MoCHA : arquitetura dedicada para a compensação de movimento em decodificadores de vídeo de alta definição, seguindo o padrão H.264

O padrão H.264 foi desenvolvido pelo JVT, que foi formado a partir de uma união entre os especialistas do VCEG da ITU-T e do MPEG da ISO/IEC. O padrão H.264 atingiu seu objetivo de alcançar as mais elevadas taxas de processamento dentre todos os padrões existentes, mas à custa de um grande aumento na complexidade computacional. Este aumento de complexidade impede, pelo menos na tecnologia atual, a utilização de codecs H.264 implementados em software, quando se deseja a decodi cação de vídeos de alta de nição em tempo real. Essa dissertação propõe uma solução arquitetural de hardware, denominada MoCHA, para compensação de movimento do decodi cador de vídeo de alta de nição, segundo o padrão H.264/AVC. A MoCHA está dividida em três blocos principais, a predição dos vetores de movimento, o acesso à memória e o processamento de amostras. A utilização de uma cache para explorar a redundância dos dados nos acessos à mem ória, em conjunto com melhorias propostas, alcançou economia de acessos à memória superior a 60%, para os casos testados. Quando uma penalidade de um ciclo por troca de linha de memória é imposta, a economia de ciclos de acesso supera os 75%. No processamento de amostras, a arquitetura realiza o processamento dos dois blocos, que dão origem ao bloco bi-preditivo, de forma serial. Dessa forma, são economizados recursos de hardware, uma vez que a duplicação da estrutura de processamento não é requerida. A arquitetura foi validada a partir de simulações, utilizando entradas extraídas de seqüências codi cadas. Os dados extraídos, salvos em arquivos, serviam de entrada para a simulação. Os resultados da simulação foram salvos em arquivos e comparados com os resultados extraídos. O processador de amostras do compensador de movimento foi prototipado na placa XUP Virtex-II Pro. A placa possui um FPGA VP30 da família Virtex-II PRO da Xilinx. O processador PowerPC 405, presente no dispositivo, foi usado para implementar um test bench para validar a operação do processador de amostras mapeado para o FPGA. O compensador de movimento para o decodi cador de vídeo H.264 foi descrito em VHDL, num total de 30 arquivos e cerca de 13.500 linhas de código. A descrição foi sintetizada pelo sintetizador Syplify Pro da Symplicity para o dispositivo XC2VP30-7 da Xilinx, consumindo 8.465 slices, 5.671 registradores, 10.835 LUTs, 21 blocos de memó- ria interna e 12 multiplicadores. A latência mínima para processar um macrobloco é de 233 ciclos, enquanto a máxima é de 590, sem considerar misses na cache. A freqüência máxima de operação foi de 100,5 MHz. A arquitetura projetada é capaz de processar, no pior caso, 36,7 quadros HDTV de 1080 por 1920, inteiramente bi-preditivos, por segundo. Para quadros do tipo P, que não utilizam a bi-predição, a capacidade de processamento sobe para 64,3 quadros por segundo. A arquitetura apresentada para o processamento de quadros bi-preditivos e a hierarquia de memória são, até o momento, inéditas na literatura. Os trabalhos relativos a decodi cadores completos não apresentam a solução para esse processamento. Os resultados apresentados tornam a MoCHA uma solução arquitetural capaz de fazer parte de um decodi cador para vídeos de alta definição.

Projeto, construção e analise de células de carga de placa e de anel

Iniciamos o presente trabalho fazendo um estudo comparativo entre duas células de carga de compressão, ambas em formato cilíndrico, possuindo internamente, à meia altura do corpo, uma placa engastada. Estas duas células de carga são de aço SAE 1045; para uma delas adaptamos um modelo matemático teórico, através do qual foram pré-determinadas as suas dimensões, objetivando em comportamento ótimo no que se refere às distribuições de tensões e deformações, esta denominamos de Célula de Carga I. Na outra, denominada de Célula de Carga II, alteramos algumas dimensões, com a finalidade de comparar seu comportamento em relação à primeira. Também, no transcorrer do trabalho analisamos e comparamos os resultados matemáticos com os valores práticos encontrados. Frente aos resultados obtidos neste estudo prévio, projetamos, construímos e analisamos cinco outras células de carga (Células de Carga III, IV, V, VI e VII), em termos de geometria, material e tratamento térmico, visando o aperfeiçoamento de tais transdutores de força no que concerne a usinagem, resposta de sinal elétrico, limitações e aplicações industriais.

