Caracterização de microorganismos aquáticos por processamento digital de imagens e redes neurais artificiais

A identificação e o monitoramento de microorganismos aquáticos, como bactérias e microalgas, tem sido uma tarefa árdua e morosa. Técnicas convencionais, com uso de microscópios e corantes, são complexas, exigindo um grande esforço por parte dos técnicos e pesquisadores. Uma das maiores dificuldades nos processos convencionais de identificação via microscopia é o elevado número de diferentes espécies e variantes existentes nos ambientes aquáticos, muitas com semelhança de forma e textura. O presente trabalho tem por objetivo o desenvolvimento de uma metodologia para a caracterização e classificação de microorganismos aquáticos (bactérias e microalgas), bem como a determinação de características cinemáticas, através do estudo da mobilidade de microalgas que possuem estruturas que permitem a natação (flagelos). Para caracterização e reconhecimento de padrões as metodologias empregadas foram: o processamento digital de imagens e redes neurais artificiais (RNA). Para a determinação da mobilidade dos microorganismos foram empregadas técnicas de velocimetria por processamento de imagens de partículas em movimento (Particle Tracking Velocimetry - PTV). O trabalho está dividido em duas partes: 1) caracterização e contagem de microalgas e bactérias aquáticas em amostras e 2) medição da velocidade de movimentação das microalgas em lâminas de microscópio. A primeira parte envolve a aquisição e processamento digital de imagens de microalgas, a partir de um microscópio ótico, sua caracterização e determinação da densidade de cada espécie contida em amostras. Por meio de um microscópio epifluorescente, foi possível, ainda, acompanhar o crescimento de bactérias aquáticas e efetuar a sua medição por operadores morfológicos. A segunda parte constitui-se na medição da velocidade de movimentação de microalgas, cujo parâmetro pode ser utilizado como um indicador para se avaliar o efeito de substâncias tóxicas ou fatores de estresse sobre as microalgas. O trabalho em desenvolvimento contribuirá para o projeto "Produção do Camarão Marinho Penaeus Paulensis no Sul do Brasil: Cultivo em estruturas Alternativas" em andamento na Estação Marinha de Aquacultura - EMA e para pesquisas no Laboratório de Ecologia do Fitoplâncton e de Microorganismos Marinhos do Departamento de Oceanografia da FURG. O trabalho propõe a utilização dos níveis de intensidade da imagem em padrão RGB e oito grandezas geométricas como características para reconhecimento de padrões das microalgas O conjunto proposto de características das microalgas, do ponto de vista de grandezas geométricas e da cor (nível de intensidade da imagem e transformadas Fourier e Radon), levou à geração de indicadores que permitiram o reconhecimento de padrões. As redes neurais artificiais desenvolvidas com topologia de rede multinível totalmente conectada, supervisionada, e com algoritmo de retropropagação, atingiram as metas de erro máximo estipuladas entre os neurônios de saída desejados e os obtidos, permitindo a caracterização das microalgas.

Desenvolvimento de arquitetura para sistemas de reconhecimento automático de voz baseados em modelos ocultos de Markov

Este trabalho foi realizado dentro da área de reconhecimento automático de voz (RAV). Atualmente, a maioria dos sistemas de RAV é baseada nos modelos ocultos de Markov (HMMs) [GOM 99] [GOM 99b], quer utilizando-os exclusivamente, quer utilizando-os em conjunto com outras técnicas e constituindo sistemas híbridos. A abordagem estatística dos HMMs tem mostrado ser uma das mais poderosas ferramentas disponíveis para a modelagem acústica e temporal do sinal de voz. A melhora da taxa de reconhecimento exige algoritmos mais complexos [RAV 96]. O aumento do tamanho do vocabulário ou do número de locutores exige um processamento computacional adicional. Certas aplicações, como a verificação de locutor ou o reconhecimento de diálogo podem exigir processamento em tempo real [DOD 85] [MAM 96]. Outras aplicações tais como brinquedos ou máquinas portáveis ainda podem agregar o requisito de portabilidade, e de baixo consumo, além de um sistema fisicamente compacto. Tais necessidades exigem uma solução em hardware. O presente trabalho propõe a implementação de um sistema de RAV utilizando hardware baseado em FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) e otimizando os algoritmos que se utilizam no RAV. Foi feito um estudo dos sistemas de RAV e das técnicas que a maioria dos sistemas utiliza em cada etapa que os conforma. Deu-se especial ênfase aos Modelos Ocultos de Markov, seus algoritmos de cálculo de probabilidades, de treinamento e de decodificação de estados, e sua aplicação nos sistemas de RAV. Foi realizado um estudo comparativo dos sistemas em hardware, produzidos por outros centros de pesquisa, identificando algumas das suas características mais relevantes. Foi implementado um modelo de software, descrito neste trabalho, utilizado para validar os algoritmos de RAV e auxiliar na especificação em hardware. Um conjunto de funções digitais implementadas em FPGA, necessárias para o desenvolvimento de sistemas de RAV é descrito. Foram realizadas algumas modificações nos algoritmos de RAV para facilitar a implementação digital dos mesmos. A conexão, entre as funções digitais projetadas, para a implementação de um sistema de reconhecimento de palavras isoladas é aqui apresentado. A implementação em FPGA da etapa de pré-processamento, que inclui a pré-ênfase, janelamento e extração de características, e a implementação da etapa de reconhecimento são apresentadas finalmente neste trabalho.

