Estudo e aplicação da transformada de Fourier na regularização de dados sísmicos na exploração de petróleo

In the oil prospection research seismic data are usually irregular and sparsely sampled along the spatial coordinates due to obstacles in placement of geophones. Fourier methods provide a way to make the regularization of seismic data which are efficient if the input data is sampled on a regular grid. However, when these methods are applied to a set of irregularly sampled data, the orthogonality among the Fourier components is broken and the energy of a Fourier component may "leak" to other components, a phenomenon called "spectral leakage". The objective of this research is to study the spectral representation of irregularly sampled data method. In particular, it will be presented the basic structure of representation of the NDFT (nonuniform discrete Fourier transform), study their properties and demonstrate its potential in the processing of the seismic signal. In this way we study the FFT (fast Fourier transform) and the NFFT (nonuniform fast Fourier transform) which rapidly calculate the DFT (discrete Fourier transform) and NDFT. We compare the recovery of the signal using the FFT, DFT and NFFT. We approach the interpolation of seismic trace using the ALFT (antileakage Fourier transform) to overcome the problem of spectral leakage caused by uneven sampling. Applications to synthetic and real data showed that ALFT method works well on complex geology seismic data and suffers little with irregular spatial sampling of the data and edge effects, in addition it is robust and stable with noisy data. However, it is not as efficient as the FFT and its reconstruction is not as good in the case of irregular filling with large holes in the acquisition.

Sistema inteligente para o processamento de imagens digitais intrabucais oclusais

Several are the areas in which digital images are used in solving day-to-day problems. In medicine the use of computer systems have improved the diagnosis and medical interpretations. In dentistry it’s not different, increasingly procedures assisted by computers have support dentists in their tasks. Set in this context, an area of dentistry known as public oral health is responsible for diagnosis and oral health treatment of a population. To this end, oral visual inspections are held in order to obtain oral health status information of a given population. From this collection of information, also known as epidemiological survey, the dentist can plan and evaluate taken actions for the different problems identified. This procedure has limiting factors, such as a limited number of qualified professionals to perform these tasks, different diagnoses interpretations among other factors. Given this context came the ideia of using intelligent systems techniques in supporting carrying out these tasks. Thus, it was proposed in this paper the development of an intelligent system able to segment, count and classify teeth from occlusal intraoral digital photographic images. The proposed system makes combined use of machine learning techniques and digital image processing. We first carried out a color-based segmentation on regions of interest, teeth and non teeth, in the images through the use of Support Vector Machine. After identifying these regions were used techniques based on morphological operators such as erosion and transformed watershed for counting and detecting the boundaries of the teeth, respectively. With the border detection of teeth was possible to calculate the Fourier descriptors for their shape and the position descriptors. Then the teeth were classified according to their types through the use of the SVM from the method one-against-all used in multiclass problem. The multiclass classification problem has been approached in two different ways. In the first approach we have considered three class types: molar, premolar and non teeth, while the second approach were considered five class types: molar, premolar, canine, incisor and non teeth. The system presented a satisfactory performance in the segmenting, counting and classification of teeth present in the images.

Sistema inteligente para o processamento de imagens digitais intrabucais oclusais

Several are the areas in which digital images are used in solving day-to-day problems. In medicine the use of computer systems have improved the diagnosis and medical interpretations. In dentistry it’s not different, increasingly procedures assisted by computers have support dentists in their tasks. Set in this context, an area of dentistry known as public oral health is responsible for diagnosis and oral health treatment of a population. To this end, oral visual inspections are held in order to obtain oral health status information of a given population. From this collection of information, also known as epidemiological survey, the dentist can plan and evaluate taken actions for the different problems identified. This procedure has limiting factors, such as a limited number of qualified professionals to perform these tasks, different diagnoses interpretations among other factors. Given this context came the ideia of using intelligent systems techniques in supporting carrying out these tasks. Thus, it was proposed in this paper the development of an intelligent system able to segment, count and classify teeth from occlusal intraoral digital photographic images. The proposed system makes combined use of machine learning techniques and digital image processing. We first carried out a color-based segmentation on regions of interest, teeth and non teeth, in the images through the use of Support Vector Machine. After identifying these regions were used techniques based on morphological operators such as erosion and transformed watershed for counting and detecting the boundaries of the teeth, respectively. With the border detection of teeth was possible to calculate the Fourier descriptors for their shape and the position descriptors. Then the teeth were classified according to their types through the use of the SVM from the method one-against-all used in multiclass problem. The multiclass classification problem has been approached in two different ways. In the first approach we have considered three class types: molar, premolar and non teeth, while the second approach were considered five class types: molar, premolar, canine, incisor and non teeth. The system presented a satisfactory performance in the segmenting, counting and classification of teeth present in the images.

