Investigação sobre métodos para redução de dimensionalidade dos dados em imagens hiperespectrais

Os recentes avanços na tecnologia de sensores tem disponibilizado imagens em alta dimensionalidade para fins de sensoriamento Remoto. Análise e interpretação dos dados provenientes desta nova geração de sensores apresenta novas possibilidades e também novos desafios. Neste contexto,um dos maiores desafios consiste na estimação dos parâmetros em um classificador estatístico utilizando-se um número limitado de amostras de treinamento.Neste estudo,propõe-se uma nova metodologia de extração de feições para a redução da dimensionalidadedos dados em imagens hiperespectrais. Essa metodologia proposta é de fácil implementação e também eficiente do ponto de vista computacional.A hipótese básica consiste em assumir que a curva de resposta espectral do pixel, definida no espaço espectral, pelos contadores digitais (CD's) das bandas espectrais disponíveis, pode ser substituída por um número menor de estatísticas, descrevendo as principais característicasda resposta espectral dos pixels. Espera-se que este procedimento possa ser realizado sem uma perda significativa de informação. Os CD's em cada banda espectral são utilizados para o cálculo de um número reduzido de estatísticas que os substituirão no classificador. Propõe-se que toda a curva seja particionada em segmentos, cada segmento sendo então representado pela respectiva média e variância dos CD's. Propõem-se três algoritmos para segmentação da curva de resposta espectral dos pixels. O primeiro utiliza um procedimento muito simples. Utilizam-se segmentos de comprimento constante, isto é, não se faz nenhuma tentativa para ajustar o comprimento de cada segmento às características da curva espectral considerada. Os outros dois implementam um método que permite comprimentos variáveis para cada segmento,onde o comprimentodos segmentos ao longo da curva de resposta espectral é ajustado seqüencialmente.Um inconveniente neste procedimento está ligado ao fato de que uma vez selecionadauma partição, esta não pode ser alterada, tornando os algoritmos sub-ótimos. Realizam-se experimentos com um classificador paramétrico utilizando-se uma imagem do sensor AVIRIS. Obtiveram-se resultados animadores em termos de acurácia da classificação,sugerindo a eficácia dos algoritmos propostos.

Análise ambiental e cartografia do uso efetivo e preferencial da terra em fevereiro de 1992, através do sensoriamento remoto

Foi realizado um estudo sobre a situação ambiental numa micro bacia hidrográfica, utilizando o Sensoriamento Remoto e outras fontes como técnica de obtenção e tratamento dos dados. Com o recurso das classificações de imagens digitais, através de um procedimento não-supervisionado e de outro supervisionado, utilizando, respectivamente os métodos da Distância Euclidiana e da Máxima Verossimilhança, foi identificado o uso efetivo aplicado à terra na data de tomada da imagem, de cujo resultado obteve-se um documento cartográfico que representa o uso antrópico da área. Através da identificação das características físicas locais, com base na interpretação visual dos produtos do Sensoriamento Remoto, imagens TM e fotografias aéreas, e de outras fontes, foi feita a identificação do emprego mais adequado a ser aplicado à terra, a qual gerou um outro documento cartográfico representativo. Do cruzamento das informações contidas nas etapas anteriormente descritas, foi realizada uma análise ambiental da área em estudo, a qual também gerou um mapa temático que a representa.

Projeto e implementação de um sistema de instrumentação eletro-eletrônica para caracterização de escoamentos através de processamento digital de imagens

Historicamente, devido à incompreensibilidade dos fenômenos físicos envolvidos, diversas técnicas de análise experimental de escoamentos foram desenvolvidas. Inicialmente, estas técnicas consistiam em uma simples visualização do escoamento em questão. Visava-se com isto produzir a intuição física a respeito do sistema físico para que futuras teorias pudessem ser formuladas. No entanto, nos anos posteriores, tornou-se necessária a criação de técnicas quantitativas. Neste segmento, a evolução tecnológica da eletrônica propiciou que técnicas intrusivas e não intrusivas fossem criadas. Tal processo culminou com o surgimento da microeletrônica, quando sensores eletrônicos de imagem puderam ser fabricados. Assim, técnicas não intrusivas de velocimetria através de processamento digital de imagens tornaram-se referência, possibilitando a medição de campos de velocidade do escoamento em análise. Tais técnicas são atualmente utilizadas não apenas no meio acadêmico, na investigação da turbulência, como na indústria, em projetos de engenharia que envolvam alta tecnologia. Neste trabalho, apresenta-se uma metodologia para a concepção de um sistema de velocimetria de 2 dimensões por processamento digital de imagens. Para tanto, o sistema de velocimetria foi dividido em duas partes, sendo os equipamentos bem como os conceitos físicos envolvidos em cada uma analisados e descritos Por fim, projetou-se e implementou-se um sistema de velocimetria de 2 dimensões através de processamento digital de imagens, modo PIV. A sua validação foi efetuada sobre um escoamento altamente turbulento interno a um duto circular, cuja solução é conhecida e exaustivamente estudada no decorrer dos anos. O resultado obtido se apresentou totalmente satisfatório e demonstrou a grande importância atual de tal técnica de medição.

