Paralelização do algoritmo FDK para reconstrução 3D de imagens tomográficas usando unidades gráficas de processamento e CUDA-C

A obtenção de imagens usando tomografia computadorizada revolucionou o diagnóstico de doenças na medicina e é usada amplamente em diferentes áreas da pesquisa científica. Como parte do processo de obtenção das imagens tomográficas tridimensionais um conjunto de radiografias são processadas por um algoritmo computacional, o mais usado atualmente é o algoritmo de Feldkamp, David e Kress (FDK). Os usos do processamento paralelo para acelerar os cálculos em algoritmos computacionais usando as diferentes tecnologias disponíveis no mercado têm mostrado sua utilidade para diminuir os tempos de processamento. No presente trabalho é apresentada a paralelização do algoritmo de reconstrução de imagens tridimensionais FDK usando unidades gráficas de processamento (GPU) e a linguagem CUDA-C. São apresentadas as GPUs como uma opção viável para executar computação paralela e abordados os conceitos introdutórios associados à tomografia computadorizada, GPUs, CUDA-C e processamento paralelo. A versão paralela do algoritmo FDK executada na GPU é comparada com uma versão serial do mesmo, mostrando maior velocidade de processamento. Os testes de desempenho foram feitos em duas GPUs de diferentes capacidades: a placa NVIDIA GeForce 9400GT (16 núcleos) e a placa NVIDIA Quadro 2000 (192 núcleos).

Aplicação do algoritmo SEBAL para estimativa da evapotranspiração na mesorregião do sul goiano.

As preocupações com o uso da terra têm permeado inúmeros estudos científicos, no âmbito nacional e internacional, voltados para a avaliação dos impactos ambientais causados pelas atividades agropecuárias. Alguns processos do ciclo hidrológico, a exemplo da evapotranspiração apresentam modificações consideráveis, devido às constantes mudanças nos usos dos solos. Desta forma, o presente trabalho busca destacar o problema das rápidas e intensas mudanças no uso do solo oriundas da expansão da atividade agropecuária e seus impactos ao meio ambiente, especialmente sobre o processo da evapotranspiração regional, na mesorregião do Sul Goiano, região típica de cerrado, localizada no centro-oeste brasileiro. A aplicação do algoritmo Surface Energy Balance Algorithm for Land - SEBAL consistiu o cerne da metodologia utilizada, com vista à estimativa dos fluxos de energia e da evapotranspiração em escala regional, obtidos com base no equacionamento do balanço de energia à superfície, complementado por dados de temperatura do ar e velocidade do vento adquiridos em estações meteorológicas (PCDs) instaladas na área de estudo. Foram utilizados dados do sensor MODIS/TERRA dos anos 2006, 2007, 2008, 2009 e 2010. O algoritmo foi testado em sua forma clássica e modificado por alterações nos critérios de seleção dos pixels âncoras, utilizados no procedimento da estimativa do fluxo de calor sensível. Pode-se concluir que a alteração dos critérios influenciou positivamente os resultados obtidos e que os valores da evapotranspiração, na região estudada, indicaram a potencialidade da metodologia empregada para o monitoramento sistemático dos componentes do balanço de energia em escala regional.

Modelagem e otimização de experimentos para o tratamento térmico de recozimento: um estudo com o algoritmo simulated annealing

Esta dissertação apresenta um estudo da modelagem de experimentos aplicados a um processo industrial de tratamento térmico. A motivação deste trabalho surgiu diante das dificuldades associadas aos processos de recozimento industrial de aços do tipo baixa liga, na tentativa de encontrar temperaturas nas quais as durezas superficiais dos aços atingissem valores suficientemente baixos, adequados para etapas posteriores de fabricação, em especial a usinagem. Inicialmente forem realizados diversos experimentos com diferentes aços, onde a dureza superficial é obtida em função da temperatura de recozimento e dos teores de carbono e silício das amostras utilizadas. Em seguida propôs-se um modelo quadrático para modelar a dureza superficial como função dessas três variáveis. A estimação de parâmetros do modelo proposto foi realizada com o emprego do algoritmo Simulated Annealing, uma meta-heurística para otimização global que procura imitar o processo de recozimento de um material sólido. Finalmente, usando-se o modelo proposto, foi resolvido o chamado problema inverso, o qual consiste na estimação da temperatura de recozimento em função dos teores de carbono e silício e da dureza desejada.

