Caracterização de microorganismos aquáticos por processamento digital de imagens e redes neurais artificiais

A identificação e o monitoramento de microorganismos aquáticos, como bactérias e microalgas, tem sido uma tarefa árdua e morosa. Técnicas convencionais, com uso de microscópios e corantes, são complexas, exigindo um grande esforço por parte dos técnicos e pesquisadores. Uma das maiores dificuldades nos processos convencionais de identificação via microscopia é o elevado número de diferentes espécies e variantes existentes nos ambientes aquáticos, muitas com semelhança de forma e textura. O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para a caracterização e classificação de microorganismos aquáticos (bactérias e microalgas), bem como a determinação de características cinemáticas, através do estudo da mobilidade de microalgas que possuem estruturas que permitem a natação (flagelos). Para caracterização e reconhecimento de padrões as metodologias empregadas foram: o processamento digital de imagens e redes neurais artificiais (RNA). Para a determinação da mobilidade dos microorganismos foram empregadas técnicas de velocimetria por processamento de imagens de partículas em movimento (Particle Tracking Velocimetry - PTV). O trabalho está dividido em duas partes: 1) caracterização e contagem de microalgas e bactérias aquáticas em amostras e 2) medição da velocidade de movimentação das microalgas em lâminas de microscópio. A primeira parte envolve a aquisição e processamento digital de imagens de microalgas, a partir de um microscópio ótico, sua caracterização e determinação da densidade de cada espécie contida em amostras. Por meio de um microscópio epifluorescente, foi possível, ainda, acompanhar o crescimento de bactérias aquáticas e efetuar a sua medição por operadores morfológicos. A segunda parte constitui-se na medição da velocidade de movimentação de microalgas, cujo parâmetro pode ser utilizado como um indicador para se avaliar o efeito de substâncias tóxicas ou fatores de estresse sobre as microalgas. O trabalho em desenvolvimento contribuirá para o projeto "Produção do Camarão Marinho Penaeus Paulensis no Sul do Brasil: Cultivo em estruturas Alternativas" em andamento na Estação Marinha de Aquacultura - EMA e para pesquisas no Laboratório de Ecologia do Fitoplâncton e de Microorganismos Marinhos do Departamento de Oceanografia da FURG. O trabalho propõe a utilização dos níveis de intensidade da imagem em padrão RGB e oito grandezas geométricas como características para reconhecimento de padrões das microalgas O conjunto proposto de características das microalgas, do ponto de vista de grandezas geométricas e da cor (nível de intensidade da imagem e transformadas Fourier e Radon), levou à geração de indicadores que permitiram o reconhecimento de padrões. As redes neurais artificiais desenvolvidas com topologia de rede multinível totalmente conectada, supervisionada, e com algoritmo de retropropagação, atingiram as metas de erro máximo estipuladas entre os neurônios de saída desejados e os obtidos, permitindo a caracterização das microalgas.

Bela, maternal e feminina: imagens da mulher na Revista Educação Physica

Este texto diz sobre diferentes imagens do corpo da mulher. Diz, mais particularmente, sobre as práticas corporais e esportivas e a visibilidade do corpo feminino no início deste século. Diz de algumas modificações políticas, econômicas e culturais da sociedade brasileira deste tempo, cujas conseqüências, ao mesmo tempo que possibilitam a exibição do corpo feminino promovem, também, estratégias para seu ocultamento. Diz sobre três temas específicos: beleza, maternidade e feminilidade. Essa pesquisa busca mostras imagens da mulher presentes no primeiro periódico específico da Educação Física - a Revista Educação Física - publicada entre 1932 e 1945.

