Algoritmo SOM com estrutura hierárquica e dinâmica aplicado a compressão de imagens

ln this work the implementation of the SOM (Self Organizing Maps) algorithm or Kohonen neural network is presented in the form of hierarchical structures, applied to the compression of images. The main objective of this approach is to develop an Hierarchical SOM algorithm with static structure and another one with dynamic structure to generate codebooks (books of codes) in the process of the image Vector Quantization (VQ), reducing the time of processing and obtaining a good rate of compression of images with a minimum degradation of the quality in relation to the original image. Both self-organizing neural networks developed here, were denominated HSOM, for static case, and DHSOM, for the dynamic case. ln the first form, the hierarchical structure is previously defined and in the later this structure grows in an automatic way in agreement with heuristic rules that explore the data of the training group without use of external parameters. For the network, the heuristic mIes determine the dynamics of growth, the pruning of ramifications criteria, the flexibility and the size of children maps. The LBO (Linde-Buzo-Oray) algorithm or K-means, one ofthe more used algorithms to develop codebook for Vector Quantization, was used together with the algorithm of Kohonen in its basic form, that is, not hierarchical, as a reference to compare the performance of the algorithms here proposed. A performance analysis between the two hierarchical structures is also accomplished in this work. The efficiency of the proposed processing is verified by the reduction in the complexity computational compared to the traditional algorithms, as well as, through the quantitative analysis of the images reconstructed in function of the parameters: (PSNR) peak signal-to-noise ratio and (MSE) medium squared error

Utilização do algoritmo Self-Organizing Map na caracterização de organizações públicas portuguesas.

Dissertação apresentada como requisito parcial para a obtenção do grau de mestre em Estatística e Gestão de Informação.

Desenvolvimento de um algoritmo para identificação e correção de spikes em espectroscopia Raman de imagem

Raman imaging spectroscopy is a highly useful analytical tool that provides spatial and spectral information on a sample. However, CCD detectors used in dispersive instruments present the drawback of being sensitive to cosmic rays, giving rise to spikes in Raman spectra. Spikes influence variance structures and must be removed prior to the use of multivariate techniques. A new algorithm for correction of spikes in Raman imaging was developed using an approach based on comparison of nearest neighbor pixels. The algorithm showed characteristics including simplicity, rapidity, selectivity and high quality in spike removal from hyperspectral images.

Resultados preliminares de um algoritmo para ablação de lente de contato personalizada

OBJETIVO: Desenvolver simulação computadorizada de ablação para produzir lentes de contato personalizadas a fim de corrigir aberrações de alta ordem. MÉTODOS: Usando dados reais de um paciente com ceratocone, mensurados em um aberrômetro ("wavefront") com sensor Hartmann-Shack, foram determinados as espessuras de lentes de contato que compensam essas aberrações assim como os números de pulsos necessários para fazer ablação as lentes especificamente para este paciente. RESULTADOS: Os mapas de correção são apresentados e os números dos pulsos foram calculados, usando feixes com a largura de 0,5 mm e profundidade de ablação de 0,3 µm. CONCLUSÕES: Os resultados simulados foram promissores, mas ainda precisam ser aprimorados para que o sistema de ablação "real" possa alcançar a precisão desejada.

Aplicação do ultra-som em sistemas eletroquímicos: considerações teóricas e experimentais

The aim of this review is to present and discuss the applications of ultrasound in electrochemical systems such as in sonoelectroanalysis and sonoelectrolysis for the electrochemical combustion of organic compounds. Initially, theoretical and experimental aspects are discussed, particularly those related to the enhancement of mass transport and the surface cleaning effects. Some results are included to illustrate alternative geometries for the experimental measurements and the working electrodes used in these systems. In the sequence, the available publications are presented and discussed to demonstrate that ultrasound combined with electrochemical techniques is a powerful set-up for the detection of analytes such as metals and/or organic compounds in hostile media and for the effective destruction of toxic organic substances. At the end, a table summarizes the results already published in the literature.