Solução da equação de transporte de fótons para uma placa plana heterogênea, modelo de multigrupo com núcleo de espalhamento de Klein-Nishina

Neste trabalho o método LTSN é utilizado para resolver a equação de transporte de fótons para uma placa plana heterogênea, modelo de multigrupo, com núcleo de espalhamento de Klein-Nishina, obtendo-se o fluxo de fótons em valores discretos de energia. O fluxo de fótons, juntamente com os parâmetros da placa foram usados para o cálculo da taxa de dose absorvida e do fator de buildup. O método LTSN consiste na aplicação da transformada de Laplace num conjunto de equações de ordenadas discretas, fornece uma solução analítica do sistema de equações lineares algébricas e a construção dos fluxos angulares pela técnica de expansão de Heaviside. Essa formulação foi aplicada ao cálculo de dose absorvida e ao fator de Buildup, considerando cinco valores de energia. Resultados numéricos são apresentados.

VEBit: um algorítmo para codificação de vídeo com escalabilidade

A codificação de vídeo de modo a permitir a escalabilidade durante a transmissão tem se tornado um tópico de grande nos últimos anos. Em conjunto com um algorítmo de controle de congestionamento, é possível a criação de um ambiente de transmissão multimída mais apropriado. Esta dissertação apresente um algoritimo de codificação de vídeo escalável baseado em bit-planes. O modelo de codificação do video utiliza 3D-DCT para codificação espacial e temporal e um quantizador escalar semelehante ao empregado no MPEG 4. A técnica de escalabilidade em bit-planes implementada permite a divisão da saída de codificador em taxas complementares e com granularidade fina. Este algorítmo e parte integrante doprojeto SAM (Sistema Adaptativo Multimídia), que busca criar um ambiente de transmissão multimídia adaptativo em tempo real. Este projeto está em desenvolvimento na tese de doutorado de Valter Roesler. O algorítmo proposto e implementado é capaz de transmitir de forma unidirecional vídeos de baixa movimentação. Os resultados dos testes realizados com a implementação feita mostram que a solução proposta é flexível em realação a tecnologia disponível de transmissão através do ajuste no númerp de camadas e suas respectivas especificações de banda. Os testes realizados apresentaram um desempenho aceitável para codificação e decodificação de vídeo em tempo real. A taxa de compressão apresentou resultados satisfatórios na transmissao em ambientes de baixa velocidade para as camadas inferiores, bem como taxas de transmissão para ambientes em ADSL, cable modem e rede local para as camadas superiores. Com relação a qualidade do vídeo, esta varia de acordo com o grau de movimentação do mesmo. Por exemplo, no modelo "talking-head", comum em videoconferências, a qualidade se mostrou viável para ambientes de baixa velocidade (56 kbits/s).

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.

Controle de radiação sonora numa placa retangular através de atuadores piezelétricos discretos

Neste trabalho, é estudado o controle da transmissão do som numa placa retangular e fina. Para tanto, é encontrada a resposta dinâmica da placa, excitada por forças harmônicas pontuais e piezomomentos, obtida usando uma base não-clássica e uma análise modal. A radiação sonora emitida pela vibração da placa é encontrada. A potência sonora radiada pode ser calculada aplicando controle ativo diretamente na estrutura, na forma de uma entrada vibratória, uma vez conhecida a resposta na superfície da placa, obtendo-se uma signicativa redução analitica. Os piezocerâmicos, modelados como quatro momentos pontuais, são unidos a superfície da placa como atuadores. A potência sonora transmitida antes e depois do controle é comparada, usando diferentes número de atuadores. Uma estratégia clássica de controle linear quadrático (LQR) e empregada no contexto de um procedimento de otimização da posição dos atuadores do sistema.

O efeito do controle da placa supragengival sobre parâmetros clínicos periodontais em pacientes que fumam e que nunca fumaram

O presente ensaio clínico comparou a resposta dos parâmetros clínicos supragengivais e subgengivais durante o controle da placa supragengival em 25 pacientes que fumam (F), com média de 46 anos de idade (variando de 33 - 57), 19,44 + 11,63 cigarros por dia durante 24,84 + 8,50 anos, e 25 pacientes que nunca fumaram (NF), com média de 46,80 anos de idade (variando de 34 - 59). Os exames, baseline, 30, 90 e 180 dias, foram realizados por uma examinadora calibrada, que avaliou o Índice de Placa Visível (IPV) e de Sangramento Gengival (ISG), Profundidade de Sondagem (PS), Nível de Inserção Clínica (NIC) e Sangramento Subgengival (SS). O controle da placa supragengival consistiu inicialmente de raspagem, alisamento e polimento coronário, limitado ao ambiente supragengival seguido por sessões semanais, por um período de seis meses, de instrução e monitoramento individualizado do controle de placa. As médias por indivíduo foram analisados pelo Teste de Friedman e pelo Teste de U de Mann-Whitney (p≤0,05). Foram observadas reduções significativas em todos os parâmetros para fumantes e nunca fumantes. O IPV reduziu de 90,96% para 8,29% (NF) e de 88,09% para 6,10% (F), sem diferenças entre os grupos. O ISG foi reduzido de 78,95% para 2,12% e de 70,48% para 0,28% nos mesmos grupos, porém com diferenças significativas entre os grupos a partir dos 30 dias. Reduções do SS também foram significativas, para nunca fumantes de 94,05% para 21,75%, e em fumantes de 94,05% para 23,71%, sem diferenças entre os grupos. Significativas reduções na PS foram observadas para nunca fumantes de 3,67mm para 2,60mm e em fumantes de 3,93mm para 2,77mm. Alterações no NIC foram significativas, de 3,43mm para 3,02mm (NF) e de 4,20mm para 3,68mm(F). Houve uma significativa redução do percentual de sítios com PS inicial maior ou igual a 7mm e um aumento no percentual de sítios de 0-3mm. Conclui-se que o controle de placa supragengival executado reduziu significativamente os sinais clínicos da doença periodontal em paciente que fumam e que nunca fumaram.