Representações de corpo adolescente feminino na Revista Capricho: saúde, beleza e moda

Esta dissertação fala sobre o corpo. Mais especificamente sobre representações de corpo adolescente feminino produzidas e/ou veiculadas pela revista Capricho. Considerada por mim como um produto da mídia cujas imagens e textos falam às adolescentes deste tempo, analisei todas as edições publicadas nos anos de 2000 e 2001 buscando compreender o que a Capricho ensina às garotas com relação aos seus corpos. Fundamentada no campo teórico dos Estudos Culturais e na História do Corpo, teci minhas análises a partir de três temas: saúde, beleza e moda. Temas esses que emergiram da própria revista uma vez que ela está a falar deles o tempo todo. Decorrente das análises realizadas é possível afirmar que a Capricho, como parte integrante de uma pedagogia cultural, educa as garotas no que respeita à construção de um corpo jovem, moderno e saudável. Um corpo que, ao ser visto, sustenta um look. O look produzido pelas suas páginas e para o qual a garota deve investir diferenciados esforços, seja na aquisição de um jeito atlético e saudável de ser, seja na valorização da magreza e, ainda, na composição de um estilo baseado nos hits da moda.

Modelo de metadados para armazenamento e recuperação de imagens estáticas no formato DICOM

Em linhas gerais, este trabalho aborda os temas de armazenamento de grandes volumes de imagens no formato DICOM, e a recuperação das mesmas com base em informações associadas a estas imagens (metadados independentes do conteúdo), informações obtidas na fase da interpretação das imagens (metadados descritivos de conteúdo), ou usando informações visuais que foram anotadas nas imagens ou extraídas das mesmas, por médicos especialistas em imagens médicas (metadados dependentes do conteúdo). Este trabalho foi desenvolvido com o propósito de elaborar uma modelagem conceitual que permita a descrição dos dados relevantes de imagens no formato DICOM, de maneira a facilitar a recuperação das mesmas posteriormente. As classes pertencentes ao modelo conceitual, decorrentes dessa modelagem, viabilizam a documentação de imagens médicas estáticas no formato DICOM. Visando o armazenamento de um grande volume de imagens médicas por um longo período de tempo, e considerando o desenvolvimento de uma solução economicamente viável para as instituições que provêm diagnóstico médico por imagens, o modelo propõe o armazenamento das imagens em um ambiente separado do banco de dados. Portanto, este trabalho apresenta uma solução que gerencia a localização das imagens em mídias on-line, near-line e off-line. Este gerenciamento mantém o banco de dados atualizado quanto à localização atual das imagens, mantém as imagens armazenadas e distribuídas em mídias conforme a disponibilidade dos recursos físicos de armazenamento, e auxilia na recuperação das imagens. Este modelo serviu como base para a implementação de um sistema protótipo que possibilita a descrição e a recuperação de imagens DICOM. Os resultados obtidos através da implementação do sistema protótipo, em termos de armazenamento, recuperação e gerenciamento da localização das imagens nos diferentes ambientes (online, near-line e off-line), são apresentados e discutidos.

Imagens, esquinas e confluências : um roteiro cinematográfico baseado no romance O Quieto animal da esquina, de João Gilberto Noll, seguido de anotações

Este ensaio pretende, de um lado, identificar e descrever os traços dominantes da literatura e das demais poéticas contemporâneas, e, de outro, relatar o processo de transposição de um texto literário – o romance O Quieto Animal da Esquina, de João Gilberto Noll – para um texto de cinema, o roteiro cinematográfico homônimo, de minha autoria. Menos uma tese acadêmica do que uma tentativa de se constituir como um objeto artístico em si mesmo – tanto em sua condição de roteiro, quanto na de uma aproximação eminentemente subjetiva, não “científica”, de um modo de expressão – este ensaio é uma proposta de discussão sobre a rarefação de limites, sobre o diálogo e a interdependência das artes.

Um Estudo de um sistema de informações hipermídia : caso particular da Assembléia Legislativa do Rio Grande do Sul

