Segmentação de imagens fetais com potencial para desenvolvimento de ferramentas de apoio ao diagnóstico

Programa Doutoral em Engenharia Eletrónica e de Computadores

Development of procedures for the design, optimization and manufacturing of customized orthopaedic and trauma implants: Geometrical/anatomical modelling from 3D medical imaging

Tese de Doutoramento (Programa Doutoral em Engenharia Biomédica)

O eletrocardiograma de alta resolução no domínio da freqüência. Utilização de técnicas estatísticas de correlação espectral para identificação de pacientes com taquicardia ventricular monomórfica sustentada

OBJETIVO: Avaliar uma melhoria da acurácia diagnóstica da taquicardia ventricular monomórfica (TVM), através do eletrocardiograma de alta resolução (ECGAR), adicionando à análise no domínio do tempo (DT), técnicas estatísticas de correlação espectral no domínio da freqüência (DF). MÉTODOS: Foram estudados pelo ECGAR 137 indivíduos sendo 27 com cardiopatia e TVM sustentada, 30 com cardiopatia e sem TVM e 80 sem evidências de cardiopatia. Os parâmetros analisados no ECGAR no DT foram: duração do QRS filtrado, RMS40 e LAS40 e, no DF, as médias e os devios padrões da correlação espectral intersegmentar do sinal e da banda de freqüência delimitadora da concentração do sinal. RESULTADOS: A sensibilidade (Sb) e o valor preditivo positivo (VPP) do ECGAR no DT, DF e análise combinada de ambos os domínios foram, na detecção de TVM, respectivamente: Sb = 59,3%, 63% e 81,5% e VPP = 80,0%, 81,0% e 84,6%. CONCLUSÃO: A análise combinada do ECGAR nos DT e DF aumenta a acurácia diagnóstica de pacientes com apresentação clínica de TVM sustentada.

Técnicas de Data e Text Mining Para Anotação de Um Arquivo Digital

O presente trabalho cujo Título é técnicas de Data e Text Mining para a anotação dum Arquivo Digital, tem como objectivo testar a viabilidade da utilização de técnicas de processamento automático de texto para a anotação das sessões dos debates parlamentares da Assembleia da República de Portugal. Ao longo do trabalho abordaram-se conceitos como tecnologias de descoberta do conhecimento (KDD), o processo da descoberta do conhecimento em texto, a caracterização das várias etapas do processamento de texto e a descrição de algumas ferramentas open souce para a mineração de texto. A metodologia utilizada baseou-se na experimentação de várias técnicas de processamento textual utilizando a open source R/tm. Apresentam-se, como resultados, a influência do pré-processamento, tamanho dos documentos e tamanhos dos corpora no resultado do processamento utilizando o algoritmo knnflex.

Aplicação de SIG no Processamento do Inventário Florestal Nacional – Cabo Verde

Cabo Verde desde do século passado tem envidado esforço na florestação, sobretudo depois de 1975 para atenuar os efeitos da seca e da desertificação criando deste modo grandes áreas arborizadas. Entretanto, à medida que os recursos florestais foram sendo criados, a problemática da sua avaliação e da sua gestão sustentável, passaram a merecer maior atenção das autoridades nacionais. A lei florestal, promulgada em 1998 define como uma das atribuições e acções do Estado, através dos serviços florestais, a elaboração dos planos de gestão das zonas florestais. Este plano de gestão implica a análise e a apreciação de dados concretos e actualizados sobre a situação real das zonas florestais, sendo possível apenas através do inventário florestal nacional (IFN). Neste trabalho é proposta uma metodologia de processamento do IFN em que se utilizam as potencialidades dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG). Foram utilizados para este trabalho os programas: ArcGis 9.1, para produção cartográfica, geoprocessamento e análise espacial e o Field-Map 8.1 para a classificação de ortofotos num esquema de classificação hierárquica, em cinco níveis, adaptado a Cabo Verde (classes de uso do solo adoptado ao esquema de classificação do território europeu – CORINE Land Cover e da Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação (FAO). Os dados utilizados foram compilados no âmbito do projecto do inventário florestal. Os resultados obtidos, para a Ilha de Santiago, constituem uma base cartográfica para o IFN com diversos temas cartográficos, nomeadamente, mapas das zonas florestadas, mapas de ocupação do solo e mapas de amostras inventariáveis cuja metodologia de elaboração poderá ser facilmente replicada para as restantes ilhas do arquipélago