Reconhecimento de voz para comandos de direcionamento por meio de redes neurais

Este trabalho relata o desenvolvimento de uma aplicação capaz de reconhecer um vocabulário restrito de comandos de direcionamento pronunciados de forma isolada e independentes do locutor. Os métodos utilizados para efetivar o reconhecimento foram: técnicas clássicas de processamento de sinais e redes neurais artificiais. No processamento de sinais visou-se o pré-processamento das amostras para obtenção dos coeficientes cepstrais. Enquanto que para o treinamento e classificação foram utilizadas duas redes neurais distintas, as redes: Backpropagation e Fuzzy ARTMAP. Diversas amostras foram coletadas de diferentes usuários no sentido de compor um banco de dados flexível para o aprendizado das redes neurais, que garantisse uma representação satisfatória da grande variabilidade que apresentam as pronúncias entre as vozes dos usuários. Com a aplicação de tais técnicas, o reconhecimento demostrou-se eficaz, distinguindo cada um dos comandos com bons índices de acerto, uma vez que o sistema é independente do locutor.

Reconhecimento automático de locutor utilizando medidas de invariantes dinâmicas não-lineares

As técnicas utilizadas em sistemas de reconhecimento automático de locutor (RAL) objetivam identificar uma pessoa através de sua voz, utilizando recursos computacionais. Isso é feito a partir de um modelamento para o processo de produção da voz. A modelagem detalhada desse processo deve levar em consideração a variação temporal da forma do trato vocal, as ressonâncias associadas à sua fisiologia, perdas devidas ao atrito viscoso nas paredes internas do trato vocal, suavidade dessas paredes internas, radiação do som nos lábios, acoplamento nasal, flexibilidade associada à vibração das cordas vocais, etc. Alguns desses fatores são modelados por um sistema que combina uma fonte de excitação periódica e outra de ruído branco, aplicadas a um filtro digital variante no tempo. Entretanto, outros fatores são desconsiderados nesse modelamento, pela simples dificuldade ou até impossibilidade de descrevê-los em termos de combinações de sinais, filtros digitais, ou equações diferenciais. Por outro lado, a Teoria dos Sistemas Dinâmicos Não-Lineares ou Teoria do Caos oferece técnicas para a análise de sinais onde não se sabe, ou não é conhecido, o modelo detalhado do mecanismo de produção desses sinais. A análise através dessa teoria procura avaliar a dinâmica do sinal e, assumindo-se que tais amostras provêm de um sistema dinâmico não-linear, medidas qualitativas podem ser obtidas desse sistema. Essas medidas não fornecem informações precisas quanto ao modelamento do processo de produção do sinal avaliado, isto é, o modelo analítico é ainda inacessível. Entretanto, pode-se aferir a respeito de suaO problema analisado ao longo deste trabalho trata da busca de novos métodos para extrair informações úteis a respeito do locutor que produziu um determinado sinal de voz. Com isso, espera-se conceber sistemas que realizem a tarefa de reconhecer um pessoa automaticamente através de sua voz de forma mais exata, segura e robusta, contribuindo para o surgimento de sistemas de RAL com aplicação prática. Para isso, este trabalho propõe a utilização de novas ferramentas, baseadas na Teoria dos Sistemas Dinâmicos Não-Lineares, para melhorar a caracterização de uma pessoa através de sua voz. Assim, o mecanismo de produção do sinal de voz é analisado sob outro ponto de vista, como sendo o produto de um sistema dinâmico que evolui em um espaço de fases apropriado. Primeiramente, a possibilidade de utilização dessas técnicas em sinais de voz é verificada. A seguir, demonstra-se como as técnicas para estimação de invariantes dinâmicas não-lineares podem ser adaptadas para que possam ser utilizadas em sistemas de RAL. Por fim, adaptações e automatizações algorítmicas para extração de invariantes dinâmicas são sugeridas para o tratamento de sinais de voz. A comprovação da eficácia dessa metodologia se deu pela realização de testes comparativos de exatidão que, de forma estatisticamente significativa, mostraram o benefício advindo das modificações sugeridas. A melhora obtida com o acréscimo de invariantes dinâmicas da forma proposta no sistema de RAL utilizado nos testes resultou na diminuição da taxa de erro igual (EER) em 17,65%, acarretando um intrínseco aumento de processamento. Para sinais de voz contaminados com ruído, o benefício atingido com o sistema proposto foi verificado para relações sinal ruído (SNRs) maiores que aproximadamente 5 dB. O avanço científico potencial advindo dos resultados alcançados com este trabalho não se limita às invariantes dinâmicas utilizadas, e nem mesmo à caracterização de locutores. A comprovação da possibilidade de utilização de técnicas da Teoria do Caos em sinais de voz permitirá expandir os conceitos utilizados em qualquer sistema que processe digitalmente sinais de voz. O avanço das técnicas de Sistemas Dinâmicos Não-Lineares, como a concepção de invariantes dinâmicas mais representativas e robustas, implicará também no avanço dos sistemas que utilizarem esse novo conceito para tratamento de sinais vocais.