O presente trabalho se insere dentro de uma aplicação real na Assembléia Legislativa do Rio Grande do Sul (ALERGS), desenvolvida no Departamento de Sistemas de Informações, aproveitando-se do Sistema PRIMA/Vídeo – um sistema de veiculação interna de sinais de vídeo – já existente desde novembro de 1996. O PRIMA/Vídeo surgiu da necessidade de implantação de um sistema que permitisse o acompanhamento das múltiplas reuniões realizadas simultaneamente no âmbito do Palácio Farroupilha. Um projeto foi elaborado pela IBM do Brasil e implantado um sistema composto por dezesseis câmeras de sinais de vídeo ligadas a uma rede de 120 estações, que recebem analogicamente e em tempo real os sinais de vídeo. Este sistema permite o acompanhamento on-line de qualquer reunião nas dependências da ALERGS, além de receber imagens dos canais das emissoras a cabo. Entretanto, surgiu a necessidade de gravação destes vários eventos ocorridos para posterior exibição, criando, assim, um estudo para um sistema de informações composto de dados multimídia (sinais de vídeo do PRIMA/Vídeo). O Sistema de Informações Hipermídia da Assembléia Legislativa (SIHAL) visa o armazenamento e a disponibilização de sinais de vídeo (imagem e som) aos usuários internos da ALERGS. Através deste novo Sistema, os usuários poderão assistir a reuniões realizadas anteriormente e terão opções com capacidade de: • armazenar e organizar fisicamente os vídeos analógicos das Sessões Plenárias; • organizar o agendamento das Sessões Plenárias solicitadas no canal analógico de vídeo do PRIMA/Vídeo; • armazenar digitalmente os principais trechos de vídeo dos eventos da Assembléia; • fornecer o download dos trechos digitalizados aos usuários pela interface do Sistema; • fornecer a fita de vídeo aos usuários do Sistema; • criar uma base de dados de vídeo referente às imagens digitalizadas das Sessões Plenárias; • fornecer acesso à base de dados de vídeo. A principal contribuição desta dissertação é o estudo sobre soluções mistas, integrando dados multimídia analógicos e digitais com o intuito de propor um Sistema de Informações Hipermídia, o qual foi denominado de SIHAL. Um protótipo do SIHAL será implementado como demonstração da viabilidade das idéias citadas no sistema proposto.

Medidas de estruturas cardíacas fetais através de imagens ecocardiográficas segmentadas

O presente trabalho implementa um método computacional semi-automático para obter medidas de estruturas cardíacas de fetos humanos através do processamento de imagens de ultra-som. Essas imagens são utilizadas na avaliação cardíaca pré-natal, permitindo que os médicos diagnostiquem problemas antes mesmo do nascimento. A dissertação é parte de um projeto desenvolvido no Instituto de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, denominado SEGIME (Segmentação de Imagens Médicas). Neste projeto, está sendo desenvolvida uma ferramenta computacional para auxiliar na análise de exames ecocardiográficos fetais com o apoio da equipe de Cardiologia Fetal do Instituto de Cardiologia do Rio Grande do Sul. O processamento de cada imagem é realizado por etapas, divididas em: aquisição, pré-processamento, segmentação e obtenção das medidas. A aquisição das imagens é realizada por especialistas do Instituto de Cardiologia. No pré-processamento, é extraída a região de interesse para a obtenção das medidas e a imagem é filtrada para a extração do ruído característico das imagens de ultra-som. A segmentação das imagens é realizada através de redes neurais artificiais, sendo que a rede neural utilizada é conhecida como Mapa Auto-organizável de Kohonen. Ao final do processo de segmentação, a imagem está pronta para a obtenção das medidas. A técnica desenvolvida nesta dissertação para obtenção das medidas foi baseada nos exames realizados pelos especialistas na extração manual de medidas. Essa técnica consiste na análise da linha referente à estrutura de interesse onde serão detectadas as bordas. Para o início das medidas, é necessário que o usuário indique o ponto inicial sobre uma borda da estrutura. Depois de encontradas as bordas, através da análise da linha, a medida é definida pela soma dos pixels entre os dois pontos de bordas. Foram realizados testes com quatro estruturas cardíacas fetais: a espessura do septo interventricular, o diâmetro do ventrículo esquerdo, a excursão do septum primum para o interior do átrio esquerdo e o diâmetro do átrio esquerdo. Os resultados obtidos pelo método foram avaliados através da comparação com resultados de referência obtidos por especialistas. Nessa avaliação observou-se que a variação foi regular e dentro dos limites aceitáveis, normalmente obtida como variação entre especialistas. Desta forma, um médico não especializado em cardiologia fetal poderia usar esses resultados em um diagnóstico preliminar.

