milton Santos. Já Roberto Lobato Corrêa foi importante no trabalho de dissecação deste espaço. Este autor mostrou quem são os agentes que constroem o espaço urbano. Com a leitura de Flávio Villaça, obtive informações sobre como determinado espaço adquire o valor. Na verdade, a partir desta base teórica, fui trazendo outros autores para complementar a sustentação. A coleta foi realizada, através de análise dos processos protocolados no DAER; análise do posicionamento dos vereadores, em documentos oficiais; depoimento, por escrito, de técnicos científicos em assuntos rodoviários; reunião com o chefe do executivo; e entrevistas qualitativas com a comunidade. Atualmente, a rodovia em questão interfere na integração da população da cidade, pois atua como um divisor físico, dificultando as relações sociais e comerciais. Após a análise de tudo o que já havíamos pesquisado, e pelas características físicas, socioeconômicas e culturais de Bom Princípio, chegamos à conclusão que o contorno à cidade é a alternativa mais segura para a população.

A cidade colonial ibero-americana : a malha urbana

Esta dissertação estuda a cidade colonial ibero-americana, a partir de seu traçado, de sua configuração espacial e como produto da milenar tradição urbana do ocidente, em suas variáveis erudita e popular. Foram analisadas as circunstâncias políticas, econômicas e socioculturais que condicionaram os três séculos do período colonial na Ibero-américa e que influenciaram, de um ou de outro modo, o arranjo espacial das cidades. O trabalho identifica os elementos da arquitetura grega, romana, medieval cristã, muçulmana, renascentista, pré-colombiana e barroca que foram naturalmente selecionados, sintetizados e re-elaborados em sua implementação na cidade ibero-americana. Uma tipologia de malhas urbanas é proposta e, a partir da observação e redesenho de plantas urbanas do período colonial, o trabalho analisa e classifica 21 assentamentos produzidos pela colonização espanhola e portuguesa A análise mostra que a cidade colonial ibero-americana constitui de fato um tipo especifico dentro da categoria maior de cidade tradicional, anterior ao movimento moderno. Por ser uma cidade nova, tem implícita na sua gênese a atividade de planejamento. O traçado em malha é o instrumento regulador essencial. Em seu processo de adaptação às determinantes locais, na busca de uma ordem espacial, o traçado em malha passa por diferentes graus de deformação geométrica, o que condiciona a forma e o posicionamento das partes, ou seja, dos elementos da arquitetura urbana - a praça, a rua, o quarteirão, os edifícios singulares e a estrutura predial de tipos recorrentes de edificação -, gerando assim grande diversidade e riqueza de situações espaciais. O trabalho compara as cidades coloniais espanhola e a portuguesa e consta o predomínio das similaridades pelo fato de terem a malha como denominador comum. As diferenças mais relevantes ficam por conta das implantações, das adaptações ao contexto e de outras circunstâncias específicas, não constituindo fator determinante serem elas espanholas ou portuguesas.

Alfred Agache em Curitiba e sua visão de urbanismo

Entre 1940 e 1943, na procura de uma imagem condizente com sua condição de Capital de Estado e tentando acompanhar as grandes transformações urbanas que ocorriam na época, Curitiba contrata o arquiteto e urbanista francês Donat-Alfred Agache (1875-1959), que recém executara o Plano do Rio de Janeiro (1927), para elaborar o Plano de Urbanização para Curitiba. Fato que acaba se tornando o primeiro grande impacto urbano-arquitetônico na sociedade paranaense do século XX. A presente dissertação contextualiza essa proposta urbanística, a partir da formação profissional de Agache na Europa, sua participação na Sociedade Francesa de Urbanistas, o modo didático de fazer urbanismo, sua experiência no Rio de Janeiro e demais trabalhos no Brasil. Além de um simples Plano de Urbanização para Curitiba, Agache demonstra técnica e habilidade em enfrentar problemas e hábitos sociais, características que impõem sua ampla visão de cidade. O processo desencadeado por Agache em 1943, comparado com a realidade urbana anterior, revoluciona a relação entre o homem e seu meio na forma de ver e fazer arquitetura urbana, acontecimento que deixa um legado cultural paradigmático, com inúmeros desdobramentos, fundamental para o urbanismo da Cidade de Curitiba.