Modulador de Magnitude em DSP

A eficiência espectral e o consumo de potência constituem dois parâmetros fundamentais a ter em conta no projecto de qualquer sistema de comunicação digital. As técnicas de modulação e a filtragem FIR do tipo root-raised cosine (RRC) de baixo rool-off, assumem um papel cada vez mais importante nas comunicações sem fios com vista à maximização da eficiência espectral dos sistemas. A consequência disto é um aumento da razão entre a potência de pico do sinal a transmitir e a sua potência média (Peak-to-Average Power Ratio - PAPR). Elevados valores de PAPR impõem elevados requisitos de linearidade nos amplificadores de potência usados nos transmissores, com consequente aumento do consumo de potência do sistema. Um elevado PAPR dificulta ainda o projecto dos conversores digitais - analógicos (DAC), devido à elevada gama dinâmica do sinal. A realização desta dissertação tem como objectivo a validação de um método proposto recentemente, controlo de magnitude (Magnitude Modulatation-MM) do sinal modulado com vista à redução do PAPR do sinal de banda limitada a transmitir. Este sistema foi designado por, Multistage Polyphase Magnitude Modulation (MPMM). O sistema foi desenvolvido num processador digital de sinal (DSP) TMS320C6713 (vírgula flutuante) da Texas Instruments (TI). Foram exploradas as capacidades de processamento paralelo deste DSP, de forma a maximizar o desempenho do sistema.

Técnicas de geoprocessamento e de amostragem para o mapeamento de atributos anisotrópicos do solo

Este trabalho abordou a utilização de geoestatística para a otimização de esquemas de amostragem, concentrando-se especialmente no impacto da anisotropia na estruturação geométrica do desenho experimental e no processo de geração de imagens contínuas. O atributo estudado foi o teor de argila na camada superficial do solo, levantada em novembro de 1998, em área de Latossolo Vermelho-Escuro, localizada no município de Campos Novos Paulista (SP). A variabilidade espacial e a anisotropia do teor de argila foram determinadas por meio do exame dos semivariogramas obtidos, os quais foram ajustados a modelos teóricos para a obtenção de seus parâmetros (tipo de modelo de semivariograma, pepita, patamar e alcance). O fator de anisotropia observado implicou uma configuração oval, ou anisotrópica, da área de influência dos dados amostrais, em conformidade com a estrutura da variabilidade espacial observada. A anisotropia foi atribuída a fatores intrínsecos do solo, condicionados pela topografia do respectivo processo de formação, e extrínsecos, tais como: a mecanização, divisão de glebas e demais práticas de manejo, feitas no sentido das linhas de plantio, transversalmente ao gradiente topográfico. Considerando essas dimensões, a área de representatividade das amostras (ha/amostra) variou de um esquema a outro, modificando, assim, a densidade de amostras requerida para cada nível de variância. A proporção entre estas áreas mostrou o impacto da anisotropia sobre o número de amostras requerido para cada nível de variância desejável.

Conteúdos digitais multimídia: o foco na usabilidade e acessibilidade

Abordam-se aspectos referentes à usabilidade e acessibilidade de conteúdos digitais multimídia. São analisados os princípios do projeto de produtos baseados na usabilidade que se aplicam à produção desses documentos digitais, inovando-se ao interpretar os princípios de usabilidade sob o enfoque da acessibilidade. Os cuidados que devem ser tomados para que os documentos digitais adquiram as qualidades da usabilidade e da acessibilidade são assinalados. Uma ênfase especial é dada às situações relacionadas à interação, mediante a utilização de ajudas técnicas, com a informação disponibilizada no espaço digital.