Futboleko jaurtiketaren analisi zinematikoaren konparaketa joko lerroetan Acero taldean

Lan hau, oinbularrarekin egindako fútbol jaurtiketaren analisi zinematikoaren ingurukoa da. Ikerketan jaurtiketa mota bi ezberdintzen dira geldikako jaurtiketa eta baloia gidatu osteko jaurtiketa eta horien konparaketa egin da joko lerro ezberdineko jokalarien artean, orokorrean jaurtiketak antzera egiten dituztela ondorioztatuz.

Implementação paralela do algoritmo iterativo de busca do parâmetro de regularização ótimo para o funcional de Tikhonov no problema de restauração de imagens

O uso de técnicas com o funcional de Tikhonov em processamento de imagens tem sido amplamente usado nos últimos anos. A ideia básica nesse processo é modificar uma imagem inicial via equação de convolução e encontrar um parâmetro que minimize esse funcional afim de obter uma aproximação da imagem original. Porém, um problema típico neste método consiste na seleção do parâmetro de regularização adequado para o compromisso entre a acurácia e a estabilidade da solução. Um método desenvolvido por pesquisadores do IPRJ e UFRJ, atuantes na área de problemas inversos, consiste em minimizar um funcional de resíduos através do parâmetro de regularização de Tikhonov. Uma estratégia que emprega a busca iterativa deste parâmetro visando obter um valor mínimo para o funcional na iteração seguinte foi adotada recentemente em um algoritmo serial de restauração. Porém, o custo computacional é um fator problema encontrado ao empregar o método iterativo de busca. Com esta abordagem, neste trabalho é feita uma implementação em linguagem C++ que emprega técnicas de computação paralela usando MPI (Message Passing Interface) para a estratégia de minimização do funcional com o método de busca iterativa, reduzindo assim, o tempo de execução requerido pelo algoritmo. Uma versão modificada do método de Jacobi é considerada em duas versões do algoritmo, uma serial e outra em paralelo. Este algoritmo é adequado para implementação paralela por não possuir dependências de dados como de Gauss-Seidel que também é mostrado a convergir. Como indicador de desempenho para avaliação do algoritmo de restauração, além das medidas tradicionais, uma nova métrica que se baseia em critérios subjetivos denominada IWMSE (Information Weighted Mean Square Error) é empregada. Essas métricas foram introduzidas no programa serial de processamento de imagens e permitem fazer a análise da restauração a cada passo de iteração. Os resultados obtidos através das duas versões possibilitou verificar a aceleração e a eficiência da implementação paralela. A método de paralelismo apresentou resultados satisfatórios em um menor tempo de processamento e com desempenho aceitável.

Implementação de um algoritmo numérico para solução da equação de Christoffel generalizada em acustoelasticidade.

Extensos estudos realizados nas últimas décadas sobre a propagação de ondas ultrassônicas em sólidos levaram ao desenvolvimento de técnicas não destrutivas para a avaliação da segurança e integridade de estruturas e componentes industriais. O interesse na aplicação de técnicas ultrassônicas para medição de tensões aplicadas e residuais decorre da mudança mensurável da velocidade das ondas ultrassônicas na presença de um campo de tensões, fenômeno conhecido como efeito acustoelástico. Uma teoria de acustoelasticidade fornece um meio atrativo e não destrutivo de medir a tensão média ao longo do caminho percorrido pela onda. O estudo da propagação das ondas ultrassônicas em meios homogêneos anisotrópicos sob tensão conduz a um problema não linear de autovalores dado pela equação de Christoffel generalizada. A característica não linear deste problema decorre da interdependência entre as constantes elásticas efetivas do material e as tensões atuantes. A medição experimental de tensões por técnicas ultrassônicas é um problema inverso da acustoelasticidade. Esta dissertação apresenta a implementação de um algoritmo numérico, baseado no método proposto por Degtyar e Rokhlin, para solução do problema inverso da acustoelasticidade em sólidos ortotrópicos sujeitos a um estado plano de tensões. A solução da equação de Christoffel generalizada apresenta dificuldades de natureza numérica e prática. A estabilidade e a precisão do algoritmo desenvolvido, bem como a influência das incertezas na medição experimental das velocidades das ondas ultrassônicas, foram então investigadas. Dados sintéticos para as velocidades das ondas ultrassônicas de incidência oblíqua em uma placa sujeita a um estado plano de tensões foram gerados pela solução direta da equação de Christoffel generalizada para ilustrar a aplicação do algoritmo desenvolvido. O objetivo maior desta dissertação é a disponibilização de uma nova ferramenta de cálculo para suporte às atividades experimentais de medição de tensões por ultrassom no país.