Uma Arquitetura de Hardware para estimação de movimento aplicada à compressão de vídeo digital

A tarefa de estimação de movimento, utilizada na compressão de vídeo digital, é normalmente realizada em hardware por processador dedicado, uma vez que demanda expressiva capacidade computacional. Este trabalho propõe e desenvolve uma arquitetura de hardware para realizar o cálculo dos vetores de movimento no contexto de compressão de vídeo digital. Essa arquitetura para estimação de movimento é composta pelos blocos: interface de entrada e saída (E/S), matriz de processamento com 64 elementos de processamento, unidade de comparação e unidade de controle. A arquitetura foi descrita em linguagem VHDL de maneira que o número de bits utilizados para representação da luminância dos pontos é configurável. A partir desta descrição, foi gerado um protótipo para dados representados em 4 bits utilizando um kit de desenvolvimento baseado no dispositivo FPGA XC2S150 da Xilinx. Para validação do algoritmo e da arquitetura implementada, além da simulação, foi desenvolvido um software para plataforma PC capaz de exercitar as funcionalidades do protótipo. O PC é utilizado como dispositivo controlador de E/S para esta validação, na qual uma implementação do algoritmo em software e outra em linguagem de descrição de hardware são comparadas. A máxima freqüência de trabalho do protótipo, estimada por simulação da arquitetura mapeada no FPGA XC2S150, é de 33 MHz. A esta freqüência o núcleo da arquitetura paralela de 64 elementos de processamento realiza cerca de 2,1 GOps (bilhões de operações inteiras por segundo). Esta arquitetura de hardware calcula os vetores de movimento para vídeo no formato 640x480 pontos à taxa de 107,32 quadros por segundo, ou um quadro a cada 9,3 ms. A arquitetura implementada para luminânica em 4 bits ocupa 16 pinos de E/S, 71,1% dos blocos lógicos do FPGA e 83,3% dos blocos de memória disponíveis no dispositivo XC2S150.

Aspectos relevantes para implantação do teletrabalho em empresas sediadas em cidades de pequeno ou médio porte

Freqüentemente apresentado como alternativa de redução de custos no contexto dos grandes centros urbanos, nos quais se acentuam os problemas resultantes da aglomeração, é de se questionar se o teletrabalho não seria também adequado para aplicação em cidades de menor porte. Buscando identificar junto a empresários, gerentes e funcionários de organizações sediadas em Campo Grande - MS, os aspectos relevantes para a estruturação de equipes atuando no regime de teletrabalho, a fim de avaliar as possibilidades de sua implantação, foi conduzida esta pesquisa exploratória, aplicada em uma amostra composta por executivos, gerentes e trabalhadores. Os resultados apontaram que existe uma pré-disposição para a adoção do teletrabalho, maior entre os trabalhadores e menor entre os gerentes. A redução dos gastos, pessoais ou da empresa, é o fator que se destacou como motivador para adoção do teletrabalho.

Uma Proposta de uso da Arquitetura Trace como um sistema de detecção de intrusão

Este trabalho propõe a utilização da arquitetura Trace como um sistema de detecção de intrusão. A arquitetura Trace oferece suporte ao gerenciamento de protocolos de alto nível, serviços e aplicações através de uma abordagem baseada na observação passiva de interações de protocolos (traços) no tráfego de rede. Para descrever os cenários a serem monitorados, é utilizada uma linguagem baseada em máquinas de estado. Esta linguagem permite caracterizar aspectos observáveis do tráfego capturado com vistas a sua associação com formas de ataque. O trabalho mostra, através de exemplos, que esta linguagem é adequada para a modelagem de assinaturas de ataques e propõe extensões para permitir a especificação de um número maior de cenários ligados ao gerenciamento de segurançaa. Em seguida, é descrita a implementação do agente de monitoração, componente-chave da arquitetura Trace, e sua utilização para detectar intrusões. Esse agente (a) captura o tráfego da rede, (b) observa a ocorrência dos traços programados e (c) armazena estatísticas sobre a sua ocorrência em uma base de informações de gerenciamento (MIB { Management Information Base). O uso de SNMP permite a recuperação destas informações relativas µa ocorrências dos ataques. A solução apresentada mostrou ser apropriada para resolver duas classes de problemas dos sistemas de detecção de intrusão: o excesso de falsos positivos e a dificuldade em se modelar certos ataques.

