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.

Memorial de composição : as determinantes técnicas e estéticas de um processo composicional

O objetivo deste trabalho é investigar o processo composicional, a partir do pensamento do compositor. A investigação do processo composicional acontece em dois momentos. O primeiro momento é a realização documentada de um trabalho composicional, onde o pensamento do compositor fica registrado nas partituras, esboços e anotações que são feitas. O segundo momento é a realização de reflexões críticas a respeito dos conceitos técnicos e estéticos que são extraídos do trabalho composicional. As reflexões são feitas inicialmente considerando cada peça isoladamente e posteriormente considerando o conjunto de peças como um todo, estabelecendo ligações as composições. Em ambos os momentos busca-se evidenciar o fluxo de idéias do compositor no momento da criação, bem como seu modo de organizar estas idéias e produzir música.

Eterna Ciklo : inter-relações entre concepções estéticas e processos composicionais na construção de um conjunto de composições

Este memorial tem como principal objetivo apontar as inter-relações existentes entre a concepção estética dos ciclos vitais e os processos técnico-composicionais utilizados em um conjunto de composições. A concepção estética dos ciclos vitais foi obtida através de uma pesquisa baseada na análise de obras compostas anteriormente a este conjunto, e em dois referenciais teóricos principais, "Fenomenologia do Espírito" de Hegel e "O Tao da Física: um paralelo entre a física moderna e o misticismo oriental" de Capra. Também encontra fundamentos na utilização de estruturas simétricas, da proporção áurea e da série de Fibonacci, a partir de sua ligação com a natureza. As inter-relações entre as concepções estéticas e os processos técnico-composicionais são demonstradas através da análise das obras como um conjunto e individualmente. As semelhanças estruturais e dos materiais musicais unificam estas obras, caracterizando-as como um ciclo de composições, o qual reflete na macroestrutura os elementos individuais de cada composição.

Jo-ha-kyu : motivações estéticas e estruturais na composição musical : memorial de composição

Este memorial investiga os processos composicionais de quatro peças compostas durante o curso de mestrado em composição na Universidade Federal do Rio Grande do Sul entre 2004 e 2005. São feitas considerações sobre as motivações estéticas e estruturais dessas peças, especialmente as relacionadas com o princípio oriental denominado jo-ha-kyu, o teatro nô japonês e a arte marcial japonesa iaijutsu. O princípio jo-ha-kyu, bem como sua manifestação no teatro nô e no iaijutsu, foi utilizado como impulso criativo e norma global para o seccionamento interno, o caráter e a ordem das peças para o recital de mestrado. Este trabalho também apresenta as conseqüências dessas motivações estéticas e estruturais para a coerência formal das peças.

Aplicabilidade de algumas técnicas de análise multiobjetivo ao processo decisório no âmbito de comites de gerenciamento de bacia hidrográfica

A complexidade das ações no plano decisório da Gestão das Águas e a necessidade do atendimento simultâneo das exigências que visam à obtenção do desenvolvimento sustentável, impõem uma abordagem multiobjetivo. O uso múltiplo das águas, o caráter multidisciplinar e subjetivo dos agentes envolvidos no processo, a aleatoriedade dos eventos hidrológicos, a incerteza dos processos econômicos, sociais e ambientais, a necessária consideração de aspectos de difícil mensuração, como o bem estar social, a preservação do ambiente e as questões culturais e estéticas, além da tradicional eficiência econômica, caracterizam o contexto presente. Este trabalho apresenta, descreve e compara algumas técnicas de análise multiobjetivo como importante meio de apoio à tomada de decisões diante dos problemas de Gestão das Águas. Três métodos são aplicados e comparados em um estudo de caso, para suporte à decisão em um Comitê de Gerenciamento, tendo como objetivo estratégico o desenvolvimento sustentável em uma Bacia Hidrográfica, com um cenário configurado a partir da experiência acumulada na última década no Rio Grande do Sul e à luz da legislação vigente para a Política de Recursos Hídricos. Na análise desenvolvida através dos métodos ELECTRE I e II, Programação de Compromisso e Analítico Hierárquico, consideram-se a participação de múltiplos decisores, a questão da subjetividade e o reconhecimento da incerteza como inerente ao processo.

