A contribution to semantic description of images and videos: an application of soft biometrics

Humans have a high ability to extract visual data information acquired by sight. Trought a learning process, which starts at birth and continues throughout life, image interpretation becomes almost instinctively. At a glance, one can easily describe a scene with reasonable precision, naming its main components. Usually, this is done by extracting low-level features such as edges, shapes and textures, and associanting them to high level meanings. In this way, a semantic description of the scene is done. An example of this, is the human capacity to recognize and describe other people physical and behavioral characteristics, or biometrics. Soft-biometrics also represents inherent characteristics of human body and behaviour, but do not allow unique person identification. Computer vision area aims to develop methods capable of performing visual interpretation with performance similar to humans. This thesis aims to propose computer vison methods which allows high level information extraction from images in the form of soft biometrics. This problem is approached in two ways, unsupervised and supervised learning methods. The first seeks to group images via an automatic feature extraction learning , using both convolution techniques, evolutionary computing and clustering. In this approach employed images contains faces and people. Second approach employs convolutional neural networks, which have the ability to operate on raw images, learning both feature extraction and classification processes. Here, images are classified according to gender and clothes, divided into upper and lower parts of human body. First approach, when tested with different image datasets obtained an accuracy of approximately 80% for faces and non-faces and 70% for people and non-person. The second tested using images and videos, obtained an accuracy of about 70% for gender, 80% to the upper clothes and 90% to lower clothes. The results of these case studies, show that proposed methods are promising, allowing the realization of automatic high level information image annotation. This opens possibilities for development of applications in diverse areas such as content-based image and video search and automatica video survaillance, reducing human effort in the task of manual annotation and monitoring.

Detecção e análise de áreas queimadas por meio da normalização de séries temporais MODIS na região do Jalapão

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Humanas, Departamento de Geografia, Programa de Pós-Graduação em Geografia, 2015.

Modelação do risco de perda dentária por doença periodontal

O prognóstico da perda dentária é um dos principais problemas na prática clínica de medicina dentária. Um dos principais fatores prognósticos é a quantidade de suporte ósseo do dente, definido pela área da superfície radicular dentária intraóssea. A estimação desta grandeza tem sido realizada por diferentes metodologias de investigação com resultados heterogéneos. Neste trabalho utilizamos o método da planimetria com microtomografia para calcular a área da superfície radicular (ASR) de uma amostra de cinco dentes segundos pré-molares inferiores obtida da população portuguesa, com o objetivo final de criar um modelo estatístico para estimar a área de superfície radicular intraóssea a partir de indicadores clínicos da perda óssea. Por fim propomos um método para aplicar os resultados na prática. Os dados referentes à área da superfície radicular, comprimento total do dente (CT) e dimensão mésio-distal máxima da coroa (MDeq) serviram para estabelecer as relações estatísticas entre variáveis e definir uma distribuição normal multivariada. Por fim foi criada uma amostra de 37 observações simuladas a partir da distribuição normal multivariada definida e estatisticamente idênticas aos dados da amostra de cinco dentes. Foram ajustados cinco modelos lineares generalizados aos dados simulados. O modelo estatístico foi selecionado segundo os critérios de ajustamento, preditibilidade, potência estatística, acurácia dos parâmetros e da perda de informação, e validado pela análise gráfica de resíduos. Apoiados nos resultados propomos um método em três fases para estimação área de superfície radicular perdida/remanescente. Na primeira fase usamos o modelo estatístico para estimar a área de superfície radicular, na segunda estimamos a proporção (decis) de raiz intraóssea usando uma régua de Schei adaptada e na terceira multiplicamos o valor obtido na primeira fase por um coeficiente que representa a proporção de raiz perdida (ASRp) ou da raiz remanescente (ASRr) para o decil estimado na segunda fase. O ponto forte deste estudo foi a aplicação de metodologia estatística validada para operacionalizar dados clínicos na estimação de suporte ósseo perdido. Como pontos fracos consideramos a aplicação destes resultados apenas aos segundos pré-molares mandibulares e a falta de validação clínica.

EIR – sistema inteligente para detecção e classificação de calcificações em mamografias

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2016.

Automatic identification of whole-part relations in Portuguese

Dissertação de Mestrado, Ciências da Linguagem, Faculdade de Ciências Humanas e Sociais, Universidade do Algarve, 2014

Classificação de esquizofrenia com base em máquinas de suporte vetorial aplicadas a características de imagens de ressonância magnética

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2015.