Ultra-som pulsado de baixa intensidade em fraturas diafisárias: aplicação clínica em cães

Os efeitos da estimulação ultra-sônica sobre a consolidação óssea têm sido demonstrados por trabalhos experimentais e clínicos. Este estudo teve por objetivo investigar a aplicação clínica do ultra-som pulsado de baixa intensidade como tratamento adjuvante de fraturas diafisárias em cães. Foram utilizados 16 cães de raças variadas, com faixa etária entre sete meses e seis anos, peso corpóreo entre 2,5 e 43kg, portadores de fraturas diafisárias fechadas recentes localizadas no rádio e ulna, fêmur ou tíbia e fíbula, estabilizadas por procedimentos de osteossíntese (fixação esquelética externa, pinos intramedulares ou a associação desses métodos). Os cães foram divididos em dois grupos: fraturas estabilizadas tratadas por ultra-som de baixa intensidade (grupo tratado, n=8); fraturas estabilizadas, não tratadas por estimulação ultra-sônica, (grupo controle, n=8). Os animais foram avaliados por exames clínicos e radiográficos nos períodos pré-operatório, pós-operatório imediato e a cada 30 dias posteriores aos procedimentos cirúrgicos. Realizou-se tratamento com ultra-som pulsado (sinal senoidal com freqüência de 1,5MHz, largura de pulso de 200µs e freqüência de repetição de 1kHz) de baixa intensidade (30mW cm-2), aplicado de modo estacionário no foco de fratura. A terapia ultra-sônica foi realizada 20 minutos por dia, durante 21 dias consecutivos, a partir do período compreendido entre o 1° e o 9° dia pós-operatório. O teste t de Student, empregado na análise estatística, mostrou diferença significante (P<0,001 e alfa=0,05) entre as médias dos parâmetros de tempo para consolidação óssea observadas nos animais dos grupos tratado (média de 67,5 dias) e controle (média de 106 dias). Este protocolo de estimulação ultra-sônica promoveu sinais clínicos e radiográficos acelerados da consolidação óssea nas fraturas tratadas. Os resultados deste estudo sugerem que o ultra-som pulsado de baixa intensidade pode ser indicado como terapia adjuvante de fraturas diafisárias recentes em cães.

Proposta de um algoritmo GPC adaptativo com baixo custo computacional

Esta dissertação propõe um algoritmo do Controlador Preditivo Generalizado (GPC) com horizonte de controle igual a um para ser aplicado em plantas industriais com modelos variantes no tempo, simples o su ficiente para ser implementado em Controlador Lógico Programável (PLC). A solução explícita do controlador é obtida em função dos parâmetros do modelo e dos parâmetros de sintonia do GPC (horizonte nal de predição hp e o fator de supressão do sinal de controle ), além das entradas e saídas presentes e passadas. A sintonia do fator de supressão e do horizonte de previsão GPC é feita através do lugar das raízes da equação característica do sistema em malha fechada, sempre que os parâmetros do modelo da planta industrial (estável ou instável em malha aberta) forem modificados.

Um algoritmo PSO híbrido para planejamento de caminhos em navegação de veículos utilizando A*

Utilizar robôs autônomos capazes de planejar o seu caminho é um desafio que atrai vários pesquisadores na área de navegação de robôs. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo implementar um algoritmo PSO híbrido para o planejamento de caminhos em ambientes estáticos para veículos holonômicos e não holonômicos. O algoritmo proposto possui duas fases: a primeira utiliza o algoritmo A* para encontrar uma trajetória inicial viável que o algoritmo PSO otimiza na segunda fase. Por fim, uma fase de pós planejamento pode ser aplicada no caminho a fim de adaptá-lo às restrições cinemáticas do veículo não holonômico. O modelo Ackerman foi considerado para os experimentos. O ambiente de simulação de robótica CARMEN (Carnegie Mellon Robot Navigation Toolkit) foi utilizado para realização de todos os experimentos computacionais considerando cinco instâncias de mapas geradas artificialmente com obstáculos. O desempenho do algoritmo desenvolvido, A*PSO, foi comparado com os algoritmos A*, PSO convencional e A* Estado Híbrido. A análise dos resultados indicou que o algoritmo A*PSO híbrido desenvolvido superou em qualidade de solução o PSO convencional. Apesar de ter encontrado melhores soluções em 40% das instâncias quando comparado com o A*, o A*PSO apresentou trajetórias com menos pontos de guinada. Investigando os resultados obtidos para o modelo não holonômico, o A*PSO obteve caminhos maiores entretanto mais suaves e seguros.

Edição de Som: algumas perspectivas

Para lá da edição de imagem podemos também editar o som: a fase onde se trata e manipula toda a banda sonora do filme (diálogos; música e efeitos). As ideias e as ferramentas de que nos servimos para editar o som implicam consequências óbvias no produto final. Como tal, a edição de som tem também a responsabilidade de fundir correctamente os sons e as imagens. A mistura é uma tarefa específica que pretende preservar, no fundo, densidade e clareza. Como uma lista de prioridades: o que é que queremos que eles ouçam? Um dos objectivos principais da edição de som é a tentativa de obter um certo tipo de relação interessante entre o som e a imagem: pontuação e amplificação são os recursos principais. Queremos – com o som – despoletar uma descoberta das emoções escondidas no íntimo da audiência. Um filme bem editado permite uma excelente partilha entre os sentimentos dos espectadores e os pensamentos e intenções de quem trabalha o som e realiza o filme.