Estimação do subespaço de sinal em dados hiperespectrais

A redução de dimensionalidade é uma tarefa crucial no processamento e análise de dados hiperespectrais. Esta comunicação propõe um método de estimação do subespaço de sinal baseado no erro quadrático médio. O método consiste em primeiro estimar as matrizes de correlação do sinal e do ruído e em segundo seleccionar o conjunto de vectores próprios que melhor representa o subespaço de sinal. O eficiência deste método é ilustrada em imagens hiperespectrais sintéticas e reais.

Influência da experiência profissional e das características visuais do operador no processamento da cintigrafia de perfusão do miocárdio

A cintigrafia de perfusão do miocárdio (CPM) é uma técnica usada no diagnóstico e estratificação de risco em pacientes com suspeita ou conhecida doença arterial coronária. O processamento da CPM é realizado maioritariamente de forma semi-automática. Neste permanecem passos manuais, que envolvem: delimitação da área de reconstrução; reorientação e ajustamento dos limites do miocárdio (longo eixo vertical - LEV; longo eixo horizontal - LEH; curto eixo. O desempenho dos técnicos de Medicina Nuclear (TMN) pode ser afetado por: fatores ambientais; fatores individuais (experiência profissional e características visuais). Acredita-se que a perceção visual ao nível do processamento da CPM se encontra relacionada com o estado de visão binocular. Assim, diferentes TMN que processem os mesmos dados poderão obter diferentes estimativas dos parâmetros quantitativos. Questão de investigação: Será que a experiência profissional e as características visuais do operador interferem na determinação dos PQ no processamento da CPM? Objetivos do estudo: Avaliar a influência da experiência profissional e das características visuais dos TMN na determinação dos PQ obtidos na CPM; e Analisar a variabilidade intra e inter-operador na determinação dos PQ obtidos na CPM.

Adoecimento osteomuscular de trabalhadores portuários avulsos e o processamento do raciocínio clínico da enfermagem

