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.

Integração de dados por meio de geoprocessamento, para a elaboração de mapas geotécnicos, análise do meio físico e suas interações com a mancha urbana : o caso de Porto Alegre (RS)

A elaboração de diagnósticos e a tomada de decisões sobre o meio físico, com a finalidade de estabelecer diretrizes para a ocupação racional do solo, são cada vez mais prementes, especialmente, no que diz respeito ao direcionamento da expansão urbana para áreas mais favoráveis. Da mesma forma, a facilidade de acesso aos parâmetros geotécnicos de uma região constituí um inestimável recurso nas etapas preliminares dos projetos de Engenharia, no planejamento de atividades extrativas e nos programas de preservação ambiental. A cartografia geotécnica, nesse sentido, tem sido um dos instrumentos mais eficientes para a avaliação do meio físico nas últimas décadas. Entretanto, o desenvolvimento de um mapa geotécnico requer a análise de um grande número de informações que precisam ser tratadas e combinadas com rapidez. Esta tese apresenta uma metodologia para a integração de dados, por meio da ferramenta básica geoprocessamento, visando agilizar, na fase de escritório, a elaboração de mapas geotécnicos e a análise de determinados aspectos do meio físico sob o ponto de vista da Geotecnia, bem como suas interações com a mancha urbana existente. A área teste escolhida é o município de Porto Alegre (RS) situado na porção leste do estado do Rio Grande do Sul, à margem esquerda do Lago Guaiba, cuja paisagem é marcada pela diversidade de cenários naturais formados por terrenos de coxilhas, morros, cristas, lagos e planícies. A metodologia envolve a captura, o processamento e a integração de informações provenientes de fontes diversas como mapas temáticos, levantamento aerofotogramétrico, cartas topográficas, fotografias aéreas, imagens de satélite, boletins de sondagens SPT (Standart Penetration Test), dissertações e teses acadêmicas. Para isso, é constituída por nove etapas distintas, que utilizam: a) sistema de digitalização para a conversão de informações analógicas para o meio digital; b) modelagem digital do terreno (MDT) para o modelamento e a identificação do relevo, a determinação de declividades, o mapeamento de áreas com isodeclividades e o cálculo do fator topográfico, esse último objetivando a determinação da suscetibilidade à erosão laminar; c) técnicas de processamento e classificação de imagens orbitais para os mapeamentos das áreas inundáveis e da mancha urbana; d) Sistemas de Informações Geográficas (SIGs) para o processamento e a integração de informações georreferenciadas no computador; e) banco de dados digital para o armazenamento de dados descritivos sobre o meio físico e parâmetros geotécnicos obtidos em laboratório, sondagens e outras formas de investigação in situ. A estimativa das unidades geotécnicas é procedida com base na proposta metodológica para mapeamento geotécnico desenvolvida por Davison Dias (1995), na Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS). Além da elaboração do mapa geotécnico, a metodologia propõe a análise e o cruzamento de vários fatores do meio físico com a mancha urbana existente, ou com uma subárea pertencente à região de estudo, a geração de mapas de aptidão do solo para diferentes usos e a identificação das áreas consideradas de eventos perigosos e de risco geológico. Os principais softwares empregados são o AutoCAD@, o SURFER@, ACESS@ e o IDRISI 2.0@, desenvolvido pela Clark University, USA. Os resultados obtidos a partir da implementação da metodologia demonstraram a importância e a contribuição que a ferramenta básica geoprocessamento pode trazer aos estudos geotécnicos. Os diferentes sistemas de geoprocessamento utilizados para a manipulação e tratamento das informações espaciais mostraram-se adequados e eficientes quando aplicados na coleta, processamento e integração de dados geotécnicos. Para a área teste foram identificadas trinta e sete unidades com perfis de solos com comportamento geotécnico praticamente similar frente ao uso e à ocupação do solo, cujas informações descritivas sobre o meio físico puderam ser facilmente acessadas e visualizadas, no computador, por meio da integração banco de dados geotécnicos com Sistema de Informações Geográficas. Por outro lado, o emprego de técnicas de processamento e classificação de imagens digitais revelou-se um recurso importante para a obtenção de informações sobre o meio físico, enquanto o uso de modelagem digital do terreno (MDT) agilizou o mapeamento das declividades e o cálculo da suscetibilidade potencial à erosão laminar, além de permitir a geração do relevo em perspectiva da região estudada.