CADWeb: categorização automática de documentos digitais

Com a evolução da tecnologia da informação e a disseminação de documentos digitais na Web, faz-se necessário criar meios que forneçam um mecanismo de organização de tais documentos, facilitando sua busca e recuperação. Em bibliotecas digitais ou repositórios de obras eletrônicas, por exemplo, existe a necessidade de uma ferramenta que possa classificar automaticamente os documentos, visto que o processo de classificação (categorização) é feito de forma manual. Esta ferramenta será de grande importância no apoio à catalogação. Este artigo apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta que tem como objetivo principal classificar automaticamente documentos digitais em categorias preestabelecidas, nas quais cada documento pertencerá a uma ou mais categorias de acordo com seu conteúdo, tornando assim mais eficaz e rápida a classificação. Na elaboração da ferramenta foram utilizadas técnicas e algoritmos de mineração de textos, sendo definidas no estudo de caso algumas categorias e termos relacionados, tais como informática, direito e física, para validar a ferramenta.

Estudo da dinâmica espaço-temporal do bioma Pantanal por meio de imagens MODIS

O objetivo deste trabalho foi avaliar dados multitemporais, obtidos pelo sensor "moderate resolution imaging spectroradiometer" (MODIS), para o estudo da dinâmica espaço-temporal de duas sub-regiões do bioma Pantanal. Foram utilizadas 139 imagens "enhanced vegetation index" (EVI), do produto MOD13 "vegetation index", dados de altimetria oriundos do "shuttle radar topography mission" (SRTM) e dados de precipitação do "tropical rainfall measuring mission" (TRMM). Para a redução da dimensionalidade dos dados, as imagens MODIS-EVI foram amostradas com base nas curvas de nível espaçadas em 10 m. Foram aplicadas as técnicas de análise de autocorrelação e análise de agrupamentos aos dados das amostras, e a análise de componentes principais na área total da imagem. Houve dependência tanto temporal quanto espacial da resposta espectral com a precipitação. A análise de agrupamentos apontou a presença de dois grupos, o que indicou a necessidade da análise completa da área. A análise de componentes principais permitiu diferenciar quatro comportamentos distintos: as áreas permanentemente alagadas; as áreas não inundáveis, compostas por vegetação; as áreas inundáveis com maior resposta de vegetação; e áreas com vegetação ripária.

Mineração de dados para inferência de relações solo-paisagem em mapeamentos digitais de solo

O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia para mapeamento digital de solos na escala 1:100.000 com a aplicação de técnicas de mineração de dados a descritores de relevo e a dados de mapas geológico e pedológico preexistentes. Foi criada uma base de dados digitais a partir de cartas topográficas e temáticas, que permitiu elaboração do modelo digital de elevação (MDE) da folha Dois Córregos, SP (escala 1:50.000). A partir do MDE, foram calculados os parâmetros geomorfométricos declividade, curvaturas em planta e perfil, área de contribuição e distância diagonal de drenagem. A matriz que associou esses dados georreferenciados foi analisada por meio de árvores de decisão, no ambiente de aprendizado de máquina Weka, o que gerou um modelo de predição de unidades de mapeamento de solos. A acurácia geral do modelo aumentou de 54 para 61% com a eliminação das classes com probabilidade nula de ocorrência. A associação da mineração de dados com sistemas de informações geográficas permite a elaboração de mapas digitais passíveis de uso em estudos que requeiram menor detalhamento que aqueles realizados com o mapa original.

Imagens mono e multitemporais Modis para estimativa da área com soja no estado de Mato Grosso

O objetivo deste trabalho foi avaliar uma nova metodologia para mapeamento da cultura da soja no Estado de Mato Grosso, por meio de imagens Modis e de diferentes abordagens de classificação de imagens. Foram utilizadas imagens diárias e imagens de 16 dias. As imagens diárias foram diretamente classificadas pelo algoritmo Isoseg. As duas séries de imagens de 16 dias, referentes ao ciclo total e à metade do ciclo da cultura da soja, foram transformadas pela análise de componentes principais (ACP), antes de serem classificadas. Dados de referência, obtidos por interpretação visual de imagens do sensor TM/Landsat-5, foram utilizados para a avaliação da exatidão das classificações. Os melhores resultados foram obtidos pela classificação das imagens do ciclo total da soja, transformadas pela ACP: índice global de 0,83 e Kappa de 0,63. A melhor classificação de imagens diárias mostrou índice global de 0,80 e Kappa de 0,55. AACP aplicada às imagens do ciclo total da soja permitiu o mapeamento das áreas de soja com índices de exatidão melhores do que os obtidos pela classificação derivada das imagens de data única.