A mudança no padrão de financiamento da agricultura brasileira no período 1965-97

O presente trabalho é um estudo histórico-descritivo sobre as diferentes formas de financiamento da agricultura e de suas relações com as políticas macroeconômicas adotadas no Brasil no período 1965-97. Buscaram-se mostrar as mudanças que ocorreram no padrão de financiamento da agricultura e se as diferentes formas de financiamento agrícola foram coerentes com os objetivos das políticas macroeconômicas. O padrão de financiamento da agricultura brasileira evoluiu e adaptou-se ao contexto econômico do país em cada fase da sua história. As diferentes formas de financiar a agricultura estão associadas aos interesses políticos e econômicos de cada etapa do desenvolvimento brasileiro, havendo coerência entre as políticas macroeconômicas e as políticas agrícolas durante todo o período. O processo de modernização e industrialização da agricultura teve o seu desenvolvimento sustentado no crédito agrícola, por intermédio do financiamento de máquinas, implementos e insumos que foram produzidos pelo setor industrial. Com a crise fiscal presente no país desde os anos 80, os recursos oriundos do Governo Federal passaram a ser substituídos por recursos dos Governos Estaduais e Municipais e pela iniciativa privada.

Extensão do padrão ODMG para suportar tempo e versões

Este trabalho apresenta uma extensão do padrão ODMG para o suporte ao versionamento de objetos e características temporais. Essa extensão, denominada TV_ODMG, é baseada no Modelo Temporal de Versões (TVM), que é um modelo de dados orientado a objetos desenvolvido para armazenar as versões do objeto e, para cada versão, o histórico dos valores dos atributos e dos relacionamentos dinâmicos. O TVM difere de outros modelos de dados temporais por apresentar duas diferentes ordens de tempo, ramificado para o objeto e linear para cada versão. O usuário pode também especificar, durante a modelagem, classes normais (sem tempo e versões), o que permite a integração desse modelo com outras modelagens existentes. Neste trabalho, os seguintes componentes da arquitetura do padrão ODMG foram estendidos: o Modelo de Objetos, a ODL (Object Definition Language) e a OQL (Object Query Language). Adicionalmente, foi desenvolvido um conjunto de regras para o mapeamento do TV_ODMG para o ODMG a fim de permitir o uso de qualquer ODBMS para suportar a extensão proposta.

Análise do padrão W3C / XForms 1.0

Internet. Desde a versão 2.0 do HTML, entretanto, pouco foi melhorado no modelo de formulários proposto. Ao mesmo tempo, as necessidades dos desenvolvedores e os requisitos dos usuários cresceram dramaticamente. O W3C apontou uma resposta para as necessidades levantadas, o padrão XForms. O padrão XForms visa substituir o modelo de formulários definido no HTML por um modelo que separa o propósito da apresentação, adicionando, desta forma, a característica de independência de plataforma. A proposta deste trabalho é analisar o padrão XForms em relação à utilização de formulários HTML tradicionais, e à outras soluções existentes para automação de formulários na Internet, utilizando para isto uma aplicação piloto que procure utilizar alguns dos principais recursos disponíveis no padrão. Os pontos fortes, pontos fracos, dificuldades e lições aprendidas capturadas durante o desenvolvimento da aplicação piloto formam uma base de conhecimento apresentada neste trabalho.