Introdução: O trabalho portuário é composto por condicionantes socioambientais necessários à manutenção das funções operativas, mas que influenciam na produção de doenças osteomusculares. O conhecimento desses condicionantes instrumentaliza o raciocínio clínico da Enfermagem para o planejamento de ações em saúde. Desta forma, defende-se a tese de que “O conhecimento dos condicionantes socioambientais e pessoais do adoecimento osteomuscular do trabalhador portuário avulso fornece elementos ao processamento do raciocínio clínico da Enfermagem, para assistência em saúde do trabalhador”. Objetivos: identificar evidências científicas de adoecimento ocupacional do trabalhador portuário publicadas na literatura cientifica; caracterizar o tipo, a localização e a intensidade de sintomas osteomusculares relacionados com os condicionantes socioambientais do trabalho portuário; Relacionar as doenças osteomusculares autorreferidas por trabalhadores portuários e os condicionantes socioambientais deste trabalho. Percurso Metodológico: o estudo apresentou revisão sistemática, fundamentada no método Cochrane; e estudos descritivos e exploratórios de abordagem quantitativa, realizado por meio de entrevista semi-estruturada com 232 trabalhadores portuários avulsos. Os dados foram analisados no software Statistical Package for the Social Sciences (SPSS) 21.0, por frequência simples, proporções e testes inferenciais não-paramétricos. A tese integra o macro projeto de pesquisa “Saúde do Trabalhador, Riscos, Acidentes e Doenças Relacionadas ao Trabalho: Estudo com Trabalhadores em um Porto no Extremo Sul do Brasil”, aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal do Rio Grande (CEPAS-FURG) sob parecer número 118/2013. Resultados: Na revisão sistemática, selecionaram-se 16 publicações; todas as publicações pertenceram ao nível de evidência quatro, destacando o câncer pulmonar, doenças osteomusculares e isquêmicas, com nexo causal em riscos químicos oriundos da exaustão veicular e das cargas transportadas. Nos estudos descritivos, os sintomas prevalentes foram a dor leve em membros superiores (51,7%) e intensa a insuportável na coluna vertebral (19%). Os dois adoecimentos mais autorreferidos foram lombocitalgia (36,8%; n=50 – em terra e 28,1%; n=27 – a bordo) e tendinite (27,9% - em terra e 31,3% - a bordo). Discussão: O câncer pulmonar ocupacional foi causado por componentes químicos da exaustão veicular e do amianto transportado nas operações portuárias. Com relação à saúde muscular, a idade, o tempo e a jornada de trabalho mostraram-se condicionantes importantes na identificação de sintomas e adoecimentos, e o quanto estes fatores interveem na percepção da intensidade, contribuindo no autocuidado para prevenção e tratamento. Conclusão: O conhecimento dos condicionantes socioambientais relacionados ao trabalhador e caracterizados nos ambientes de trabalho deve ser atual e pregresso, o que somado à apreensão dos sintomas e adoecimentos autorreferidos pelos trabalhadores instrumentalizou o RC, identificando uma atuação profissional em longo prazo para dirimir os adoecimentos identificados. As características clínicas obtidas, em conjunto com a literatura, conduziram ao processamento do RC da enfermagem nesta realidade, sendo a informação em saúde um ponto chave para a promoção da saúde muscular dos trabalhadores.

Ferramenta computacional para medição de deslocamentos em ensaios de carga através de técnicas de processamento de imagem

Dissertação de Mestrado para a obtenção de grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica Ramo de Automação e Eletrónica Industrial

Adsorção de corantes têxteis aniônicos e catiônicos em resíduos do processamento de fios de algodão modificados quimicamente

The textile industry generates a large volume of high organic effluent loading whoseintense color arises from residual dyes. Due to the environmental implications caused by this category of contaminant there is a permanent search for methods to remove these compounds from industrial waste waters. The adsorption alternative is one of the most efficient ways for such a purpose of sequestering/remediation and the use of inexpensive materials such as agricultural residues (e.g., sugarcane bagasse) and cotton dust waste (CDW) from weaving in their natural or chemically modified forms. The inclusion of quaternary amino groups (DEAE+) and methylcarboxylic (CM-) in the CDW cellulosic structure generates an ion exchange capacity in these formerly inert matrix and, consequently, consolidates its ability for electrovalent adsorption of residual textile dyes. The obtained ionic matrices were evaluated for pHpcz, the retention efficiency for various textile dyes in different experimental conditions, such as initial concentration , temperature, contact time in order to determine the kinetic and thermodynamic parameters of adsorption in batch, turning comprehensive how does occur the process, then understood from the respective isotherms. It was observed a change in the pHpcz for CM--CDW (6.07) and DEAE+-CDW (9.66) as compared to the native CDW (6.46), confirming changes in the total surface charge. The ionized matrices were effective for removing all evaluated pure or residual textile dyes under various tested experimental conditions. The kinetics of the adsorption process data had best fitted to the model a pseudosecond order and an intraparticle diffusion model suggested that the process takes place in more than one step. The time required for the system to reach equilibrium varied according to the initial concentration of dye, being faster in diluted solutions. The isotherm model of Langmuir was the best fit to the experimental data. The maximum adsorption capacity varied differently for each tested dye and it is closely related to the interaction adsorbent/adsorbate and dye chemical structure. Few dyes obtained a linear variation of the balance ka constant due to the inversion of temperature and might have influence form their thermodynamic behavior. Dyes that could be evaluated such as BR 18: 1 and AzL, showed features of an endothermic adsorption process (ΔH° positive) and the dye VmL presented exothermic process characteristics (ΔH° negative). ΔG° values suggested that adsorption occurred spontaneously, except for the BY 28 dye, and the values of ΔH° indicated that adsorption occurred by a chemisorption process. The reduction of 31 to 51% in the biodegradability of the matrix after the dye adsorption means that they must go through a cleaning process before being discarded or recycled, and the regeneration test indicates that matrices can be reused up to five times without loss of performance. The DEAE+-CDW matrix was efficient for the removal of color from a real textile effluent reaching an UV-Visible spectral area decrease of 93% when applied in a proportion of 15 g ion exchanger matrix L-1 of colored wastewater, even in the case of the parallel presence of 50 g L-1 of mordant salts in the waste water. The wide range of colored matter removal by the synthesized matrices varied from 40.27 to 98.65 mg g-1 of ionized matrix, obviously depending in each particular chemical structure of the dye upon adsorption.