Effect on the disability index of adult patients with benign paroxysmal positional vertigo using vestibular rehabilitation and human movement

Objective: determine the effect on the disability index of adult patients with benign paroxysmal positional vertigo (BPPV) using vestibular rehabilitation therapy (VRT) and human movement. Subjects: six subjects with an average age of 49.5 ± 14.22 years who have been diagnosed with benign paroxysmal positional vertigo by an otolaryngologist. Instruments: the Dizziness Handicap Inventory and a questionnaire to determine impact on the quality of life of patients with this pathology (Ceballos and Vargas, 2004). Procedure: subjects underwent vestibular therapy for four weeks together with habituation and balance exercises in a semi-supervised manner. Two measurements were performed, one before and one after the vestibular therapy and researchers determined if there was any improvement in the physical, functional, and emotional dimensions. Statistical analysis: descriptive statistics and Student’s t-test of repeated measures were applied to analyze results obtained. Results: significant statistical differences were found in the physical dimension between the pre-test (19.33 ± 4.67 points) and post-test (13 ± 7.24 points) (t = 2.65; p < 0.05).  In contrast, no significant statistical differences were found in the functional (t = 2.44; p>0.05), emotional (t = 2.37; p>0.05) or general dimensions (t = 2.55; p>0.05). Conclusion: vestibular therapy with a semi-supervised human movement program improved the index of disability due to vertigo (physical dimension) in BPPV subjects.

Avaliação da abertura de filtração de geotêxteis sob confinamento e parcialmente colmatados

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2016.

Monitoramento da morfologia costeira em setores da bacia potiguar sob influência da indústria petrolífera utilizando geodésia de alta precisão e laser escâner terrestre

The objective of this Doctoral Thesis was monitoring, in trimestral scale, the coastal morphology of the Northeastern coast sections of Rio Grande do Norte State, in Brazil, which is an area of Potiguar Basin influenced by the oil industry activities. The studied sections compose coastal areas with intense sedimentary erosion and high environmental sensitivity to the oil spill. In order to achieve the general objective of this study, the work has been systematized in four steps. The first one refers to the evaluation of the geomorphological data acquisition methodologies used on Digital Elevation Model (DEM) of sandy beaches. The data has been obtained from Soledade beach, located on the Northeastern coast of Rio Grande Norte. The second step has been centered on the increasing of the reference geodetic infrastructure to accomplish the geodetic survey of the studied area by implanting a station in Corta Cachorro Barrier Island and by conducting monitoring geodetic surveys to understand the beach system based on the Coastline (CL) and on DEM multitemporal analysis. The third phase has been related to the usage of the methodology developed by Santos; Amaro (2011) and Santos et al. (2012) for the surveying, processing, representation, integration and analysis of Coastlines from sandy coast, which have been obtained through geodetic techniques of positioning, morphological change analysis and sediment transport. The fourth stage represents the innovation of surveys in coastal environment by using the Terrestrial Laser Scanning (TLS), based on Light Detection and Ranging (LiDAR), to evaluate a highly eroded section on Soledade beach where the oil industry structures are located. The evaluation has been achieved through high-precision DEM and accuracy during the modeling of the coast morphology changes. The result analysis of the integrated study about the spatial and temporal interrelations of the intense coastal processes in areas of building cycles and destruction of beaches has allowed identifying the causes and consequences of the intense coastal erosion in exposed beach sections and in barrier islands

Desarrollo de conocimientos matemáticos informales a través de resoluciones de problemas aritméticos verbales en primer curso de educación primaria