ONNIS-GI: uma rede neural oscilatória para segmentação de imagens implementada em arquitetura maciçamente paralela

A presente tese apresenta a concepção de uma rede neural oscilatória e sua realização em arquitetura maciçamente paralela, a qual é adequada à implementação de chips de visão digitais para segmentação de imagens. A rede proposta, em sua versão final, foi denominada ONNIS-GI (Oscillatory Neural Network for Image Segmentation with Global Inhibition) e foi inspirada em uma rede denominada LEGION (Locally Excitatory Globally Inhibitory Oscillator Network), também de concepção recente. Inicialmente, é apresentada uma introdução aos procedimentos de segmentação de imagens, cujo objetivo é o de situar e enfatizar a importância do tema abordado dentro de um contexto abrangente, o qual inclui aplicações de visão artificial em geral. Outro aspecto abordado diz respeito à utilização de redes neurais artificiais em segmentação de imagens, enfatizando as denominadas redes neurais oscilatórias, as quais têm apresentado resultados estimulantes nesta área. A implementação de chips de visão, integrando sensores de imagens e redes maciçamente paralelas de processadores, é também abordada no texto, ressaltando o objetivo prático da nova rede neural proposta. No estudo da rede LEGION, são apresentados resultados de aplicações originais desenvolvidas em segmentação de imagens, nos quais é verificada sua propriedade de separação temporal dos segmentos. A versão contínua da rede, um arranjo paralelo de neurônios baseados em equações diferenciais, apresenta elevada complexidade computacional para implementação em hardware digital e muitos parâmetros, com procedimento de ajuste pouco prático. Por outro lado, sua arquitetura maciçamente paralela apresenta-se particularmente adequada à implementação de chips de visão analógicos com capacidade de segmentação de imagens. Com base nos bons resultados obtidos nas aplicações desenvolvidas, é proposta uma nova rede neural, em duas versões, ONNIS e ONNIS-GI, as quais suplantam a rede LEGION em diversos aspectos relativos à implementação prática. A estrutura dos elementos de processamento das duas versões da rede, sua implementação em arquitetura maciçamente paralela e resultados de simulações e implementações em FPGA são apresentados, demonstrando a viabilidade da proposta. Como resultado final, conclui-se que a rede ONNIS-GI apresenta maior apelo de ordem prática, sendo uma abordagem inovadora e promissora na solução de problemas de segmentação de imagens, possuindo capacidade para separar temporalmente os segmentos encontrados e facilitando a posterior identificação dos mesmos. Sob o ponto de vista prático, a nova rede pode ser utilizada para implementar chips de visão digitais com arquitetura maciçamente paralela, explorando a velocidade de tais topologias e apresentando também flexibilidade para implementação de procedimentos de segmentação de imagens mais sofisticados.

Presença e uso de tecnologia da informação no ensino de projeto arquitetônico : estudo exploratório nas faculdades de arquitetura e urbanismo de Porto Alegre / RS

