Metodologia para estimação da topologia de linhas telefônicas através da análise de medições em uma e em duas portas

Nesta tese é proposta uma metodologia para identificação automática de topologias de linhas telefônicas compostas de uma ou mais seções de linha, as quais são utilizadas em sistemas de linhas digitais de assinante (DSL, do inglês digital subscriber line). Métodos com esta finalidade são fundamentais para a qualificação da linha com o objetivo de instalação do serviço DSL, em especial na atualização para serviços como o VDSL2 ou para adoção de "vetorização". Com o intuito de ser relevante para as operadoras na qualificação de uma rede inteira, composta de milhões de linhas, é fundamental que, além de precisão, métodos de qualificação tenham baixo custo computacional. Os métodos desenvolvidos são baseados nessa premissa e fazem análise da resposta ao impulso e da resposta à reflectometria no domínio do tempo de uma dada linha. Esses sinais são analisados utilizando-se um método de detecção de bordas, baseado em transformada wavelet, para identificar e extrair características de sinal que contenham informação sobre a topologia da linha. Dependendo das características disponíveis, é utilizado um dos três sistemas especialistas desenvolvidos para interpretação dessas informações e identificação da topologia. Estas metodologias são avaliadas através de um conjunto de teste de linhas reais medidas em laboratório. Seus resultados são comparados com os resultados de dois outros métodos implementados a partir da literatura. Os resultados obtidos mostram que os métodos propostos são eficientes na estimação de informações da topologia da linha e possuem reduzido custo computacional quando comparados às implementações das outras técnicas avaliadas.

Deconvolução de processo sísmico não-estacionário

O presente trabalho trata da aplicação do filtro Kalman-Bucy (FKB), organizado como uma deconvolução (FKBD), para extração da função refletividade a partir de dados sísmicos. Isto significa que o processo é descrito como estocástico não-estacionário, e corresponde a uma generalização da teoria de Wiener-Kolmogorov. A descrição matemática do FKB conserva a relação com a do filtro Wiener-Hopf (FWH) que trata da contra-parte com um processo estocástico estacionário. A estratégia de ataque ao problema é estruturada em partes: (a) Critério de otimização; (b) Conhecimento a priori; (c) Algoritmo; e (d) Qualidade. O conhecimento a priori inclui o modelo convolucional, e estabelece estatísticas para as suas componentes do modelo (pulso-fonte efetivo, função refletividade, ruídos geológico e local). Para demostrar a versatilidade, a aplicabilidade e limitações do método, elaboramos experimentos sistemáticos de deconvolução sob várias situações de nível de ruídos aditivos e de pulso-fonte efetivo. Demonstramos, em primeiro lugar, a necessidade de filtros equalizadores e, em segundo lugar, que o fator de coerência espectral é uma boa medida numérica da qualidade do processo. Justificamos também o presente estudo para a aplicação em dados reais, como exemplificado.

Aplicação de deconvolução homomórfica a dados sísmicos

Um registro sísmico é frequentemente representado como a convolução de um pulso-fonte com a resposta do meio ao impulso, relacionada ao caminho da propagação. O processo de separação destes dois componentes da convolução é denominado deconvolução. Existe uma variedade de aproximações para o desenvolvimento de uma deconvolução. Uma das mais comuns é o uso da filtragem linear inversa, ou seja, o processamento do sinal composto, através de um filtro linear, cuja resposta de frequência é a recíproca da transformada de Fourier de um dos componentes do sinal. Obviamente, a fim de usarmos a filtragem inversa, tais componentes devem ser conhecidas ou estimadas. Neste trabalho, tratamos da aplicação a sinais sísmicos, de uma técnica de deconvolução não linear, proposta por Oppenheim (1965), a qual utiliza a teoria de uma classe de sistemas não lineares, que satisfazem um princípio generalizado de superposição, denominados de sistemas homomórficos. Tais sistemas são particularmente úteis na separação de sinais que estão combinados através da operação de convolução. O algoritmo da deconvolução homomórfica transforma o processo de convolução em uma superposição aditiva de seus componentes, com o resultado de que partes simples podem ser separadas mais facilmente. Esta classe de técnicas de filtragem representa uma generalização dos problemas de filtragem linear. O presente método oferece a considerável vantagem de que não é necessário fazer qualquer suposição prévia sobre a natureza do pulso sísmico fonte, ou da resposta do meio ao impulso, não requerendo assim, as considerações usuais de que o pulso seja de fase-mínima e que a distribuição dos impulsos seja aleatória, embora a qualidade dos resultados obtidos pela análise homomórfica seja muito sensível à razão sinal/ruído, como demonstrado.

