Restauração de imagens de microscopia de força atômica com uso da regularização de Tikhonov via processamento em GPU

A Restauração de Imagens é uma técnica que possui aplicações em várias áreas, por exemplo, medicina, biologia, eletrônica, e outras, onde um dos objetivos da restauração de imagens é melhorar o aspecto final de imagens de amostras que por algum motivo apresentam imperfeições ou borramentos. As imagens obtidas pelo Microscópio de Força Atômica apresentam borramentos causados pela interação de forças entre a ponteira do microscópio e a amostra em estudo. Além disso apresentam ruídos aditivos causados pelo ambiente. Neste trabalho é proposta uma forma de paralelização em GPU de um algoritmo de natureza serial que tem por fim a Restauração de Imagens de Microscopia de Força Atômica baseado na Regularização de Tikhonov.

Implementação paralela do algoritmo iterativo de busca do parâmetro de regularização ótimo para o funcional de Tikhonov no problema de restauração de imagens

O uso de técnicas com o funcional de Tikhonov em processamento de imagens tem sido amplamente usado nos últimos anos. A ideia básica nesse processo é modificar uma imagem inicial via equação de convolução e encontrar um parâmetro que minimize esse funcional afim de obter uma aproximação da imagem original. Porém, um problema típico neste método consiste na seleção do parâmetro de regularização adequado para o compromisso entre a acurácia e a estabilidade da solução. Um método desenvolvido por pesquisadores do IPRJ e UFRJ, atuantes na área de problemas inversos, consiste em minimizar um funcional de resíduos através do parâmetro de regularização de Tikhonov. Uma estratégia que emprega a busca iterativa deste parâmetro visando obter um valor mínimo para o funcional na iteração seguinte foi adotada recentemente em um algoritmo serial de restauração. Porém, o custo computacional é um fator problema encontrado ao empregar o método iterativo de busca. Com esta abordagem, neste trabalho é feita uma implementação em linguagem C++ que emprega técnicas de computação paralela usando MPI (Message Passing Interface) para a estratégia de minimização do funcional com o método de busca iterativa, reduzindo assim, o tempo de execução requerido pelo algoritmo. Uma versão modificada do método de Jacobi é considerada em duas versões do algoritmo, uma serial e outra em paralelo. Este algoritmo é adequado para implementação paralela por não possuir dependências de dados como de Gauss-Seidel que também é mostrado a convergir. Como indicador de desempenho para avaliação do algoritmo de restauração, além das medidas tradicionais, uma nova métrica que se baseia em critérios subjetivos denominada IWMSE (Information Weighted Mean Square Error) é empregada. Essas métricas foram introduzidas no programa serial de processamento de imagens e permitem fazer a análise da restauração a cada passo de iteração. Os resultados obtidos através das duas versões possibilitou verificar a aceleração e a eficiência da implementação paralela. A método de paralelismo apresentou resultados satisfatórios em um menor tempo de processamento e com desempenho aceitável.

A regularização fundiária de imóveis urbanos através da legitimação da posse com a utilização de parcerias com o setor privado para fins de acesso à moradia.

O papel do Estado ao longo do Historia foi bem diversificado, ora com um caráter interventor, e ora com uma postura de regular o mínimo necessário. Esta última postura, proporcionou grandes déficit no setor de infraestrutura, desequilíbrios sociais, favelização, loteamentos irregulares e a não efetivação do direito à moradia. Deste modo, o Estado precisou ampliar a sua atuação na regularização do solo, visando uma regularização fundiária plena que incluiria desde a instalação da urbanização e infraestrutura adequada à concessão de títulos reconhecendo a posse e/ou propriedade do indivíduo. Suprir a carência de infraestrutura, urbanização e organização do solo que se acumularam nas últimas décadas, esbarra na falência fiscal do Estado Brasileiro, que precisa tomar para si a responsabilidade da regularização, mas, principalmente buscar parcerias com o setor privado. A atuação das organizações sociais, das organizações da sociedade civil de interesse público e as parcerias público-privadas precisam ser ampliadas na efetivação da regularização fundiária. Necessário se faz que o investimento não seja exclusivamente público, possibilitando conceder ao parceiro privado, através da utilização de certos instrumentos jurídicos do próprio Estatuto da Cidade como uma contraprestação interessante a este parceiro. Somente vivenciando uma interpretação e aplicação conjunta dos instrumentos jurídicos à disposição do Estado aliado a vontade política, que poderá ser garantido o desenvolvimento prometido à população brasileira e a efetivação do direito constitucional à moradia.