Barro e conhecimento : por uma poética humana

O conhecimento sensível e criador com argila afirma a arte em sua função estética, social, política, ética e ecológica e se posiciona a partir de práticas educacionais e estéticas. Este trabalho relata o processo instituinte de uma oficina com barros desta região, junto à Secretaria de Cultura do Munícipio de Bagé/RS, que buscou vias de acesso a esta cultura. Propõe reflexões que tornaram possível compreender o quanto a arte, a educação e a ecologia podem estar interligadas se não forem tomadas como partes independentes do conhecimento desvinculado da vida. O presente trabalho com argilas, com os sujeitos singularizados e o método fenomenológico permeado pelo diálogo com a proposta de imaginação material lançada por Gaston Bachelard, articulado a outros autores, permitiram configurar esta pesquisa como possível pedagogia da imaginação capaz de gerar espaços vitais.

Posicionamento de réplicas em sistemas distribuídos

Replicação de objetos é usada para garantir uma maior disponibilidade de recursos em um sistema distribuído. Porém, com a replicação, surgem problemas como o controle da consistência das réplicas e onde estas réplicas devem estar posicionadas. A consistência é garantida por um protocolo de consistência de réplicas. Para facilitar a implementação dos protocolos de controle de réplicas, pode-se utilizar mecanismos de comunicação de grupo como suporte para a replicação. Outro problema importante que surge com a replicação é o posicionamento das réplicas. A carga de processamento em um sistema distribuído muda continuamente e num determinado instante pode ser necessário mudar a distribuição atual das réplicas pela adição de novas réplicas, remoção de réplicas desnecessárias ou pela mudança de posicionamento das réplicas. Um sistema de gerenciamento de réplicas pode realizar esta tarefa. Este trabalho apresenta o sistema RPM – Replica Placement Manager – responsável por fornecer ao serviço de gerenciamento de réplicas uma lista ordenada de nodos potencialmente ideais, num determinado momento do processamento, para receber uma réplica de um objeto. Esta lista é criada pelo RPM, considerando um pequeno conjunto de variáveis estáticas e dinâmicas, facilmente obtidas nos nodos do sistema distribuído.

A diferenciação da literatura moderna alemã no processo constitutivo da sociedade funcional : uma abordagem sistêmica baseada em Niklas Luhmann

Este estudo interdisciplinar se baseia na teoria dos sistemas desenvolvida pelo sociólogo alemão Niklas Luhmann (1927-1998). Analisa-se a literatura alemã por volta de 1800 dentro de uma concepção histórica que vê neste período o ponto culminante da transformação de uma sociedade estratificada em direção a uma ordem social moderna, estruturada por sistemas diferenciados como educação, economia, direito e literatura que realizam uma determinada função e se caracterizam por suas comunicações específicas. A poética da literatura romântica como fase constitutiva da literatura alemã moderna reflete este processo. Ela descreve sua autonomia, a diferenciação de um campo próprio, inicialmente através da negação de uma finalidade. Em seguida recorre ao gênio, o indivíduo excepcional, como garantia de uma arte livre de normas estéticas e coações sociais. Posteriormente abstrai destas justificativas externas ou individuais e formula tautologicamente seu campo para, no final, marcá-lo pela definição da qualidade de seus textos. Na semântica da época, formula-se esta qualidade no conceito da “ironia”, enquanto a teoria dos sistemas usa conceitos como observação de segunda ordem ou oscilação entre o atual e potencial. Paralelamente, o sistema da literatura diferenciado e autônomo torna-se um campo a ser observado por seu ambiente. A historia literária do século XIX o instrumentaliza por fins políticos, enquanto direitos autorais e o livro como mercadoria de possível lucro lhe atribui uma dinâmica acelerada. Encontra-se na figura do autor uma instância onde se cruzam as diversas observações de sistemas como direito, economia e ciências humanas.

Aplicações do método dos elementos discretos em estruturas de concreto

A ciência moderna apresentou significativo avanço a partir do desenvolvimento da análise diferencial. A transformação de equações diferenciais de alta ordem em sistemas de equações algébricas foi possível através do desenvolvimento de métodos numéricos, constituindo este, outro grande avanço. Dentro desses pode-se destacar os métodos de diferenças finitas, dos elementos finitos, dos elementos discretos e mais recentemente, os elementos de contorno. Neste trabalho, faz-se uma contribuição ao desenvolvimento do Método dos Elementos Discretos para aplicações na Mecânica do Contínuo, na Mecânica da Fratura, assim como na determinação do dano em elementos estruturais submetidos a cargas. Neste método, a discretização espacial no modelo se realiza mediante um conjunto de massas ligadas entre se por forças materializadas como um arranjo de barras de treliça com rigidez equivalente ao contínuo que se quer representar, e mediante um esquema de integração explícita, se realiza a integração das equações de movimento no tempo. Verifica-se a validade e a capacidade do método em predizer o efeito de tamanho em elementos de concreto e concreto armado, obtendo-se uma excelente correlação com ensaios encontrados na literatura técnica, além de importantes conclusões a respeito da aplicação de cargas estáticas e dinâmicas, tanto em padrões de fissuração ou ruptura, quanto aos valores limites de resistência dos materiais ou cargas aplicadas, dando-se importância na geração aleatória das propriedades dos materiais mediante o uso do Método de Representação Espectral.