Bideratze arazoen ebazpenerako aplikatutako algoritmo metaheuristikoen diseinu, inplementazio eta konparaketa.

[EU]Proiektu honen helburua sare ezberdinetan algoritmo metaheuristikoen erabileraren bitartez bideratze arazoak ebaztea eta aztertzea da. Helburu honetarako erabiliko diren algoritmoak Coral Reefs Optimization eta Firefly Algorithm dira. Bi algoritmoak Python erabiliz inplementatuko dira, baita sareak simulatzen dituen programa ere. Modu honetan, algoritmo bakoitzaren gaitasuna aztertuko da sareko bi punturen arteko bide bideragarri bat, zeinek ezarritako murrizketak betetzen dituen, aurkitzeko; prozesu hau ausaz sortutako simulatutako sare batean oinarrituz garatuko da. Honen bitartez, arazo honen ebazpenerako algoritmo bakoitza egokia den eta bietariko zein den egokiena ondorioztatu ahalko da.

Implementación y evaluación de un algoritmo de ocultación de datos para la señal de voz.

[ES]El objetivo de este proyecto es la implementación de un algoritmo de ocultación de datos para la señal de voz mediante el uso de su información de fase espectral. Cuando se trabaja con señales de voz lo más habitual es utilizar el módulo debido a su sencillez a la hora de manipularlo y porque está relacionado con la percepción. En este caso, se busca que la información oculta sea perceptualmente y estadísticamente indetectable y que a su vez degrade lo menos posible la calidad de la señal, por lo que modificar el módulo produciría efectos no deseados. Por lo tanto, el método más eficaz de conseguirlo es trabajando con la fase espectral, precisamente por el hecho de que el sistema auditivo humano es menos sensible ante modificaciones de fase. Esta característica es la que se aprovechará para introducir la información que se desea ocultar. Por último, se evaluará la técnica desarrollada de acuerdo a diferentes criterios. Mediante pruebas en las que se modificarán los valores de algunos parámetros se obtendrán resultados relacionados con la perceptibilidad, la robustez, el rendimiento o la capacidad entre otros, determinando así la configuración óptima del algoritmo.

Reconhecimento de padrão na biodisponibilidade do ferro utilizando o Algoritmo Fuzzy C-Means

Este trabalho apresenta um método para reconhecimento do padrão na biodisponibilidade do ferro, através da interação com substâncias que auxiliam a absorção como vitamina C e vitamina A e nutrientes inibidores como cálcio, fitato, oxalato, tanino e cafeína. Os dados foram obtidos através de inquérito alimentar, almoço e jantar, em crianças de 2 a 5 anos da única Creche Municipal de Paraty-RJ entre 2007 e 2008. A Análise de Componentes Principais (ACP) foi aplicada na seleção dos nutrientes e utilizou-se o Algoritmo Fuzzy C-Means (FCM) para criar os agrupamentos classificados de acordo com a biodisponibilidade do ferro. Uma análise de sensibilidade foi desenvolvida na tentativa de buscar quantidades limítrofes de cálcio a serem consumidas nas refeições. A ACP mostrou que no almoço os nutrientes que explicavam melhor a variabilidade do modelo foram ferro, vitamina C, fitato e oxalato, enquanto no jantar o cálcio se mostrou eficaz na determinação da variabilidade do modelo devido ao elevado consumo de leite e derivados. Para o almoço, a aplicação do FCM na interação dos nutrientes, notou-se que a ingestão de vitamina C foi determinante na classificação dos grupos. No jantar, a classificação de grupos foi determinada pela quantidade de ferro heme na interação com o cálcio. Na análise de sensibilidade realizada no almoço e no jantar, duas iterações do algoritmo determinaram a interferência total do cálcio na biodisponibilidade do ferro.