Comparação entre métodos digitais de linearização de sensores

Na era de sistemas embarcados complexos, a interface direta de dispositivos e sistemas integrados para o mundo real demanda o uso de sensores e seus circuitos analógicos de suporte. Desde que a maioria das características físicas de um sensor requer algum tipo de calibração, este trabalho compara e discute quatro técnicas digitais de calibração adaptadas para aplicação em sistemas embarcados. Para fins de comparação, estes métodos de calibração foram implementados em Matlab5.3, e em um DSP (Digital Signal Processor) . Através das medidas realizadas durante a operação em regime do DSP, pode-se determinar parâmetros importantes de projeto, como potência dissipada e tempo de processamento. Outros critérios de comparação, como área consumida, tempo de processamento, facilidade de automação e taxa de crescimento do custo área e do custo velocidade com o aumento de resolução também foram analisados. Os resultados das implementações são apresentados e discutidos com o objetivo de descobrir qual o melhor método de calibração para aplicações em sistemas embarcados.

Teste embarcado de conversores analógico-digitais

A confiabilidade de sistemas de processamento digital de sinais é, entre tantos fatores, diretamente proporcional à confiabilidade dos conversores analógico-digitais neles presentes para serem usados como interface com o mundo real. Este trabalho propõe um método novo de teste de conversores analógico-digitais baseado em ruído. O método proposto possibilita a detecção de falhas nos conversores em teste. Além disto, a técnica proposta é capaz de estimar simultaneamente características estáticas e dinâmicas tornando-se, portanto, inovador em relação aos demais métodos presentes na literatura. A proposta, a simulação e a implementação do método são apresentadas ao longo desta dissertação. A comparação dos resultados obtidos com um método padrão de teste de ADCs, o método do histograma, comprovam a eficácia do método.

Estudo comparativo da transformada Karhunen-Loève na compressão de imagens

A representação de funções através da utilização de bases (KERNEL) de representação tem sido fundamental no processamento digital de sinais. A Transformada KARHUNEN-LOÈVE (KLT), também conhecida como Transformada HOTELLING, permite a representação de funções utilizando funções-base formadas pelos autovetores da matriz de correlação do sinal considerado. Nesse aspecto essa transformada fornece uma base ótima, isto é, aquela que proporciona o menor valor de Erro Quadrático Médio entre o sinal reconstruído e o original, para um determinado número de coeficientes. A dificuldade na utilização da KLT está no tempo adicional para calcular os autovetores (base) da matriz de correlação, o que muitas vezes inviabiliza a sua utilização nas aplicações em tempo real. Em muitas aplicações a KLT é utilizada em conjunto com outras transformadas melhorando os resultados destas aplicações. Sendo considerada a transformada ótima no sentido do Erro Quadrático Médio, este trabalho apresenta um estudo da Transformada KARHUNEN-LOÈVE nas aplicações de compressão de imagens bidimensionais estáticas e em tons de cinza, realizando também a comparação desta técnica com outras técnicas (DCT e WAVELET) buscando avaliar os pontos fortes e fracos da utilização da KLT para este tipo de aplicação. Duas técnicas importantes para solucionar o problema de cálculo dos autovalores e autovetores da matriz de correlação (Método de JACOBI e Método QL) são também apresentadas neste trabalho. Os resultados são comparados utilizando a Razão Sinal/Ruído de Pico (PSNR), a Razão de Compressão (CR) e os tempos de processamento (em segundos) para geração dos arquivos compactados.

Ferramenta computacional para a medição de campos de velocidade utilizando processamento digital de imagens