Mapas da formação docente na década de 90 : espaços de regulação social e emancipações possíveis

A presente pesquisa, Mapas da formação docente na década de 90: espaços de regulação social e de emancipações possíveis analisa, com base no projeto socio-econômico em vigor no Brasil, as tendências que são projetadas nas reformas da formação de professores. O estudo valeu-se da abordagem cartográfica analisando os mapas normativos oficiais representados nesta investigação pela Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional de 1996, pelo Plano Nacional de Educação e pelas Diretrizes Curriculares para Formação de professores para a Educação Básica. A pesquisa deteve-se, igualmente, na análise do mapa de um lugar, em suas interrelações com as determinações das políticas macroeducacionais. Estas reflexões foram confrontadas com uma proposta de resistência, nominada também de mapa emancipatório, conforme ensinamento de Santos (1998, 2000). As conclusões provisórias do processo investigativo sinalizam para as marcas reguladoras do processo de formação traduzidas em: transnacionalização das políticas educativas; educação para o mercado; falsa autonomia; avaliação de desempenho; participação de baixa intensidade; formação, profissional gerenciada; ênfase no técnico e no administrativo; razão prática. Propondo mapas emancipatórios defende-se a educação como direito universal e bem público; o conhecimento emancipatório; uma política global de formação. A pesquisa reforça a necessidade de construir novos mapas, os quais sejam portadores de novas frentes de diálogo, de utopia e de emancipações.

A climatologia aplicada ao ambiente construído : uma contribuição à caracterização climática de Porto Alegre/RS

Com caráter informativo, inicia-se apresentando a relação entre a climatologia e o ambiente construído, em seus campos especificos de aplicação (urbanismo, projeto de edificações, execução de obras, e manutenção e uso das construções), considerando-se os aspectos históricos, econômico-ecológicos e os ligados à súde e ao conforto do usuário, abrangidos por tal relação. A importância da disponibilidade de informações climatológicas é então comentada, bem como diversas metodalagias de análise e representação de dados climáticos. Com caráter aplicativo, apresenta-se uma contribuigão à caracterização climática da cidade de Porto Alegre, RS. São analisadas os valores médios horários-mensais doa principais parâmetros climáticos disponíveis (temperatura, umidade, velocidade e direção do vento, e nebulosidade), propondo-se uma representação gráfica sintética alternativa para os mesmos. A análise é complementada pala execução de dois procedimentos técnicos: avaliação do conforto térmico, com identificação do período critico de verão, e projeto de dispositivo de sombreamento de aberturas retangulares. Embora esteja em foco o caso específico de Porto Alegre, tais metodologias encontram-se descritas de modo a serem aplicadas a qualquer outra localidade, procurando-se ampliar a utilidade prática do presente estudo.

Aquisição e otimização de mapas de navegação usando redes neurais

A capacidade de encontrar e aprender as melhores trajetórias que levam a um determinado objetivo proposto num ambiente e uma característica comum a maioria dos organismos que se movimentam. Dentre outras, essa e uma das capacidades que têm sido bastante estudadas nas ultimas décadas. Uma consequência direta deste estudo e a sua aplicação em sistemas artificiais capazes de se movimentar de maneira inteligente nos mais variados tipos de ambientes. Neste trabalho, realizamos uma abordagem múltipla do problema, onde procuramos estabelecer nexos entre modelos fisiológicos, baseados no conhecimento biológico disponível, e modelos de âmbito mais prático, como aqueles existentes na área da ciência da computação, mais especificamente da robótica. Os modelos estudados foram o aprendizado biológico baseado em células de posição e o método das funções potencias para planejamento de trajetórias. O objetivo nosso era unificar as duas idéias num formalismo de redes neurais. O processo de aprendizado de trajetórias pode ser simplificado e equacionado em um modelo matemático que pode ser utilizado no projeto de sistemas de navegação autônomos. Analisando o modelo de Blum e Abbott para navegação com células de posição, mostramos que o problema pode ser formulado como uma problema de aprendizado não-supervisionado onde a estatística de movimentação no meio passa ser o ingrediente principal. Demonstramos também que a probabilidade de ocupação de um determinado ponto no ambiente pode ser visto como um potencial que tem a propriedade de não apresentar mínimos locais, o que o torna equivalente ao potencial usado em técnicas de robótica como a das funções potencias. Formas de otimização do aprendizado no contexto deste modelo foram investigadas. No âmbito do armazenamento de múltiplos mapas de navegação, mostramos que e possível projetar uma rede neural capaz de armazenar e recuperar mapas navegacionais para diferentes ambientes usando o fato que um mapa de navegação pode ser descrito como o gradiente de uma função harmônica. A grande vantagem desta abordagem e que, apesar do baixo número de sinapses, o desempenho da rede e muito bom. Finalmente, estudamos a forma de um potencial que minimiza o tempo necessário para alcançar um objetivo proposto no ambiente. Para isso propomos o problema de navegação de um robô como sendo uma partícula difundindo em uma superfície potencial com um único ponto de mínimo. O nível de erro deste sistema pode ser modelado como uma temperatura. Os resultados mostram que superfície potencial tem uma estrutura ramificada.