El objetivo general de esta investigación es estudiar el desarrollo de los conocimientos informales sobre la agrupación de base 10 y los conocimientos del valor posicional, a través del estudio de las estrategias utilizadas por los niños en la resolución de problemas aritméticos verbales, así como el análisis de las representaciones de cantidades discretas utilizadas en sus procedimientos, describiendo además, la evolución de las estrategias y representaciones a lo largo de un curso. En la investigación, han participado 54 alumnos de primer curso de educación primaria de un centro público de la zona noroeste de Madrid. Se ha diseñado un taller de resolución de problemas compuesto por 25 sesiones, una por semana, desarrollado a lo largo de un curso escolar. En el taller se han planteado problemas de estructura multiplicativa, de grupos iguales, con agrupamientos de 10, de multiplicación y división; otros de grupos iguales, sin grupos de diez; y problemas de estructura aditiva con números de dos cifras. Los problemas estaban basados en cuentos leídos en el aula. A los alumnos se les ofrecían diversos materiales manipulativos (estructurados y no estructurados), sin instrucción sobre su uso, entre los cuales podían elegir libremente. En los talleres había una fase de trabajo individual, seguida de una puesta en común, y la escritura de una carta con la explicación de proceso de resolución del problema. La recogida de datos se realiza a través de entrevistas individuales, realizadas dentro del aula, grabadas en video o anotadas en hojas de registro. Se han tomado fotografías del proceso de resolución cuando los alumnos utilizaban materiales manipulativos. Finalmente, se han recogido las hojas de trabajo de los alumnos y las cartas escritas. Para analizar las estrategias, se parte de una categorización proveniente de estudios previos. Las estrategias de modelización directa han sido analizadas prestando especial atención a la representación de las cantidades y su conteo. Esta circunstancia, unida a la libertad que se ha dado en la selección y uso de materiales, ha dado lugar a la detección de gran diversidad de modalidades de aplicación de las estrategias no descritas en estudios previos. Algunas de ellas son estrategias de transición de modelización directa a estrategias de conteo y a otras que suponen el uso de hechos numéricos, facilitadas por el uso del rekenrek y la Tabla 100. Otras muestran, con más detalle que los estudios previos, la evolución de las estrategias de modelización directa, desde la ausencia de representación de las cantidades en grupos de 10, a la representación de las cantidades separadas en decenas y unidades con ayuda de materiales no estructurados como los cartones de decenas de huevos y barras de 10 formadas con cubos encajables. Todo esto ha permitido describir la evolución, desde las estrategias informales de modelización a estrategias formales, así como el desarrollo de la comprensión de la decena, para el que se describen transiciones entre niveles de comprensión señalados en estudios previos...

Identificação raças bovinas criadas no Brasil por meio de morfometria cuticular de pelos guarda.

A análise tricológica é um método não invasivo com potencial para a identificação de mamíferos por meio das características microscópicas de seus pelos. Permite identificar e diferenciar amostras ao nível de Ordem, Família, Gênero, Espécie e até mesmo Subespécies em alguns grupos zoológicos. A caracterização morfométrica de estruturas da cutícula em pelos de animais de raças bovinas criadas no Brasil poderia indicar a possibilidade de uso desta técnica como marcador racial. Um total de 120 animais (machos e fêmeas), pertencentes às raças Caracu, Curraleiro Pé-Duro e Nelore, provenientes de rebanhos de diferentes regiões geográficas foi amostrado. Os dados de área e perímetro das escamas cuticulares foram submetidos à análise de variância, sendo o efeito de raça significativo (P<0,001) e as médias das variáveis estudadas significativamente diferentes entre as raças (P<0,05). A técnica tricológica apresentou elevada acurácia na diferenciação das raças bovinas estudadas. O método, que tem como característica baixo custo de execução, se mostrou como uma ferramenta de grande utilidade para identificação não invasiva de bovinos, com potencial de uso e aplicação para outras espécies de interesse para a pecuária.

Enfoque da estatística espacial em modelos dinâmicos de mudança do uso do solo.

O atual nível das mudanças uso do solo causa impactos nas mudanças ambientais globais. Os processos de mudanças do uso e cobertura do solo são processos complexos e não acontecem ao acaso sobre uma região. Geralmente estas mudanças são determinadas localmente, regionalmente ou globalmente por fatores geográficos, ambientais, sociais, econômicos e políticos interagindo em diversas escalas temporais e espaciais. Parte desta complexidade é capturada por modelos de simulação de mudanças do uso e cobertura do solo. Uma etapa do processo de simulação do modelo CLUE-S é a quantificação da influência local dos impulsores de mudança sobre a probabilidade de ocorrência de uma classe de uso do solo. Esta influência local é obtida ajustando um modelo de regressão logística. Um modelo de regressão espacial é proposto como alternativa para selecionar os impulsores de mudanças. Este modelo incorpora a informação da vizinhança espacial existente nos dados que não é considerada na regressão logística. Baseado em um cenário de tendência linear para a demanda agregada do uso do solo, simulações da mudança do uso do solo para a microbacia do Coxim, Mato Grosso do Sul, foram geradas, comparadas e analisadas usando o modelo CLUE-S sob os enfoques da regressão logística e espacial para o período de 2001 a 2011. Ambos os enfoques apresentaram simulações com muito boa concordância, medidas de acurácia global e Kappa altos, com o uso do solo para o ano de referência de 2004. A diferença entre os enfoques foi observada na distribuição espacial da simulação do uso do solo para o ano 2011, sendo o enfoque da regressão espacial que teve a simulação com menor discrepância com a demanda do uso do solo para esse ano.