Variabilidade da precipitação em tempo e espaço associada à Zona de Convergência Intertropical

Este estudo visa apresentar uma análise atmosférica da variabilidade espacial e temporal da Zona de Convergência Intertropical (ZCIT) nas cidades de Belém, Jakarta e Nairóbi, que estão localizadas sobre os continentes da América do Sul, Ásia e África, respectivamente. Para isso, foram utilizados dados diários de precipitação observada e radiação de onda longa para o período de 1999 a 2008, e aplicadas as técnicas matemáticas e estatísticas, como a média aritmética e a transformada em ondeletas Morlet. Em geral, os resultados indicam que do ponto de vista espacial, a precipitação mensal varia consideravelmente, pois as três cidades estudadas localizam-se em diferentes continentes da faixa tropical. Isto ocorre principalmente, durante os meses de Janeiro a Maio, período de maior atuação da ZCIT no hemisfério sul. As variações atmosféricas observadas, a partir dos escalogramas de fase, - de ondeleta indicam que as escalas interdecadal, anual, interanual e intrassazonal são moduladoras da precipitação. Tais escalas podem ser representadas pelos mecanismos oceano-atmosfera dos fenômenos El Niño Oscilação Sul e da oscilação intrassazonal de Madden e Julian. A contribuição destes fenômenos na distribuição da chuva nessas regiões é evidente durante o período estudado, sendo que Nairóbi, apesar de estar localizada em latitude semelhante à de Belém, apresenta pouca evidência do ciclo anual e forte na escala interdecadal. No caso de Belém e de Jakarta as oscilações de múltiescala de precipitação concentram-se nas escalas dos mecanismos moduladores da chuva associados com o ciclo anual e intrassazonal, durante todo o período.

Migração com amplitude verdadeira em meios bidimensionais (2-D) e introdução ao caso 2,5-D

Nos últimos anos tem-se verificado através de várias publicações um interesse crescente em métodos de migração com amplitude verdadeira, com o objetivo de obter mais informações sobre as propriedades de refletividade da subsuperfície da terra. A maior parte desses trabalhos tem tratado deste tema baseando-se na aproximação de Born, como em Bleistein (1987) e Bleistein et al. (1987), ou na aproximação do campo de ondas pela teoria do raio como Hubral et al. (1991), Schleicher et al. (1993) e Martins et al. (1997). Considerando configurações arbitrárias de fontes e receptores, as reflexões primárias compressionais podem ser imageadas em reflexões migradas no domínio do tempo ou profundidade de tal modo que as amplitudes do campo de ondas migrado são uma medida do coeficiente de reflexão dependente do ângulo de incidência. Para realizar esta tarefa, vários algoritmos têm sido propostos nos últimos anos baseados nas aproximações de Kirchhoff e Born. Essas duas abordagens utilizam um operador integral de empilhamento de difrações ponderado que é aplicado aos dados da seção sísmica de entrada. Como resultado obtém-se uma seção migrada onde, em cada ponto refletor, tem-se o pulso da fonte com amplitude proporcional ao coeficiente de reflexão naquele ponto. Baseando-se na aproximação de Kirchhoff e na aproximação da teoria do raio do campo de ondas, neste trabalho é obtida a função peso para modelos bidimensionais (2-D) e dois e meio dimensionais (2,5-D) que é aplicada a dados sintéticos com e sem ruído. O resultado mostra a precisão e estabilidade do método de migração em 2-D e 2,5-D como uma ferramenta para a obtenção de informações importantes da subsuperfície da terra, que é de grande interesse para a análise da variação da amplitude com o afastamento (ângulo). Em suma, este trabalho apresenta expressões para as funções peso 2-D e 2,5-D em função de parâmetros ao longo de cada ramo do raio. São mostrados exemplos da aplicação do algoritmo de migração em profundidade a dados sintéticos 2-D e 2,5-D obtidos por modelamento sísmico através da teoria do raio usando o pacote Seis88 (Cervený e Psencík, 1988) e os resultados confirmaram a remoção do espalhamento geométrico dos dados migrados mesmo na presença de ruído. Testes adicionais foram realizados para a análise do efeito de alongamento do pulso na migração em profundidade (Tygel et al., 1994) e a aplicação do empilhamento múltiplo (Tygel et al., 1993) para a estimativa de atributos dos pontos de reflexão - no caso o ângulo de reflexão e a posição do receptor.