Valores institucionalizados e instituídos pelas lideranças da Claro Digital

Com o advento do mundo globalizado nasce uma nova moeda para valorização das tarefas, o tempo. Ficando claro desta forma que todos devem saber para onde estão sendo guiados e também para onde guiar seus esforços corporativos e pessoais. Para auxiliar neste cenário, as empresas começaram a estabelecer quais seriam suas linhas de atuação no mercado, definindo através da Missão o motivo de sua existência (o quê?), o seu objetivo de futuro através da Visão (para quê?) e quais os Valores que devem estar presentes (como?). Os objetivos que permearam esta pesquisa focaram a questão dos Valores, tentando identificar se as importâncias pessoais dos gestores estão em linha com os valores corporativos da empresa Claro Digital, cruzando valores instituídos com valores institucionalizados, assim como saber quais os estilos de liderança praticados pelos gestores para trabalhar, ou não, a divulgação destes valores junto com os associados sob sua responsabilidade. Neste processo de elaboração da visão, missão e valores, observou-se que toda criação, desenvolvimento e implantação foi muito bem conduzida pela então presidência e diretoria da empresa, no entanto houve má condução na manutenção destes princípios, deixando sem reflexo futuro todo o esforço anterior. Para levantamento dos dados foi aplicada pesquisa quantitativa e qualitativa, onde o método utilizado foi o Levantamento (survey), composto de pesquisa descritiva junto aos cargos de gestão. A análise foi efetuada com base nos dados coletados e no referencial teórico consta nte neste estudo. Os resultados identificaram uma grande carência e até mesmo mágoa por parte dos gestores em decorrência da descontinuidade do processo de divulgação e manutenção dos valores, onde a associação ao grupo Telecom Américas aparece como principal motivo desta interrupção. Partindo desta consideração foram elaboradas sugestões de trabalho para Claro Digital, tendo por base os reflexos atuais e futuros pela falta deste direcionamento.

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.

Modelos de estimativa de radiação solar para elaboração de mapas solarimétricos

O objetivo fundamental desta dissertação foi desenvolver modelos de estimativa da radiação solar no intuito de complementar a base de dados visando o traçado de mapas de radiação solar para o Rio Grande do Sul. Inicialmente foi realizada uma pesquisa na literatura sobre as metodologias desenvolvidas para a estimativa da radiação solar para locais onde inexistem dados medidos desta variável. Foi feito um levantamento das técnicas estatísticas utilizadas na previsão de valores de variáveis. As metodologias pesquisadas foram aplicadas ao banco de dados SAMSON (Solar and Meteorological Surface Observational Network). Entre as variáveis deste banco de dados estão a radiação solar, a umidade relativa, a temperatura, a latitude, a altitude e a nebulosidade. A metodologia dos modelos de estimativa aplicada neste trabalho baseia-se no Método dos Mínimos Quadrados. Foram realizadas correlações mensais e anuais entre as variáveis acima citadas e seus resultados validados através de validação cruzada. Resultou apropriada, na disponibilidade de dados climatológicos, a aplicação de modelos com parâmetros mensais de regressão linear múltipla envolvendo as variáveis explicativas: insolação, temperatura média e umidade relativa. Este modelo, entre outros, foi aplicado aos dados do Rio Grande do Sul. A metodologia acima descrita aplicada aos dados medidos no Rio Grande do Sul, resultou eficaz. Foram pesquisadas técnicas de interpolação para traçado de mapas e estabelecidas regras para o traçado dos mesmos. Foram utilizados dados periféricos para a Argentina, Uruguai e Santa Catarina. Foram feitos mapas mensais de médias mensais de radiação solar global horizontal diária bem como um mapa da média anual de radiação solar global horizontal diária. Observou-se que o modelo de Ångström–Prescott apresenta bons resultados quando se dispõe apenas da insolação Os mapas serão úteis para a pesquisa e implementação de sistemas empregando Energia Solar no Estado do Rio Grande do Sul. Finalmente, a principal conclusão é a de que modelos de correlações obtidos com dados de cada mês e produzindo parâmetros mensais são mais adequados do que um único modelo de correlação com parâmetros de validade anual utilizado nas estimativas mensais.