Ambiente para aquisição e processamento de sinal eletromiográfico de superfície

In this work, a platform to the conditioning, digitizing, visualization and recording of the EMG signals was developed. After the acquisition, the analysis can be done by signal processing techniques. The platform consists of two modules witch acquire electromyography (EMG) signals by surface electrodes, limit the interest frequency band, filter the power grid interference and digitalize the signals by the analogue-to- digital converter of the modules microcontroller. Thereby, the data are sent to the computer by the USB interface by the HID specification, displayed in real-time in graphical form and stored in files. As processing resources was implemented the operations of signal absolute value, the determination of effective value (RMS), Fourier analysis, digital filter (IIR) and the adaptive filter. Platform initial tests were performed with signal of lower and upper limbs with the aim to compare the EMG signal laterality. The open platform is intended to educational activities and academic research, allowing the addition of other processing methods that the researcher want to evaluate or other required analysis.

Temas ambientais para análise prospectiva dos setores de produção e processamento de madeira para energia.

No setor agroindustrial florestal já existe uma mobilização para atender alguns critérios de certificação socioambiental, mas esta não é a realidade vigente na cadeia da madeira para energia. Neste contexto, o presente trabalho se propõe a levantar, de forma preliminar, alguns temas ambientais para análises prospectivas dos setores de produção e processamento de madeira para energia, na região Sudeste do Brasil. Os temas de interesse foram selecionados com base em pesquisa bibliográfica, utilizando bases de dados disponíveis, tanto em termos científicos como estatísticos. Procurou-se atender a grandes questionamentos, levantados atualmente, para a expansão da agroenergia no mundo, que envolvem o possível desmatamento, a competição com alimentos e as mudanças climáticas. Seguindo outros estudos de biomassa para energia foram previamente selecionados quatro grandes temas que abrangem: Uso da terra; Recursos Naturais; Geração e uso de resíduos; Energia. Cabe considerar que a seleção é preliminar e será validada em etapa posterior, que envolverá a consulta a especialistas na cadeia produtiva da madeira para energia. Entretanto, como consideração final fica a idéia de que o agronegócio, de forma geral não poderá mais ser analisado apenas quanto aos aspectos econômicos, sendo a sua competitividade fortemente ligada aos aspectos sociais e ambientais.