Problemas inversos em engenharia financeira: regularização com critério de entropia

Esta dissertação aplica a regularização por entropia máxima no problema inverso de apreçamento de opções, sugerido pelo trabalho de Neri e Schneider em 2012. Eles observaram que a densidade de probabilidade que resolve este problema, no caso de dados provenientes de opções de compra e opções digitais, pode ser descrito como exponenciais nos diferentes intervalos da semireta positiva. Estes intervalos são limitados pelos preços de exercício. O critério de entropia máxima é uma ferramenta poderosa para regularizar este problema mal posto. A família de exponencial do conjunto solução, é calculado usando o algoritmo de Newton-Raphson, com limites específicos para as opções digitais. Estes limites são resultados do princípio de ausência de arbitragem. A metodologia foi usada em dados do índice de ação da Bolsa de Valores de São Paulo com seus preços de opções de compra em diferentes preços de exercício. A análise paramétrica da entropia em função do preços de opções digitais sínteticas (construídas a partir de limites respeitando a ausência de arbitragem) mostraram valores onde as digitais maximizaram a entropia. O exemplo de extração de dados do IBOVESPA de 24 de janeiro de 2013, mostrou um desvio do princípio de ausência de arbitragem para as opções de compra in the money. Este princípio é uma condição necessária para aplicar a regularização por entropia máxima a fim de obter a densidade e os preços. Nossos resultados mostraram que, uma vez preenchida a condição de convexidade na ausência de arbitragem, é possível ter uma forma de smile na curva de volatilidade, com preços calculados a partir da densidade exponencial do modelo. Isto coloca o modelo consistente com os dados do mercado. Do ponto de vista computacional, esta dissertação permitiu de implementar, um modelo de apreçamento que utiliza o princípio de entropia máxima. Três algoritmos clássicos foram usados: primeiramente a bisseção padrão, e depois uma combinação de metodo de bisseção com Newton-Raphson para achar a volatilidade implícita proveniente dos dados de mercado. Depois, o metodo de Newton-Raphson unidimensional para o cálculo dos coeficientes das densidades exponenciais: este é objetivo do estudo. Enfim, o algoritmo de Simpson foi usado para o calculo integral das distribuições cumulativas bem como os preços do modelo obtido através da esperança matemática.

A regularização fundiária de interesse social das favelas cariocas entre a promoção e negação de direitos e o papel das políticas públicas na superação da antinomia

O presente trabalho pretende analisar o movimento crescente de promoção da regularização fundiária de interesse social em curso nas favelas cariocas. O objetivo é estudar as causas, o conteúdo e os objetivos do instituto a fim de compreender seus resultados antinômicos de promoção e negação de direitos fundamentais para a população residente nestas áreas. Além da análise sobre a implementação da regularização fundiária de interesse social nas favelas cariocas, pretende-se demonstrar o papel das políticas públicas na superação da antinomia inerente ao instituto, garantindo os direitos fundamentais dos moradores destas áreas. Algumas políticas específicas foram destacadas para análise mais detida, como as de incremento da participação popular, subsídios para os custos decorrentes da regularização dos imóveis e educação para a devida compreensão do novo enquadramento e valor da propriedade já regularizada. Com esta análise, pretende o presente trabalho contribuir para o aperfeiçoamento da prática da regularização fundiária de interesse social nas favelas cariocas, a fim de que se possa minimizar seu aspecto prático de negação de direitos, maximizando a garantia dos direitos fundamentais aos moradores destas localidades.

Regularização fundiária urbana de interesse social: a coordenação entre as políticas de urbanismo e de habitação social no Brasil à luz de experiências do direito francês

A regularização fundiária urbana de interesse social só pode ser compreendida juridicamente se considerar-se que, além da legalização da posse ou da propriedade do bem imóvel, ela abrange obrigatoriamente uma série de intervenções urbanísticas fundamentais. Outra premissa necessária ao estudo jurídico é que esta espécie de operação urbana não pode ser compreendida isoladamente, enquanto uma instituição particular, pois ela pressupõe a definição das condições por meio das quais o planejamento urbano e o planejamento habitacional se determinam reciprocamente, favorecendo a concretização de direitos fundamentais. Três valores-base devem inspirar o desenvolvimento desta correlação entre as políticas urbanísticas e as habitacionais, são eles: a moradia como direito fundamental complexo ligado à ideia mais ampla de direito à cidade, a propriedade como direito protegido juridicamente apenas quando observado o princípio da função social da propriedade e a justa distribuição das mais-valias urbanas como princípio reitor da intervenção dos poderes públicos nos espaços urbanos para efetivar uma distribuição mais isonômica do espaço. Com base no contexto normativo brasileiro e a realidade institucional concreta dos Municípios e tendo em vista a experiência francesa a respeito das políticas urbanas e habitacionais, é possível pensar um quadro legal e regimes jurídicos adequados à realização mais eficaz das operações urbanas de regularização fundiária.