Determinação das características aerodinâmicas de seções transversais de pontes em túnel de vento

A construção de grandes pontes, em especial estaiadas e suspensas, tornou-se mais freqüente nos últimos anos, inclusive no Brasil. O vento constitui-se em uma das principais ações neste tipo de estrutura, sendo fator determinante nas condições de estabilidade da mesma. A forma da seção transversal tem caráter decisivo na determinação dos parâmetros de projeto e, por esta razão, o estudo da ação do vento e sua interação com a ponte devem ser levados em conta na fase de projeto. O objetivo deste trabalho é gerar conhecimento específico sobre a influência da forma da seção transversal de pontes nas características aerodinâmicas estáticas (coeficientes aerodinâmicos), bem como estudar a tendência destas seções a apresentar um tipo de instabilidade estática chamada de divergência torsional. Os coeficientes aerodinâmicos, numa primeira etapa, foram determinados através de estudo experimental de oito formas de seções transversais de pontes em túnel de vento. Na segunda etapa, com base nos resultados da primeira, foi analisada por método analítico a tendência destas seções a apresentar divergência torsional. Os resultados dos coeficientes aerodinâmicos foram coerentes do ponto de vista aerodinâmico. No que se refere à influência da forma da seção transversal, observou-se que as formas mais aerodinâmicas realmente apresentam melhores resultados, isto é, coeficientes aerodinâmicos menores. Quanto à divergência torsional, segundo os resultados obtidos neste trabalho, verificou-se que este fenômeno não constitui um problema para as estruturas de seções de tabuleiros de pontes na faixa de velocidades de vento reais.

O Projeto Amora : assombros, resistências e potencialidades de uma alternativa interdisciplinar : movimentos para uma nova ética e uma nova estética para a educação?

Esta é uma investigação realizada no Colégio de Aplicação da Universidade Federal do Rio Grande do Sul - Brasil, sobre as tensões provocadas pela presença de um projeto de ensino interdisciplinar para 5as e 6as séries do Ensino Fundamental: O Projeto Amora. Propõe um olhar compreensivo sobre esta crise através de uma perspectiva teórico-metodológica alicerçada, principalmente, em Edgar Morin, Michel Maffesoli, Georges Balandier, Rodolfo Kusch e Humberto Maturana, procurando colocar em evidência, uma duplicidade antropológica de nossa cultura (o dever-ser e o estar) enquanto atitudes distintas mas co-existentes frente às incertezas e mudanças paradigmáticas de um mundo sempre em movimento e integração. A partir desta perspectiva, a investigação procura mostrar algumas das resistências geradas com a presença do Projeto Amora, que se revelam tanto nas relações humanas como epistemológicas. Ao mesmo tempo em que procura compreender e acolher estas resistências, a investigação as relativiza através da apresentação de algumas das potencialidades éticas e estéticas que o Projeto Amora sugere, vividas pelos seus alunos, alunas, professores e professoras. Para além de uma educação prioritariamente produtivista, individualista e de resultados, procurou-se mostrar as possibilidades de um novo estar na escola onde qualquer saber pode ser considerado, compartilhado e vivido em conjunto com o outro e de onde pode surgir uma ética compreensiva da convivência e da inteireza humanas.

Desprendimento de vórtices e controle em esteira de cilindros por simulação numérica direta

O desprendimento de vórtices é responsável por vibrações prejudiciais a estruturas e pelo aumento de seus coeficientes de arraste. Portanto o correto entendimento e o controle do desprendimento de vórtices é de grande interesse de modo a diminuir custos de manutenção de estruturas estáticas e custos com combustíveis de estruturas móveis, por exemplo. O caráter tridimensional do desprendimento de vórtices a baixos números de Reynolds, entre 100 e 300, é aqui estudado através de Simulações Numéricas Diretas (DNS) do escoamento ao redor de cilindros circulares em duas e três dimensões. O controle do desprendimento de vórtices foi estudado nesta dissertação, através do uso de placas de separação do escoamento em simulações numéricas bidimensionais para números de Reynolds 100, 160 e 300, mostrando que para estes números de Reynolds é possível reduzir as freqüências de desprendimento, e em alguns casos até suprimi-las. A simulação tridimensional para Re = 300 mostrou um escoamento aparentemente bidimensional que afeta sensivelmente a freqüência de desprendimento quando em comparação o caso 2D. Para a realização das simulação numéricas foi utilizado um esquema compacto de diferenças finitas em associação com um método de representação virtual de obstáculos imersos em escoamentos, que permite a representação de geometrias complexas sobre uma malha cartesiana.