Técnicas multivariadas de redução de dados: comparação, aplicabilidade e convergência de resultados

Doutoramento em Matemática e Estatística - Instituto Superior de Agronomia - UL

Monitorização da utilização de polifosfatos no processamento de bacalhau

Mestrado em Engenharia Alimentar - Qualidade e Segurança Alimentar - Instituto Superior de Agronomia - UL

Processamento Inteligente de Sinais de Pressão e Temperatura Adquiridos Através de Sensores Permanentes em Poços de Petróleo

Originally aimed at operational objectives, the continuous measurement of well bottomhole pressure and temperature, recorded by permanent downhole gauges (PDG), finds vast applicability in reservoir management. It contributes for the monitoring of well performance and makes it possible to estimate reservoir parameters on the long term. However, notwithstanding its unquestionable value, data from PDG is characterized by a large noise content. Moreover, the presence of outliers within valid signal measurements seems to be a major problem as well. In this work, the initial treatment of PDG signals is addressed, based on curve smoothing, self-organizing maps and the discrete wavelet transform. Additionally, a system based on the coupling of fuzzy clustering with feed-forward neural networks is proposed for transient detection. The obtained results were considered quite satisfactory for offshore wells and matched real requisites for utilization

OntoSPARES: da linguagem natural às ontologias. Contributos para a classificação automática de dados históricos (séc. XVI-XVIII)

O processamento de linguagem natural e as ontologias são ferramentas cuja interação permite uma melhor compreensão dos dados armazenados. Este trabalho, ao associar estas duas áreas aos elementos disponíveis numa base de dados prosopográfica, tornou possível identificar e classificar relacionamentos entre setores de ocupação na forma como eram designados na época, setores de atividade num formato mais próximo do de hoje e o estatuto social que essas incumbências tinham na sociedade coeva. Os dados utilizados são sobretudo de membros do Santo Ofício – do século XVI ao século XVIII. Para atingir este objetivo utilizaram-se algumas descrições textuais de ocorrências da época e outras pouco estruturadas, disponíveis no repositório SPARES. A aplicação de processamento de linguagem natural (remoção de stopwords e aplicação de stemming), conjugada com a construção de duas ontologias, tornou possível classificar esses dados, permitindo consultas mais eficazes. Ao contribuir para a classificação automática de dados históricos, propõem-se metodologias que podem ser aplicadas em dados de qualquer outra área do conhecimento, especialmente as que lidam com as variáveis de tempo e espaço de forma mais intensa; Abstract: OntoSPARES: from natural language to ontologies Contributions to the automatic classification of historical data (16th-18th centuries) The interaction between the natural language processing and ontologies are tools allowing a better understanding of the data stored. This work, by combining these two areas to the elements available in a prosopographic database, has made possible to identify and classify relationships between occupations of many individuals (in general Holy Office members of the 16th-18th centuries). To achieve this goal the data used was gathered in SPARES repository, including some textual descriptions of the time occurrences. They are all few structured. The application of natural language processing (stopwords removal and stemming application), combined with the construction of two ontologies, made possible to classify those data, allowing a more effective search. By contributing to the automatic classification of historical data, this thesis proposes methodologies that can be applied to data from any other field of knowledge, specially data dealing with time and space variables.

Mapeamento do risco de incêndio na bacia do Alto Paraguai utilizando dados AVHRR-NOAA.

Na Bacia do Alto Paraguai o fogo é muito utilizado para manejo de pastagens, principalmente durante a estação seca. A determinação do risco de incêndio em áreas de vegetação é uma informação importante par auxiliar as práticas de manejo adequado ao uso do fogo. O objetivo deste trabalho foi realizar o mapeamento do risco de incêndio na Bacia do Alto Paraguai utilizando dados AVHRR-NOAA. A análise dos perfis temporais da Banda 1 e do NDVI nos meses de agosto, setembro e outubro de 2004 a 2008, em conjunto com os focos de calor detectados nas imagens NOAA, permitiu caracterizar o decréscimo da umidade da vegetação que proporciona a condição para ocorrência de incêndios. Os resultados mostraram que valores do fator de refletância da Banda 1 maiores que 5% e valores do NDVI menores que 0,40, podem estimar alto grau de risco de incêndio. O mapeamento do risco de incêndio utilizando dados AVHRR-NOAA demonstrou ter forte correlação com os focos de calor detectados nas imagens NOAA. O método mostrou ser viável e pode ser refinado para integrar os sistemas de prevenção de incêndio para alerta de queimadas e para tomadas de decisão para controle do fogo.