Quantificação de alterações nucleares nas células epiteliais esfoliadas da mucosa da língua associadas à radiografia panorâmica e análise do padrão de qualidade deste exame

A radioproteção dos pacientes submetidos a exames radiográficos está diretamente ligada à qualidade e à repetição das radiografias realizadas. Esta dissertação é apresentada sob a forma de três artigos. O artigo I avaliou a qualidade de 300 radiografias panorâmicas enviadas a clínicas de ortodontia. As radiografias foram classificadas como excelentes (não se observam erros), aceitáveis para diagnóstico (observam-se erros, contudo os mesmos não impedem o diagnóstico) e inaceitáveis (imagem sem valor diagnóstico). Um total de 16,33% das radiografias foi considerado excelente, 78,66% aceitáveis para o diagnóstico e 5% inaceitáveis. Encontrou-se uma média de 1.54 erros por radiografia, sendo os mais freqüentemente encontrados a falta de contato da língua com o palato (21%), aparecimento de imagens fantasma (19,66%), mento inclinado para cima (15,66%), paciente à frente do plano de foco (13,33%), cabeça girada (13,33%), imagens com alta densidade (10,33%) e com baixa densidade (8,66%). Concluiu-se que os padrões de qualidade da amostra estão de acordo com o preconizado em Guidelines on Radiology Standards for Primary Dental Care, segundo os quais se admite até 10% de imagens inaceitáveis. Contudo, cabe salientar que não se conhece o índice de repetições nas clínicas onde as radiografias da amostra foram obtidas e, tendo passado por um controle de qualidade prévio, todas as imagens deveriam ser classificadas como excelentes ou aceitáveis. O artigo II avaliou a freqüência dos erros que levaram à repetição de radiografias panorâmicas realizadas no Serviço de Radiologia da FO-UFRS. O livro de registros do Serviço mostrou um total de 3815 radiografias panorâmicas realizadas no período de junho de 2002 a junho de 2005. No mesmo período o Serviço apresentou 330 radiografias panorâmicas repetidas, resultando em índice de repetição de 8,65% dos exames. Os erros mais freqüentemente encontrados foram: paciente posicionado à frente do plano de foco (25,15%); cabeça girada para direita ou esquerda (24,84%); cabeça inclinada para frente (21,21%); paciente posicionado atrás do plano de foco (20,30%); imagem com a alta densidade (19,69%); imagem com baixa densidade (17,27%); imagem com baixo contraste (16,96%); imagem com alto contraste (12,72%); cabeça inclinada para direita ou esquerda (12,42%); corte do côndilo na radiografia (11,21); corte do mento na radiografia (8,48%); ausência de contato da língua com o palato (7,27%); paciente se moveu durante a exposição (4,94%); cabeça inclinada para trás (2,72%) e aparecimento de imagem fantasma (2,12%). Encontrou-se uma média de 2,07 erros por radiografia. Conclui-se que os erros mais freqüentemente cometidos foram classificados como erros de posicionamento do paciente e que o Serviço de Radiologia da FO-UFRGS apresenta um índice de repetição de radiografias panorâmicas satisfatório, estando de acordo com os padrões de qualidade estabelecidos pelo Guidelines on Radiology Standards for Primary Dental Care. O artigo III teve por objetivo verificar o efeito da radiação emitida em radiografias panorâmicas sobre as células da borda lateral direita da língua, através da avaliação das alterações nucleares, antes e depois da exposição aos raios X. A amostra foi constituída de 42 indivíduos adultos jovens do gênero masculino, sendo 22 deles pertencentes ao grupo que realizou uma radiografia panorâmica (grupo I) e os outros 20 pacientes pertencentes ao grupo II, que realizou duas radiografias panorâmicas. O exame citopatológico das células esfoliadas da mucosa da língua foi realizado antes da incidência radiográfica e 10 dias após. As células foram obtidas através da raspagem e as lâminas foram coradas pela técnica de Feulgen. Para observação das alterações citopatológicas foram analisadas 2.000 células em cada lâmina e quantificados os micronúcleos, buds, broken eggs, cariorrexes e células binucleadas. As lâminas foram analisadas por um único observador. Constatou-se que existe diferença significativa (p=0,01) para as variáveis broken egg, bud, cariorrexe e célula binucleada antes e depois da exposição à radiação ionizante. Na comparação entre os grupos, verificou-se que as variáveis cariorrexe e célula binucleada apresentaram diferença significativa (p=0,01), ambas com valores superiores para o grupo II.