Distribuidora Internacional de Alimentación, S.A.ren analisi ekonomiko-finantziarioa

Lan honen helburua Distribuidora Internacional de Alimentación S.A. banaketa enpresaren analisi ekonomiko-finantzarioa burutzea izan da 2011-2013 aldirako. Ez hori bakarrik, txikizkarien salmenten sektorearekin alderatu dira analisiko aztergai guztiak, hala DIAren posizionamendua ezagutzeko helburuz. Hau lortzeko tresna egokiei esker, sozietatearen eta merkatuaren inbertsio eta finantza egiturak ezagutu dira, besteak beste. Lortutako ondorioen artean, aipagarriak izango dira epe luzearen garrantzia inbertsio-egituran eta ekitaldiko emaitzetatik diruzaintza bihurtzeko gaitasuna.

Espainako probintzien batezbesteko soldaten analisi ekonometrikoa

[EU] Lan honen bidez aztertuko dut Espainiako probintzien artean dauden desberdintasunak batezbesteko soldata gordinean. Iparraldeko probintzietan soldata-maila altuagoa izan ohi da, baina Espainiako batezbesteko soldata altuena Madrilekoa da. Desberdintasun horien zergatia jakiteko aldagai multzo bat erabiliko dut eta hauen konbinazio batekin erregresio eredu egoki bat lortuko dut. Lortutako eredua KTA estimatzailearen bidez estimatuko dut, erabiltze duen irizpidea hondarrak minimizatzea delako. Planteatutako aldagaiak estatistikoki deskribatu ditut, soldatan nola eragingo duten antzemateko, baina estimatzerakoan ziurtasunez jakin dut zer-nolako eragina duen aldagai bakoitzak probintzien batezbesteko soldata gordinean. Estimazioarekin lortutako emaitzak interpretatu ditut, eta horrekin ondorio batzuk atera ditut. Lan hau buruta ahal izateko INE datu basea oso erabilgarria izan da.

Madrilgo 2010.urteko soldatetan eragina duten faktoreen analisi ekonometrikoa

Proiektu honen helburua, Madrilgo 2010.urteko gizabanakoen soldatetan eragina duten faktoreak zeintzuk diren aztertzea da. Gaur egun, krisi garai honetan, gobernuaren lege berriekin batera soldaten murrizketak eta zergen igoerak, gizartearen kezka handitu du gai honen inguruan. Beraz, sistema kapitalista honetan, nola zehazten diren soldatak oso gai garrantzitsua eta interesgarria da. Horretarako soldatetan eragina duten faktoreak aztertuko dira Instituto Nacional de Estadistica-ra (INE) bitartez eta "Encuesta de Estructura Salarial 2010" inkesta aukeratu da analisia egiteko.

SEAT S.A.ren analisi ekonomiko-finantzarioa

Lan honetan lehenik eta behin automobilgintza sektorearen analisi orokor bat burutzen da,eta ondoren, SEAT S.A enpresaren analisi ekonomiko-finantzariora joko da, enpresaren hazkundea, egonkortasun finantzarioa, likidezia, errentagarritasuna eta arriskua analizatuko dira, batik bat.

Sexuagatiko soldata diskriminazioa: soldaten analisi ekonometrikoa Espainiako hegoaldean

Gradu amaierako lan honen asmo nagusia Espainiako hegoaldeko soldatak aztertzea da sexuagatiko diskriminazioa dagoen ikusteko. Hainbat ikerketa burutu dira gaurkotasun handia duen gai hau aztertzeko eta baieztatzeko, eta ikusi da, nahiz eta emakumeak lan merkatuan XIX. mendean barneratu, egungo lan merkatuak sexuagatiko bereizkeria erakusten duela, non lan bera egitean emakumeak eta gizonak jasotzen duten soldata ezberdina den. Egoera honen zergaitiak aztertzen dira, eredu ekonometriko baten bidez.