A proposta deste trabalho, consiste na elaboração de uma ferramenta computacional para a medição de campos de velocidades em escoamentos com baixas velocidades (< 0,5 m/s) utilizando o processamento digital de imagens. Ao longo dos anos, inúmeras técnicas foram desenvolvidas com este objetivo. Para cada tipo de aplicação, uma técnica se aplica com maior ou menor eficiência do que outras. Para o caso de estudos em fluídos transparentes, onde o escoamento pode ser visualizado, técnicas que utilizam processamento digital de imagens vêm ganhando um grande impulso tecnológico nos últimos anos. Este impulso, é devido a fatores como: câmaras vídeo filmadoras de última geração, dispositivos de aquisição de imagens e componentes de processamento e armazenamento de dados cada vez mais poderosos. Neste contexto, está a velocimetria por processamento de imagens de partículas cuja sigla é PIV (particle image velocimetry). Existem várias formas de se implementar um sistema do tipo PIV. As variantes dependem, basicamente, do equipamento utilizado. Para sua implementação é necessário, inicialmente, um sistema de iluminação que incide em partículas traçadoras adicionadas ao fluido em estudo. Após, as partículas em movimento são filmadas ou fotografadas e suas imagens adquiridas por um computador através de dispositivos de captura de imagens. As imagens das partículas são então processadas, para a obtenção dos vetores velocidade. Existem diferentes formas de processamento para a obtenção das velocidades. Para o trabalho em questão, devido às características dos equipamentos disponíveis, optou-se por uma metodologia de determinação da trajetória de partículas individuais, que, apesar de limitada em termos de módulo de velocidade, pode ser aplicada a muitos escoamentos reais sob condições controladas Para validar a ferramenta computacional desenvolvida, imagens ideais de partículas foram simuladas como se estivessem em escoamento, através do deslocamento conhecido de vários pixels. Seguindo o objetivo de validação, foi utilizada ainda uma imagem real de partículas, obtida com o auxílio de um plano de iluminação de luz coerente (LASER) e câmaras de vídeo tipo CCD. O programa desenvolvido foi aplicado em situações de escoamento real e os resultados obtidos foram satisfatórios dentro da escala de velocidades inicialmente presumida.

Um Mecanismo de realimentação de relevâncias para recuperação de informações visuais utilizando feições a partir de imagens JPEG

Esta dissertação propõe e discute um mecanismo de realimentação de relevâncias (i. e. “Relevance Feedback”). A técnica de realimentação de relevâncias foi introduzida inicialmente em meados dos anos 60, como uma estratégia para refinamento de consultas para a recuperação de informações. Como uma técnica de refinamento de consultas, foi aplicada inicialmente em sistemas de recuperação de informações textuais. Neste caso, os termos ou expressões consideradas importantes, são utilizados na formulação de uma nova consulta. Ao surgirem os sistemas de recuperação de informação visual baseada em conteúdo (CBVIR), houve a necessidade de serem introduzidos novos elementos associados a esse processo de reformulação de consultas, de tal forma que fossem utilizados não apenas as informações de alto nível, como os termos e expressões. Esses novos elementos passaram a considerar também a subjetividade de percepção humana em relação ao conteúdo visual. Neste trabalho, apresenta-se um processo de extração e representação desse conteúdo, através da utilização de feições (conteúdo) de cor e textura, extraídos de imagens JPEG, uma vez que no processo de compressão de imagens nesse formato, utiliza-se coeficientes da Transformada Discreta do Cosseno (DCT), sendo, portanto esses coeficientes utilizados como elementos que possuem as informações associadas a cor e textura na imagem. Além da DCTé utilizada a Transformação Mandala [YSH 83] no processo de agrupamento de somente 10 coeficientes, com o objetivo de produzir 10 imagens com resoluça menor que a imagem original, mas que representam cada uma, o conteúdo de uma frequência particular da imagem original. A escolha por uma representação como essa,é a garantia de uma redução significativa na quantidade de dados a serem processados. Entretanto, a representação obtida nesse formato para as imagens,é com base em conteúdo global de cor e textura, o que pode produzir resultados insatisfatórios. A introdução de um mecanismo de realimentação de relevâncias, associado à representação utilizada, permite contornar a dificuldade apontada acima, através da obtenção de consultas subsequentes, selecionando os objetos mais relevantes, assim como menos objetos não relevantes, utilizando o conhecimento do usuário de forma interativa no refinamento de consultas para recuperação de informações visuais.