A redução de São Miguel Arcanjo : contribuição ao estudo da tipologia urbana missioneira

A ação missionária empreendida na América pela Companhia de Jesus a partir do século XVI, congregando diferentes povos nativos, teve reconhecimento alguns pontos altos. Dentre estes, destacou-se a Província Jesuítica do Paraguai, onde, com os índios Guarani, desenvolveu-se uma experiência diferenciada do ponto de vista sócio-econômico-cultural que vem despertando, ao longo do tempo, um grande número de discussões e de polêmicas a seu respeito. No campo da arquitetura e dos ordenamentos urbanos, consolidou-se um autêntico padrão de assentamento humano, que pode ser designado como tipologia urbana missioneira. Reproduzindo-se e todo um grande território, essa tipologia formou uma redee organizada de povoados que funcionavam como um sistema peculiar e reconhecível, tomando por base em sua configuração o espírito do movimento barroco. Nesse espaço de exceção destacou-se a redução de São Miguel Arcanjo, cujos remanescentes o receberam da UNESCO o título de Patrimônio Cultural da Humanidade. Escolhemos a redução dee São Migue para este estudo de caso, tomando-a como um arquétipo na busca de respostas que possam auxiliar a elucidar as origens, as influências e as características desse sistema e ao significado dos componentes espaciais ali produzidos e das decorrentes práticas sociais desenvolvidas.

Alguns aspectos do sistema de taxa de câmbio fixa e mecanismos do padrão ouro

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Sistema de detecção de intrusão baseado em métodos estatísticos para análise de comportamento

A segurança no ambiente de redes de computadores é um elemento essencial para a proteção dos recursos da rede, dos sistemas e das informações. Os mecanismos de segurança normalmente empregados são criptografia de dados, firewalls, mecanismos de controle de acesso e sistemas de detecção de intrusão. Os sistemas de detecção de intrusão têm sido alvo de várias pesquisas, pois é um mecanismo muito importante para monitoração e detecção de eventos suspeitos em um ambiente de redes de computadores. As pesquisas nessa área visam aprimorar os mecanismos de detecção de forma a aumentar a sua eficiência. Este trabalho está focado na área de detecção de anomalias baseada na utilização de métodos estatísticos para identificar desvios de comportamento e controlar o acesso aos recursos da rede. O principal objetivo é criar um mecanismo de controle de usuários da rede, de forma a reconhecer a legitimidade do usuário através de suas ações. O sistema proposto utilizou média e desvio padrão para detecção de desvios no comportamento dos usuários. Os resultados obtidos através da monitoração do comportamento dos usuários e aplicação das medidas estatísticas, permitiram verificar a sua validade para o reconhecimento dos desvios de comportamento dos usuários. Portanto, confirmou-se a hipótese de que estas medidas podem ser utilizadas para determinar a legitimidade de um usuário, bem como detectar anomalias de comportamento. As análises dos resultados de média e desvio padrão permitiram concluir que, além de observar os seus valores estanques, é necessário observar o seu comportamento, ou seja, verificar se os valores de média e desvio crescem ou decrescem. Além da média e do desvio padrão, identificou-se também a necessidade de utilização de outra medida para refletir o quanto não se sabe sobre o comportamento de um usuário. Esta medida é necessária, pois a média e o desvio padrão são calculados com base apenas nas informações conhecidas, ou seja, informações registradas no perfil do usuário. Quando o usuário faz acessos a hosts e serviços desconhecidos, ou seja, não registrados, eles não são representados através destas medidas. Assim sendo, este trabalho propõe a utilização de uma medida denominada de grau de desconhecimento, utilizada para medir quantos acessos diferentes do seu perfil o usuário está realizando. O sistema de detecção de anomalias necessita combinar as medidas acima descritas e decidir se deve tomar uma ação no sistema. Pra este fim, propõe-se a utilização de sistemas de regras de produção e lógica fuzzy, que permitem a análise das medidas resultantes e execução do processo de decisão que irá desencadear uma ação no sistema. O trabalho também discute a integração do sistema de detecção de intrusão proposto à aplicação de gerenciamento SNMP e ao gerenciamento baseado em políticas.