Som e música. Questões de uma antropologia sonora

Este ensaio pretende esboçar, de forma introdutória, alguns campos de interesse da etnomusicologia, disciplina, que apesar de percebida durante longo tempo como de natureza híbrida -- ou seja, pertencente à musicologia quanto a seus conteúdos e à antropologia quando se trata de seus métodos de pesquisa -- cresceu consideravelmente nas últimas décadas levando à constituição de centros de estudos e de pesquisa nas principais universidades americanas e européias, firmando-se, cada vez mais, com expressão própria também no Brasil. Os comentários sobre o estudo dos instrumentos musicais ao final do texto servem de argumento às imagens que constituem o bloco temático do caderno de fotografias deste número da Revista de Antropologia.

Luís Urbano (O Som e a Fúria): "Tem de haver uma sociedade secreta entre realizador e produtor"

O projecto “Principais tendências no cinema português contemporâneo” nasceu no Departamento de Cinema da ESTC, com o objectivo de desenvolver investigação especializada a partir de um núcleo formado por alunos da Licenciatura em Cinema e do Mestrado em Desenvolvimento de Projecto Cinematográfico, a que se juntaram professores-investigadores membros do CIAC e convidados. O que agora se divulga corresponde a dois anos e meio de trabalho desenvolvido pela equipa de investigação, entre Abril de 2009 e Novembro de 2011. Dada a forma que ele foi adquirindo, preferimos renomeá-lo, para efeitos de divulgação, “Novas & velhas tendências no cinema português contemporâneo”.

Guitar solo tracker

A motivação para este trabalho vem da necessidade que o autor tem em poder registar as notas tocadas na guitarra durante o processo de improviso. Quando o músico está a improvisar na guitarra, muitas vezes não se recorda das notas tocadas no momento, este trabalho trata o desenvolvimento de uma aplicação para guitarristas, que permita registar as notas tocadas na guitarra eléctrica ou clássica. O sinal é adquirido a partir da guitarra e processado com requisitos de tempo real na captura do sinal. As notas produzidas pela guitarra eléctrica, ligada ao computador, são representadas no formato de tablatura e/ou partitura. Para este efeito a aplicação capta o sinal proveniente da guitarra eléctrica a partir da placa de som do computador e utiliza algoritmos de detecção de frequência e algoritmos de estimação de duração de cada sinal para construir o registo das notas tocadas. A aplicação é desenvolvida numa perspectiva multi-plataforma, podendo ser executada em diferentes sistemas operativos Windows e Linux, usando ferramentas e bibliotecas de domínio público. Os resultados obtidos mostram a possibilidade de afinar a guitarra com valores de erro na ordem de 2 Hz em relação às frequências de afinação standard. A escrita da tablatura apresenta resultados satisfatórios, mas que podem ser melhorados. Para tal será necessário melhorar a implementação de técnicas de processamento do sinal bem como a comunicação entre processos para resolver os problemas encontrados nos testes efectuados.

Algoritmo de lanczos na variedade de grassmann

O problema do cálculo de valores próprios, vectores próprios e subespaços invariantes está presente em áreas tão diversas como Engenharia, Física, Ciências de Computação e Matemática. Considerando a importância deste problema em tantas aplicações práticas, não é de surpreender que tenha sido e continue a ser objecto de intensa investigação, dando corpo a uma literatura muito vasta. Desenvolvemos um novo algoritmo de Lanczos na variedade de Grassmann. Este trabalho surgiu na sequência de um artigo de A. Edelman, T. A. Arias and S. T. Smith, The geometry of algorithms with orthogonality constraints, onde apresentam um novo algoritmo do gradiente conjugado na variedade de Grassmann. Desenvolveram um enquadramento geométrico o que ofereceu uma nova aproximação aos algoritmos numéricos envolvendo restrições de ortogonalidade. Ora, estando o método de Lanczos e o método dos gradientes conjugados intimamente relacionados, e sendo um dos principais problemas do método de Lanczos a perda de ortogonalidade, surgiu a ideia de tentar verificar se algum dos algoritmos de Lanczos seria uma iteração na variedade de Grassmann.