O uso de Tecnologia da Informação (TI) tem evoluído muito nos últimos anos e isto influencia, sem dúvida, o ensino e a prática da arquitetura. Observa-se que o ensino de projeto nas escolas de arquitetura se dá através de um processo prático-reflexivo, no qual os alunos aprendem fazendo, sob a orientação dos professores. O conhecimento arquitetônico, portanto, vai sendo construído através da análise e interpretação do projeto e a busca de significados a partir da sua representação, sejam esboços à mão livre ou imagens digitais. Desta forma, as disciplinas de prática projetual têm grande importância, sendo consideradas fundamentais para a formação do arquiteto. Reconhecendo que a aplicação da TI gera novos paradigmas projetuais, mostrou-se importante a investigação da docência e da prática profissional. Este trabalho tem por objetivo caracterizar a presença e o uso de TI no ensino de projeto arquitetônico nas Faculdades de Arquitetura e Urbanismo (FAU) de Porto Alegre, RS. Demonstra-se, através dos resultados de estudo exploratório em quatro FAUs, as características pessoais e a forma como estão sendo desenvolvidas as habilidades dos alunos para a prática de projeto arquitetônico em função das tecnologias disponíveis e das tendências futuras que se apresentam a estes profissionais. Verificou-se como os estudantes usam recursos computacionais em geral, qual o seu o nível de conhecimento sobre TI e como tem sido feita a abordagem pelas FAUs deste tema. Explorou-se, de forma especial, a aplicação de sistemas CAD no processo de projeto arquitetônico Constatou-se que os sistemas ainda são bastante sub utilizados e que as disciplinas dos currículos das FAUs estudadas levam a uma formação aquém da necessidade exigida pelos escritórios de arquitetura, onde o uso de recursos computacionais é corrente. Para estarem adequados as exigências do mercado de trabalho, os estudantes além de completarem o seu Curso, necessitam superar a necessidade de aprendizagem de sistemas computacionais, muitas vezes adquirida durante o estágio ou em cursos extra-curriculares.

Uma Arquitetura reflexiva baseada na web para ambiente de suporte a processo

A presente tese visa contribuir na construção de ambientes de desenvolvimento de software através da proposição de uma arquitetura reflexiva para ambiente de suporte a processo, nomeada WRAPPER (Webbased Reflective Architecture for Process suPport EnviRonment). O objetivo desta arquitetura é prover uma infra-estrutura para um ambiente de suporte a processo de software, integrando tecnologias da World Wide Web, objetos distribuídos e reflexão computacional. A motivação principal para esta arquitetura vem da necessidade de se obter maior flexibilidade na gerência de processo de software. Esta flexibilidade é obtida através do uso de objetos reflexivos que permitem a um gerente de processo obter informações e também alterar o processo de software de forma dinâmica. Para se obter um ambiente integrado, a arquitetura provê facilidades para a agregação de ferramentas CASE de plataformas e fabricantes diversos, mesmo disponibilizadas em locais remotos. A integração de ferramentas heterogêneas e distribuídas é obtida através do uso de tecnologias Web e de objetos distribuídos. Reflexão computacional é usada no ambiente tanto para extrair dados da execução do processo, quanto para permitir a adaptação do mesmo. Isto é feito através da introdução e controle de meta-objetos, no metanível da arquitetura, que podem monitorar e mesmo alterar os objetos do nível base. Como resultado, a arquitetura provê as seguintes características: flexibilidade na gerência de processo, permitindo o controle e adaptação do processo; distribuição do ambiente na Web, permitindo a distribuição de tarefas do processo de software e a integração de ferramentas em locais remotos; e heterogeneidade para agregar componentes ao ambiente, permitindo o uso de ferramentas de plataformas e fornecedores diversos. Neste contexto, o presente trabalho apresenta a estrutura da arquitetura reflexiva, bem como os mecanismos usados (e suas interações) para a modelagem e execução de processo dentro do ambiente de suporte ao processo de software.

Geração de modelos de co-simulação distribuída para a arquitetura DCB

O aumento na complexidade dos sistemas embarcados, compostos por partes de hardware e software, aliado às pressões do mercado que exige novos produtos em prazos cada vez menores, tem levado projetistas a considerar a possibilidade de construir sistemas a partir da integração de componentes já existentes e previamente validados. Esses componentes podem ter sido desenvolvidos por diferentes equipes ou por terceiros e muitas vezes são projetados utilizando diferentes metodologias, linguagens e/ou níveis de abstração. Essa heterogeneidade torna complexo o processo de integração e validação de componentes, que normalmente é realizado através de simulação. O presente trabalho especifica mecanismos genéricos e extensíveis que oferecem suporte à cooperação entre componentes heterogêneos em um ambiente de simulação distribuída, sem impor padrões proprietários para formatos de dados e para a descrição do comportamento e interface dos componentes. Esses mecanismos são baseados na arquitetura DCB (Distributed Co-Simulation Backbone), voltada para co-simulação distribuída e heterogênea e inspirada nos conceitos de federado (componente de simulação) e federação (conjunto de componentes) que são definidos pelo HLA (High Level Architecture), um padrão de interoperabilidade para simulações distribuídas. Para dar suporte à co-simulação distribuída e heterogênea, esse trabalho descreve mecanismos que são responsáveis pelas tarefas de cooperação e distribuição, chamados de embaixadores, assim como o mecanismo gateway, que é responsável pela interoperabilidade entre linguagens e conversão de tipos de dados. Também é apresentada uma ferramenta de suporte à geração das interfaces de co-simulação, que são constituídas de dois embaixadores configuráveis e um gateway para cada federado, gerado a partir de templates pré-definidos.