Estrutura nuclear de estrelas compactas

Este trabalho tem como objetivo o estudo da matéria nuclear a altas densidades considerando-se as fases hadrônica e de quarks à temperatura nula e finita, com vistas a aplicações no estudo de propriedades estáticas globais de estrelas compactas. Parte dos cálculos apresentados nesta dissertação foram realizados por diferentes autores. Entretanto, em geral, estes trabalhos limitaram-se ao estudo da matéria nuclear em regiões de densidades e temperaturas específicas. Este estudo visa, por sua vez, o desenvolvimento de um tratamento amplo e consistente para estes sistemas, considerando-se diferentes regimes de densidade e temperatura para ambas as fases, hadrônica e de quarks. Buscamos com isso adquirir conhecimento suficiente que possibilite, não somente a ampliação do escopo dos modelos considerados, como também o desenvolvimento, no futuro, de um modelo mais apropriado à descrição de propriedades estáticas e dinâmicas de estrelas compactas. Ainda assim, este trabalho apresenta novos aspectos e resultados inéditos referentes ao estudo da matéria nuclear, como descrevemos a seguir. No estudo da matéria nuclear na fase hadrônica, consideramos os modelos da teoria quântica de campos nucleares desenvolvidos por J. D. Walecka, J. Zimanyi e S. A. Moszkowski, e por J. Boguta e A. R. Bodmer, e conhecidos, respectivamente, como Hadrodinâmica Quântica, ZM e Não-Linear. Nestes modelos a matéria nuclear é descrita a partir de uma formulação lagrangeana com os campos efetivos dos bárions acoplados aos campos dos mésons, responsáveis pela interação nuclear Neste estudo consideramos inicialmente a descrição de propriedades estáticas globais de sistemas nucleares de muitos corpos à temperatura nula, como por exemplo, a massa efetiva do núcleon na matéria nuclear simétrica e de nêutrons. A equação de estado da matéria de nêutrons possibilita a descrição de propriedades estáticas globais de estrelas compactas, como sua massa e raio, através da sua incorporação nas equações de Tolman, Oppenheimer e Volkoff (TOV). Os resultados obtidos nestes cálculos estão em plena concordância com os resultados apresentados por outros autores. Consideramos posteriormente o estudo da matéria nuclear com graus de liberdade de bárions e mésons à temperatura finita, com particular atenção na região de transição de fase. Para este estudo, incorporamos aos modelos considerados, o formalismo da mecânica estatística à temperatura finita. Os resultados obtidos, para as propriedades da matéria nuclear à temperatura finita, concordam também com os resultados obtidos por outros autores. Um aspecto inédito apresentado neste trabalho refere-se à incorporação de valores para os pontos críticos da transição de fase, ainda não determinados por outros autores. O comportamento do calor específico também é analisado de forma inédita nesta dissertação no tratamento utilizado com os modelos Não-Linear e ZM. Utilizamos a equação de estado da matéria de nêutrons à temperatura finita nas equações TOV, determinando propriedades globais de uma estrela protoneutrônica Observamos neste trabalho que ocorre um aumento da massa máxima da estrela com o aumento da temperatura, comportamento este já previsto por outros autores em diferentes modelos. Posteriormente incorporamos ao formalismo à temperatura finita, o equilíbrio químico, a presença de graus de liberdade leptônicos para elétrons e múons e a neutralidade de carga. Apresentamos nesta etapa do trabalho, uma forma alternativa para a incorporação destes ingredientes, baseada na determinação de uma fração relativa entre os potenciais químicos de prótons e nêutrons, à temperatura nula, extendendo este resultado à temperatura finita. Este procedimento permite a determinação da distribuição de núcleons e léptons no interior de uma estrela protoneutrônica, onde incluímos ainda a presença de neutrinos confinados. No estudo da matéria de quarks, consideramos o modelo de sacola do Massachussets Institute of Technology (MIT). Incorporando as equações TOV neste estudo, determinamos propriedades globais de estrelas de quarks, bem como a distribuição dos diferentes sabores de quarks no interior estelar. Como principal resultado, obtivemos uma equação de estado geral para a matéria hadrônica e de quarks, introduzida nas equações TOV, e analisamos a existência de estrelas híbridas. Os resultados obtidos nesta etapa do trabalho são totalmente coerentes com aqueles obtidos por outros autores.

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.