A dependência de drogas no discurso do psicólogo : efeitos de sentido

Na presente tese, buscamos investigar o discurso do psicólogo sobre o sujeito dependente de drogas para analisar os aspectos ideológicos constitutivos deste discurso, tendo como referencial teórico-analítico a Análise do Discurso de linha francesa. Escolhemos como espaço discursivo o discurso do psicólogo sobre o sujeito dependente de drogas e o discurso do sujeito usuário e dependente de drogas onde analisamos o funcionamento das designações utilizadas para referir-se ao sujeito que depende de drogas. Por conseguinte, trabalhamos com o discurso sobre e com o discurso do sujeito dependente. Dividimos nossa investigação em duas partes. Na primeira parte apresentamos os conceitos que sustentarão o trabalho, entre eles o conceito de sujeito e sentido, determinados pelas posições ideológicas em jogo no processo sócio-histórico em que o discurso é produzido e pela intervenção do inconsciente. Trabalhamos com os conceitos de imaginário, real e simbólico e com a designação bem como com categorias que nela intervêm como silêncio e memória. Ao final desta primeira parte, mostramos as repercussões decorrentes da concepção de sujeito e sentido da Análise do Discurso para a analise do trabalho clínico. Na segunda parte da tese apresentamos nossa metodologia, mostramos a constituição do corpus e preparamos as análises. Fazem parte do corpus discursivo desta tese seqüências discursivas extraídas do discurso de oito psicólogos; de dois sujeitos dependentes de drogas em tratamento e de quatro sujeitos usuários de drogas que não estão em tratamento. Dividimos o corpus em dois Recortes. No primeiro Recorte, analisamos as imagens que o psicólogo tem de seu lugar e seu discurso sobre o sujeito dependente de drogas e, no segundo Recorte, estudamos o discurso do sujeito usuário e dependente de drogas sobre o sujeito dependente de drogas. No percurso do trabalho, foi possível identificar que todas as posições-sujeito ocupadas pelo psicólogo estão inscritas numa mesma formação discursiva, existindo deslizamentos de sentidos que não representam uma ruptura com a formação ideológica. A prática discursiva do psicólogo está determinada pelo seu próprio processo histórico de constituição, que impõe a neutralidade e objetividade na clínica assim como os sentidos que devem circular sobre os sujeitos a serem tratados. Nossas análises indicam que não existe neutralidade na prática discursiva do psicólogo: os sentidos que se produzem nessa formação discursiva são regulados pelas identificações com os sentidos dominantes da Psicologia. Comparando o discurso dos psicólogos com o do próprio sujeito dependente, não existem posições ideologicamente contrárias. De acordo com a análise de nosso corpus o sujeito dependente de drogas e em tratamento se encaixa nas expectativas do psicólogo e faz um movimento de incorporação dos sentidos do discurso do psicólogo.

Criança na Internet : constituindo a coletividade em ambientes virtuais

Nesta dissertação, proponho-me investigar o processo de interações interindividuais de crianças em ambientes virtuais, a fim de acompanhar a constituição da coletividade nos mesmos. Para tanto, fundamentei-me no interacionismo piagetiano, tecendo também com o dialogismo bakhtiniano e as reflexões de Pierre Lévy sobre as Tecnologias Digitais da Informação e da Comunicação. Com esses pressupostos, constituiu-se um olhar que possibilitou realizar as análises apresentadas no presente trabalho. Em um primeiro momento, foi feito um estudo exploratório sobre a interação de crianças na Internet, no qual acompanhou-se o acesso às ferramentas e às produções dos colegas. A partir desse estudo, desenvolveu-se um protótipo de plataforma de software denominado CRIANET (CRIAnça na interNET). Este é um espaço que integra ferramentas para a comunicação síncrona e assíncrona e oportuniza o encontro dos participantes através da rede. Posteriormente, foi realizado um trabalho com alunos do ensino fundamental voltado à coletividade, no qual acompanhou-se a efetivação das trocas entre os sujeitos. A leitura desse processo contribuiu para o entendimento da inserção de crianças na Internet, consolidando-a enquanto um meio de comunicação que favorece a transversalidade e a reciprocidade.

Efeito de materiais forradores sobre o comportamento biológico da dentina cariada e presença bacteriana análises clínica e ultraestrutural

Resumo não disponível.