O efeito da carga compressiva repetitiva sobre a placa de crescimento : estudo experimental em ratos

Os impactos repetitivos decorrentes do esporte podem interferir no crescimento ósseo. Com o objetivo de tentar elucidar o efeito mecânico dos impactos repetitivos sobre a placa de crescimento ósseo, da tíbia proximal, um estudo experimental em ratos foi realizado. Inicialmente, foi desenvolvida uma máquina para a produção de impactos repetitivos na tíbia dos ratos. Os impactos repetitivos foram produzidos na tíbia direita em uma amostra de 60 ratos wistar, divididos em 6 grupos de 10 cada, sendo a esquerda o controle. A magnitude de impacto foi de aproximadamente 3,5 vezes a massa corporal dos ratos. Após os dias de impacto, os ratos foram sacrificados e as tíbias foram medidas. Em seguida um estudo histológico da placa de crescimento foi realizado. Foram medidas, a espessura total da placa de crescimento, a espessura da zona de repouso, de proliferação e hipertrófica e de calcificação juntas. Os resultados mostraram diferença significativa no comprimento da tíbia nos testes intra-grupos para os grupos 3, 4,e 5 (p≤0,05), e intergrupos para a tíbia direita e esquerda (p≤0,05). A placa de crescimento mostrou uma menor espessura significativa na tíbia direita (p≤0,05). Na esquerda não houve alteração significativa da espessura da placa (p=0,109). As zonas de repouso e proliferativa da placa da tíbia direita, e o número médio de células nas colunas da zona proliferativa apresentaram diferenças significativas intergrupos (p= 0,013, p=0,042 e p=0,017, respectivamente). As zonas hipertrófica e de calcificação apresentaram diferença significativas nas tíbias direita e esquerda (p 0,048 e 0=0,020, respectivamente). As análises múltiplas confirmaram que não existiram evidências de calcificação precoce da placa, com a magnitude de impacto produzida. Não houve mudança significativa nas zonas hipertrófica e de calcificação. A conclusão é de que os impactos repetitivos diminuem a espessura da placa de crescimento proximal da tíbia durante a puberdade, principalmente quando o tempo de impacto ultrapassa a metade do período de puberdade. Com a interrupção de 10 dias na produção dos impactos, permaneceu a diminuição da espessura da placa proximal da tíbia. A cargas de impactos de aproximadamente 3,5 vezes a massa corporal não são suficientes para exibir evidências de calcificação precoce da placa de crescimento.

Solução LTSn da equação adjunta de transporte de nêutrons com fonte arbitrária para elevada ordem de quadratura numa placa homogênea

O objetivo deste trabalho consiste em estender o método LTSN à solução do problema adjunto de transporte de nêutrons. A solução adjunta é interpretada fisicamente como uma função importância que designa a capacidade de contribuição de cada cela do espaço de fase para um funcional resposta. A derivação desta interpretação, através do princípio variacional, está sucintamente apresentada. Surgida da necessidade de generalização da fonte adjunta, também propõe-se uma nova formulação LTSN capaz de resolver problemas de transporte, tanto direto quanto adjunto, com fonte arbitrária, para elevada ordem de quadratura em geometria de placa. Esta nova formulção inspira-se na propriedade de invariância de projeção dos meios isotrópicos mas também é válida para os meios anisotrópicos. Todos os resultados apresentados pelas simulações numéricas de problemas adjuntos são calculados pela nova formulação LTSN e são comparados ou com a definição de função importância ou pelas relações de reciprocidade ou pelo código ANISN.