“Ombro-cabeça-ombro”: testando a lucratividade do padrão gráfico de análise técnica no mercado de ações brasileiro

A partir de uma adaptação da metodologia de Osler e Chang (1995), este trabalho avalia, empiricamente, a lucratividade de estratégias de investimento baseadas na identificação do padrão gráfico de Análise Técnica Ombro-Cabeça-Ombro no mercado de ações brasileiro. Para isso, foram definidas diversas estratégias de investimento condicionais à identificação de padrões Ombro-Cabeça- Ombro (em suas formas padrão e invertida), por um algoritmo computadorizado, em séries diárias de preços de 47 ações no período de janeiro de 1994 a agosto de 2006. Para testar o poder de previsão de cada estratégia, foram construídos intervalos de confiança, a partir da técnica Bootstrap de inferência amostral, consistentes com a hipótese nula de que, baseado apenas em dados históricos, não é possível criar estratégias com retornos positivos. Mais especificamente, os retornos médios obtidos por cada estratégia nas séries de preços das ações, foram comparados àqueles obtidos pelas mesmas estratégias aplicadas a 1.000 séries de preços artificiais - para cada ação - geradas segundo dois modelos de preços de ações largamente utilizados: Random Walk e E-GARCH. De forma geral, os resultados encontrados mostram que é possível criar estratégias condicionais à realização dos padrões Ombro- Cabeça-Ombro com retornos positivos, indicando que esses padrões conseguem capturar nas séries históricas de preços de ações sinais a respeito da sua movimentação futura de preços, que não são explicados nem por um Random Walk e nem por um E-GARCH. No entanto, se levados em consideração os efeitos das taxas e dos custos de transação, dependendo das suas magnitudes, essas conclusões somente se mantêm para o padrão na sua forma invertida

A Reestruturação produtiva e o surgimento de um novo padrão de ação sindical no Brasil

This work is focused on understanding the most important issues originated from the current Brazilian productive restructuring and its impacts on the formation of a new unionism style, especially the pattern followed by the Workers Union's Congress (CUT). From the processes that have been developing in the automotive factories of the ABC region, as well as inside the unions, we can say that: (i) the participation of the unions in the elaboration and modificaton of the productive processes and the labor organization has been increasing; (ii) this trend has been spreading very quickly inside the workers union movement linked to the CUT, strenghtening the inflexion taken by this Congress since the beginning of the nineties; (iii) the negotiations and its outcomes are drawing away from an approach that seeks to establish a mechanical correspondance between production flexibilization measures and the implementation of certain industrial relations.

O conservadorismo e o reconhecimento assimétrico: evidências do mercado de capitais brasileiro

Neste trabalho são apresentadas evidências da relevância dos números contábeis dentro da estrutura de Ohlson. Meus resultados sugerem que os valores de patrimônio são superiores aos do lucro em termos de relevância. Também são demonstrados que o resultado contábil não incorpora o resultado econômico de forma conservadora (assimetricamente). Esses resultados são consistentes com a hipótese de que em uma estrutura de mercado de capitais na qual a concentração da propriedade é alta os lucros são menos eficientes como redutores da assimetria informacional do que os valores de patrimônio que permanecem relevantes devido a implicações legais.

Padrão sazonal da produção industrial, exportações e importações: uma aplicação do X-12 ARIMA

Este trabalho tem por objetivo identificar os coeficientes sazonais de algumas variáveis econômicas (produção industrial, exportações e importações), isentos das mudanças estruturais registradas na economia. O estudo verifica se os planos de estabilização implementados pelo governo nos últimos quinze anos afetaram o padrão sazonal daquelas séries. Para tanto aplica-se o X-12-ARIMA, o novo método de dessazonalização de séries desenvolvido pelo U.S. Bureau of the Census. O uso desse método torna-se necessário, porque os demais métodos conhecidos impedem testar nossa hipótese, ao não permitirem o emprego de intervenções, não obtendo assim os melhores estimadores para os coeficientes sazonais. O estudo cobre o período que vai de 1980 a 1997 e os resultados confirmam a nossa hipótese de mudança no padrão sazonal no período. As nossas variáveis econômicas foram - de um ou de outro modo - atingidas pelos planos de estabilização implementados nos últimos quinze anos.

Em busca de um padrão de atendimento: O caso da secretaria da escola de pós-graduação em economia (EPGE) da Fundação Getulio Vargas (FGV)

This work has as its objective to create a service¿s pattern to EPGE Secretary, so we can solve the endless stress of the quaternary sector organization, where teachers and secretary professionals just can¿t get along. This systemic model intends to create a definite solution to that problem, allowing teachers to dedicate their time only to research and orientation to students. That way, we can keep the high quality of the secretary¿s service, as we are the symbol of EPGE through the eyes of the public. Having done the theoretical conceptualization of Organizations, Systems and Methods and also Geertz Theory of Ethnography, we build a pattern system, adapted to FGV¿s secretaries cultural situation. A group of 21 professionals from FGV¿s secretaries was selected and through a qualitative research, it was sustained the six years field work of the thesis author. The group¿s contribution to this work was fundamental to build the model and can also create a new way of thinking the work from secretaries of FGV.