Estimativa amostral objetiva de área plantada regional, apoiada em imagens de sensoriamento remoto

O objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar um método para estimar a área plantada de soja em escala regional e calcular o erro estatístico associado à estimação. O método (Geosafras), que associa técnicas de amostragem estatística com características das imagens obtidas por sensoriamento remoto orbital, foi aplicado para obter estimativa amostral objetiva da área cultivada com soja, na safra de 2005/2006, no Estado do Rio Grande do Sul. Os municípios produtores de soja, no RS, foram distribuídos em dez estratos, com base em dados pré‑existentes de área cultivada com a cultura. O número de municípios selecionados, em cada estrato, seguiu a regra de alocação de Neyman. Em cada município selecionado, foram aleatorizados pontos correspondentes aos pixels das imagens, classificados como "soja" ou "não soja" após visita a campo. A partir dos dados de 3.000 pontos distribuídos nos 30 municípios selecionados, nos dez estratos, foi estimada a área cultivada com soja no RS, que totalizou 4.069.887 ha, com coeficiente de variação (CV) de 3,4%. Esta estimativa foi consistente com os dados oficiais. O método amostral objetivo estratificado, auxiliado por sensoriamento remoto, permite estimar a área cultivada com soja no Rio Grande do Sul e é capaz de quantificar o erro associado à estimativa realizada.

Imagens multipolarizadas do sensor Palsar/Alos na discriminação das fases fenológicas da cana‑de‑açúcar

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial das imagens multipolarizadas do sensor‑radar Palsar/Alos em diferenciar as fases fenológicas da cana‑de‑açúcar. Valores digitais de quatro imagens do sensor, dos meses de fevereiro, maio, agosto e outubro de 2008, com polarizações HH (emissão e recebimento de onda na polarização horizontal) e HV (emissão de onda na polarização horizontal e recebimento na vertical), foram convertidos para coeficientes de retroespalhamento (σ°), para a análise de dados de cana‑de‑açúcar, cultivadas em talhões na região nordeste do Estado de São Paulo. Foram selecionadas três variedades, em diferentes estágios fenológicos: RB85‑5156, seis talhões; RB86‑7515, dez talhões; e RB92‑5345, dez talhões. As diferenças entre as fases fenológicas foram avaliadas para cada uma das variedades e, também, entre as variedades. A utilização simultânea ou não dos dados do sensor Palsar/Alos, obtidos em duas polarizações, foi capaz de discriminar as diferentes fases de crescimento da cana‑de‑açúcar, com exceção da fase de crescimento dos colmos e a fase de maturação, em que não foi observada diferença significativa.

Distinção de espécies de eucaliptode diferentes idades por meio de imagens TM/Landsat 5

Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a utilização de imagens do sensor TM/Landsat 5 na diferenciação de plantios comerciais de Eucalyptus dunnii e Eucalyptus urograndis com diferentes idades. Demarcaram-se parcelas para identificar as duas espécies, em dois períodos distintos (2009 e 2011), a idades de 3 e 5 anos, para E. dunnii, e 2,2 e 4,2 anos para E. urograndis. Avaliaram-se seis bandas do sensor TM/Landsat 5 (B1, B2, B3, B4, B5 e B7) e seis índices de vegetação: razão simples (SR); índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI); índice de vegetação ajustado ao solo (Savi)-0,25; Savi-0,5; índice de vegetação por diferença normalizada com uso da banda verde (GNDVI); e índice de umidade na vegetação (MVI). O processamento digital das imagens consistiu de correção geométrica, radiométrica e atmosférica. Os plantios de E. dunnii e E. urograndis foram diferenciados por meio de cinco bandas do Landsat (B2, B3, B4, B5 e B7) e três índices de vegetação (Savi-0,5, Savi-0,25 e GNDVI), no ano de 2009, e por quatro bandas do Landsat (B2, B4, B5 e B7) e seis índices de vegetação (NDVI, SR, Savi-0,5, Savi-0,25, MVI e GNDVI) no ano de 2011. Os dados espectrais extraídos das imagens TM/Landsat 5 são eficazes, tanto para distinguir as espécies de eucalipto como também a mesma espécie em plantios equiâneos.