Sobre cinemas e vídeo-locadoras pornôs, províncias de outros corpos e outros significados

Esta pesquisa aborda os cenários sexuais e algumas dinâmicas associadas a três cinemas e duas vídeo-locadoras pornôs localizadas no centro de Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasil. A etnografia destes espaços serve de pano de fundo para abordar uma dimensão pouco referida nos estudos sobre a sexualidade humana, as práticas sexuais de homens mais velhos que buscam satisfazer desejos em relações homossexuais. O envelhecimento, fenômeno amplamente estudado por disciplinas como a gerontologia – e também um tema antigo nos quadros da Antropologia Social, disciplina na qual inserem-se os esforços deste trabalho –, normalmente é analisado a partir de sexualidades heterocêntricas. Chama a atenção a invisibilidade da orientação sexual nos estudos sobre envelhecimento, assim como a paralela marginalidade das questões do envelhecimento nos estudos sobre homossexualidades. Assim, entre salas e corredores, cabines coletivas e peep shows individuais, dinâmicas associadas à satisfação de desejos homoeróticos de homens mais velhos foram observadas e etnografadas nos anos de 2002 e, principalmente, 2003. É respaldado neste esforço etnográfico que se torna patente referir nestes espaços uma valorização de outros corpos que não apenas os atléticos, e fases da vida que não apenas a juventude. Este resultado sugere que corpos envelhecidos e proporções não apolíneas também configuram objetos de desejos, o que remete a províncias de significados configuradas de formas distintas daquelas que valorizam o jovem e as proporções hercúleas como as únicas formas e caminhos dos desejos. Outro resultado remete à possível influência da história destes espaços na própria forma como se organizam as dinâmicas e as valorizações dos corpos.

Solução analítica da equação da energia estacionária e bidimensional para simulação de escoamento plenamente desenvolvido em placa paralela pelo método da giltt

Neste trabalho e apresentado um avanço na tecnica GILTT(Generalized Integral and Laplace Transform Technique) solucionando analiticamente um sistema de EDO's(Equações Diferenciais Ordinarias) de segunda ordem resultante da transformação pela GITT(Generalized Integral Transform Technique). Este tipo de problema usualmente aparece quando esta tecnica é aplicada na solução de problemas bidimensionais estacionários. A principal idéia consiste na redução de ordem do problema transformado em outro sistema de EDO's lineares de primeira ordem e a solução analítica deste problema, pela técnica da transformada de Laplace. Como exemplo de aplicação é resolvida a equação da energia linear bidimensional e estacionária. São apresentadas simulações numéricas e comparações com resultados disponíveis na literatura.

"MGLTSmn" : aproximação angular "multigrid" em uma placa plana

Neste trabalho, desenvolve-se um método “multigrid” para a aproximação angular da solução da equação de transporte de partículas em uma placa plana, baseado na formulação LTSN com dependência contínua na variável angular. Para tanto, aplica-se a formulação LTSN sobre o conjunto de equações SN para determinar o fluxo angular de partículas nas N direções discretas referentes a uma malha grossa (N pequeno) e em seguida, usando os fluxos conhecidos, aplica-se a formulação LTSN com dependência angular contínua, para avaliar o fluxo angular nas M direções discretas referentes a uma malha fina (M grande). São apresentadas simulações numéricas que ilustram a capacidade desse método, denotado por MGLTSMN , no que diz respeito à redução do esforço computacional na aproximação da solução para problemas que requerem elevadas ordens de quadratura e alto grau de anisotropia.

Desenvolvimento e aplicação de um sistema de visão para robô industrial de manipulação

O presente trabalho aborda o desenvolvimento e aplicação de um sistema de visão para um robô industrial, dedicado a tarefas de manipulação. Para seu desenvolvimento, foi feita a integração de equipamentos comerciais de captação de vídeo com um PC, onde é executada a análise das imagens. Os resultados são enviados ao controlador do robô através de um sistema de comunicação, sendo recebidos por um programa de manipulação que executa as tarefas. Como peça central do sistema de captura e processamento de imagens tem-se o programa RobVis, desenvolvido em linguagem Visual Basic e que tem a função principal de identificar a posição e orientação de objetos a serem manipulados pelo robô, que interpreta as imagens captadas por uma câmera de vídeo do tipo CCD, ligada a uma placa de captura de imagens. Após definidas as variáveis de interesse, estas são transmitidas ao controlador do robô, através de um sistema de comunicação IRBCom, desenvolvido no Laboratório de Robótica da UFRGS. No controlador, um programa de manipulação escrito em linguagem Rapid, nativa do manipulador empregado, recebe as variáveis para execução da tarefa de captura de objetos em posições aleatórias e depósito em um ponto de descarga pré-definido. O sistema de visão desenvolvido caracteriza-se como de fácil implementação e aplicação em tarefas de manipulação robótica industrial que exijam a determinação da posição e orientação de objetos de trabalho dentro de uma porção do volume de trabalho do robô, coberta por um sistema de visão.