Arquitetura e paisagem : uma leitura das pousadas no Pantanal

Este trabalho tem o objetivo de delinear as condições de implantação e adequação dos edifícios a regiões especiais de arquitetura de pousadas, desenvolvidas na região do Pantanal, através de levantamento das condicionantes básicas que precisam ser levadas em conta nesta situação, a fim de fornecer subsídios referenciais para o desenvolvimento de uma arquitetura voltada e adaptada à natureza local.

Ecletismo arquitetônico em Jaguarão : um estudo [1870-1940]

O objetivo deste trabalho é fazer uma análise tipológica da arquitetura do período eclético na região sul do estado do Rio Grande do Sul, mais precisamente no município de Jaguarão, ou seja, trata-se de uma contribuição sobre o reconhecimento da arquitetura produzida no tempo e no território em análise, onde identificam-se através de um levantamento iconográfico os elementos arquitetônicos que caracterizam a cidade de Jaguarão e que preservados, permitem uma leitura atual do desenvolvimento tipológico de estruturas edilícias produzidas no período em análise. Não se encontrará uma hipótese a ser demonstrada, pois não se trata de uma tese doutoral; na condição de dissertação de mestrado, almeja representar uma contribuição para a indagação sobre o tema do conhecimento da arquitetura produzida no período e no território considerado, a partir da pesquisa e da organização dos elementos levantados. Esta por sua vez, será composta de três partes: a primeira parte que abordará conceitos como partido, tipo, história e ecletismo que servirão como base no desenvolvimento deste estudo, a segunda parte que fala sobre a história do município de Jaguarão, desde sua origem como guarnição militar, as disputas pelas terras entre Portugal e Espanha e a demarcação da fronteira entre Brasil e Uruguai e a terceira parte que retrata o Ecletismo Arquitetônico em Jaguarão, identificando as características formais de cada período, principalmente as regionais que, segundo Glenda Pereira da Cruz, o diferenciam do restante do país.

"A garantia soy yo" : etnografia das práticas comerciais entre camelôs nas cidades de Porto Alegre (Brasil) e Ciudad del Este (Paraguai)

O Centro de Porto Alegre (Brasil) caracteriza-se pela presença de vendedores de rua desde o século XVIII. Hoje, contudo, essa forma de comércio informal assume proporções extraordinárias, constituindo-se um fenômeno global relacionado à produção e comercialização de pirataria, consumida generalizadamente em todas as camadas sociais. O universo desta pesquisa são os camelôs e sacoleiros regularizados que trabalham na Praça XV de Novembro da capital gaúcha e comercializam mercadorias contrabandeadas de Ciudad del Este (Paraguai), trazidas por eles próprios. A atuação dos camelôs no espaço público envolve uma permanente negociação - ora pacífica, ora conflituosa - com o poder público, lojistas, meios de comunicação e vendedores de rua em situação irregular. Afora as dificuldades do trabalho de rua e a competitividade do ofício, os comerciantes estudados formam suas redes de relações (sejam elas de vizinhança, de parentesco ou de companheirismo de viagem) pautadas pela presença constante da solidariedade e lealdade - códigos simbólicos que dão sustentação ao trabalho cotidiano, conferindo sentido ao trabalho e à vida social. Procura-se, com isso, fornecer uma visão ampla do universo estudado, mostrando várias de suas facetas, acompanhadas ao longo de uma etnografia que aconteceu tanto em Porto Alegre, quanto na fronteira do Brasil com o Paraguai.