Identificação do nível de relacionamento entre a Claro Digital e seus clientes corporativos

À medida que o mundo dos negócios tem se tornado cada vez mais competitivo e globalizado, o Marketing de Relacionamento tem sido estudado e desenvolvido como uma forma de garantir às empresas a construção de relações comerciais rentáveis e duradouras. No setor de telefonia celular brasileiro, o mercado já se aproxima da saturação, o que força as operadoras a buscarem novos clientes na base dos concorrentes. Neste contexto, desenvolver um relacionamento mais íntimo e consistente com seus clientes é uma questão de sobrevivência para as empresas. Este trabalho tem o propósito de verificar o atual nível de relacionamento existente entre a Claro Digital, operadora de celular gaúcha, e seus clientes corporativos, através da escala criada por WILSON & VLOSKY (1997). O modelo de WILSON & VLOSKY mensura a intensidade do marketing de relacionamento existente nos processos de troca entre cliente e fornecedor através de 30 questões, divididas em seis dimensões: dependência do fornecedor; nível de comparação com fornecedores alternativos; investimentos no relacionamento; troca de informações; confiança e comprometimento. Em uma etapa exploratória, a Escala WILSON & VLOSKY foi testada e adaptada para o setor de telefonia celular. Na fase descritiva, o questionário da escala foi aplicado em 198 clientes corporativos da Claro Digital através de entrevistas realizadas por telefone. O modelo utilizado nesta pesquisa, criado por WILSON & VLOSKY, apresentou validade de aplicação, demonstrando a existência de marketing de relacionamento na relação da Claro Digital com as empresas que usam o seu serviço celular. Os resultados obtidos nas seis dimensões propostas pelo modelo apresentaram índices acima do ponto médio da escala, que variava de um (1) a cinco (5). Os resultados das seis dimensões da escala também foram cruzados com diferentes caracterizações da amostra (região geográfica, tipo de atendimento, presença de outras operadoras, tempo de base e gasto médio), que determinaram comparativos relevantes para o entendimento global da pesquisa. Utilizando a mesma amostra da pesquisa de relacionamento, foi aplicada uma pesquisa para medir o grau de satisfação dos clientes corporativos. Os resultados da pesquisa de satisfação de clientes pessoa jurídica foram comparados com a Pesquisa Anatel, que mede clientes pessoa-física, revelando índices muito próximos.

Integração de dados geológicos, de sensoriamento remoto, espectrorradiométricos e geofísica aplicada à prospecção de depósitos filoneanos de fluorita hidrotermal no sudeste de Santa Catarina

Os processamentos de imagens orbitais efetuados através de técnicas de sensoriamento remoto geraram informações qualitativas de natureza textural (morfo-estruturas). Estas permitiram (1) o reconhecimento de áreas com diferentes padrões estruturais tendo diferentes potencialidades para a prospecção de fluorita, (2) a identificação de novos lineamentos estruturais potencialmente favoráveis à mineralização e (3) evidenciaram prolongamentos extensos para as principais estruturas mineralizadas, (4) às quais se associam um grande número de estruturas, antes desconhecidas, com grande potencial prospectivo. O aprimoramento de técnicas de classificação digital sobre produtos de razões de bandas e análise por componentes principais permitiu identificar a alteração hidrotermal associada às estruturas, incorporando novos critérios para a prospecção de fluorita. Buscando-se quantificar os dados de alteração hidrotermal, foi efetuada a análise espectrorradiométrica das rochas do distrito fluorítico. Integrando estas informações com dados TM LANDSAT 5, em nível de reflectância, obteve-se a classificação espectral das imagens orbitais, o que permitiu a identificação de estruturas menores com um detalhe nunca antes obtido. Os processamentos de dados aerogeofísicos forneceram resultados sobre estruturas (magnetometria) e corpos graníticos afetados por alteração hidrotermal (aerogamaespectrometria). Estes produtos foram integrados com dados TM LANDSAT 5 associando o atributo textural da imagem orbital ao comportamento radiométrico das rochas. Diagnosticou-se o lineamento Grão-Pará como o principal prospecto do distrito. E levantaram-se uma série de dados sobre a compartimentação tectônica da região, a zonação de fácies das rochas graníticas (rocha fonte do flúor) e as alterações hidrotermais associadas ao magmatismo granítico. Isto permitiu a compreensão da distribuição regional dos depósitos de fluorita, adicionando-se um novo critério à prospecção de fluorita, a relação espacial entre a mineralização e a rocha fonte de F. Esta última corresponde à fácies granítica da borda do Maciço Pedras Grandes.

A hibridação com a tecnologia digital gerando linhas de fuga

A criação artística é proposta como um processo de pensamento na filosofia de Gilles Deleuze. Com este enfoque, a hibridação com a tecnologia digital é vista como uma estratégia potencializadora da criação e da produção na área artística a partir da geração de linhas de fuga - desencadeadoras de desterritoria/izações e reterritoria/izações na produção de sentidos no universo de sala de aula de uma disciplina teórico-prática na graduação. Uma cartografia dos acontecimentos experimentados pelos alunos permitiu flagrar linhas de fuga geradas pela hibridação no p/ano de composição (processo de criação e fruição) e no p/ano teórico (que envolve os planos científico e filosófico) com a tecnologia digital. A hibridação foi incrementada e visualizada por meio de atividades teóricopráticas em pequenos grupos, que foram retomadas em grande grupo a partir do processo de fruição da produção de aula.