Análise de bulhas cardíacas usando wavelets visando auxiliar no diagnóstico médico

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

EEG signal classification for epilepsy diagnosis via optimum path forest - A systematic assessment

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Classificação de tábuas de madeira usando processamento de imagens digitais e aprendizado de máquina

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Estimating the concentration of gold nanoparticles incorporated on natural rubber membranes using multi-level starlet optimal segmentation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Automatic classification of prostate stromal tissue in histological images using Haralick descriptors and Local Binary Patterns

In this paper we presente a classification system that uses a combination of texture features from stromal regions: Haralick features and Local Binary Patterns (LBP) in wavelet domain. The system has five steps for classification of the tissues. First, the stromal regions were detected and extracted using segmentation techniques based on thresholding and RGB colour space. Second, the Wavelet decomposition was applied in the extracted regions to obtain the Wavelet coefficients. Third, the Haralick and LBP features were extracted from the coefficients. Fourth, relevant features were selected using the ANOVA statistical method. The classication (fifth step) was performed with Radial Basis Function (RBF) networks. The system was tested in 105 prostate images, which were divided into three groups of 35 images: normal, hyperplastic and cancerous. The system performance was evaluated using the area under the ROC curve and resulted in 0.98 for normal versus cancer, 0.95 for hyperplasia versus cancer and 0.96 for normal versus hyperplasia. Our results suggest that texture features can be used as discriminators for stromal tissues prostate images. Furthermore, the system was effective to classify prostate images, specially the hyperplastic class which is the most difficult type in diagnosis and prognosis.

Desenvolvimento de um sistema inteligente para o diagnóstico e prognóstico de falhas em sistemas de distribuição de energia elétrica

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Deteccão de complexos QRS em eletrocardiogramas baseada na decomposição em valores singulares em multirresolução

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEIS

Segmentação de texturas em imagens digitais utilizando wavelets redundantes

Pós-graduação em Matematica Aplicada e Computacional - FCT

Mid- to late-Holocene paleoceanographic changes on the southeastern Brazilian shelf based on grain size records

; High-resolution grain size analyses of three AMS (14)C-dated cores from the Southeastern Brazilian shelf provide a detailed record of mid- to late-Holocene environmental changes in the Southwestern Atlantic Margin. The cores exhibit millennial variability that we associate with the previously described southward shift of the Inter Tropical Convergence Zone (ITCZ) average latitudinal position over the South American continent during the Holocene climatic maximum. This generated changes in the wind-driven current system of the SW Atlantic margin and modified the grain size characteristics of the sediments deposited there. Centennial variations in the grain size are associated with a previously described late-Holocene enhancement of the El Nino-Southern Oscillation (ENSO) amplitude, which led to stronger NNE trade winds off eastern Brazil, favouring SW transport of sediments from the Paraiba do Sul River. This is recorded in a core from off Cabo Frio as a coarsening trend from 3000 cal. BP onwards. The ENSO enhancement also caused changes in precipitation and wind pattern in southern Brazil, allowing high discharge events and northward extensions of the low-saline water plume from Rio de la Plata. We propose that this resulted in a net increase in northward alongshore transport of fine sediments, seen as a prominent fine-shift at 2000 cal. BP in a core from similar to 24 degrees S on the Brazilian shelf. Wavelet-and spectral analysis of the sortable silt records show a significant similar to 1000-yr periodicity, which we attribute to solar forcing. If correct, this is one of the first indications of solar forcing of this timescale on the Southwestern Atlantic margin.

Multidecadal climate variability in Brazil's Nordeste during the last 3000 years based on speleothem isotope records

We present the first high resolution, approximately similar to 4 years sample spacing, precipitation record from northeastern Brazil (hereafter referred to as 'Nordeste') covering the last similar to 3000 yrs from Th-230-dated stalagmites oxygen isotope records. Our record shows abrupt fluctuations in rainfall tied to variations in the intensity of the South American summer monsoon (SASM), including the periods corresponding to the Little Ice Age (LIA), the Medieval Climate Anomaly (MCA) and an event around 2800 yr B.P. Unlike other monsoon records in southern tropical South America, dry conditions prevailed during the LIA in the Nordeste. Our record suggests that the region is currently undergoing drought conditions that are unprecedented over the past 3 millennia, rivaled only by the LIA period. Using spectral, wavelet and cross-wavelet analyses we show that changes in SASM activity in the region are mainly associated with variations of the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) and to a lesser degree caused by fluctuations in tropical Pacific SST. Our record also shows a distinct periodicity around 210 years, which has been linked to solar variability. Citation: Novello, V. F., et al. (2012), Multidecadal climate variability in Brazil's Nordeste during the last 3000 years based on speleothem isotope records, Geophys. Res. Lett., 39, L23706, doi: 10.1029/2012GL053936.