A regularização fundiária da Lei n 9.985/00 como instrumento imprescindível à efetividade das políticas públicas de criação de unidades de conservação.

O presente trabalho propõe-se a analisar a efetividade das políticas públicas de criação de unidades de conservação sob a ótica dos mecanismos de regularização fundiária de que dispõe a Lei n 9.985/00, primordiais para o alcance dos objetivos preconizados pelo Sistema Nacional de Unidades de Conservação (SNUC), sobretudo no que diz respeito às unidades de conservação de proteção integral. Para tanto, inicia-se por situar a discussão, abordando como o meio ambiente, os espaços territoriais especialmente protegidos, a propriedade e a moradia são temas que se entrelaçam no ordenamento jurídico brasileiro. Em seguida, foca-se na análise da função socioambiental da propriedade enquanto fundamento das políticas públicas de criação de espaços territoriais especialmente protegidos. Continua com a abordagem de tais espaços segundo a legislação em vigor, em particular das unidades de conservação. Concluída tal exposição, o presente trabalho adentra seu cerne, dissecando aspectos relevantes dos mecanismos dispostos pela Lei n 9.985/00 para a regularização fundiária de unidades de conservação. Assim, com base no estudo do tema, almeja confirmar a hipótese de que tais mecanismos são imprescindíveis à efetividade das políticas públicas de criação de unidades de conservação, sugerindo, tanto quanto possível, alternativas à aplicação da norma para fins de contribuir com a efetividade do SNUC.

A regularização fundiária e o registro de imóveis

Este trabalho tem por finalidade apresentar um estudo sobre as contribuições do serviço de registro imobiliário, com destaque em procedimentos de regularização fundiária de imóveis urbanos. Não raras vezes, empreendedores, administradores públicos, juízes, sociedade deparam-se com situações em que há a necessidade de titulação da terra como mecanismo de formalização da propriedade, oportunidade em que são exigidos os requisitos estabelecidos na legislação de regência. A adoção em caráter estrito das regras estabelecidas, em contraposição às peculiaridades e ao desregramento de assentamentos informais, importaria em eterna manutenção dos mesmos à margem da lei. Há, assim, de se criar mecanismos de consenso e soluções de compromisso, em que poder público, registrador imobiliário, operadores do direito e a própria comunidade envolvam-se no sentido de colmatar uma solução intermediária. Solução esta que, sem perder a necessária segurança jurídica dos registros públicos, possibilite a adoção de mecanismos que facilitem o acesso dos ocupantes à titulação da terra em que vivem. O título de propriedade representa mais do que mero papel. Traduz o poder de direito sobre determinado terreno, alçando-o da condição de um capital morto para elemento ativo em um mercado cada dia mais globalizado. Nesta esteira, arregimenta economicamente não apenas a população diretamente envolvida, quanto também possibilita, através da inserção dos imóveis regularizados no mercado, um aproveitamento e um incremento econômico catalisador de transformações econômico-sociais. Novos direitos, novos bens em garantia, novas condições de crédito, renovada segurança jurídica, enfim, novas oportunidades são desdobradas aos detentores, que agora podem investir sem o receio da precariedade decorrente de mera situação de posse. Estuda-se, assim, neste trabalho a importante atuação do registrador imobiliário e as vantagens decorrentes do processo de regularização fundiária, como um processo a ser estimulado e incrementado, concretizador de cidadania e efetivador dos direitos fundamentais de propriedade (art 5 CF/88) e de moradia (art. 6 da CF/88).

Regularização de barras e soldaduras aluminotérmicas

Relatório de Estágio para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil

Extracting Ramachandran torsional angle distributions from 2D NMR data using Tikhonov regularization /

Solid state nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is a powerful technique for studying structural and dynamical properties of disordered and partially ordered materials, such as glasses, polymers, liquid crystals, and biological materials. In particular, twodimensional( 2D) NMR methods such as ^^C-^^C correlation spectroscopy under the magicangle- spinning (MAS) conditions have been used to measure structural constraints on the secondary structure of proteins and polypeptides. Amyloid fibrils implicated in a broad class of diseases such as Alzheimer's are known to contain a particular repeating structural motif, called a /5-sheet. However, the details of such structures are poorly understood, primarily because the structural constraints extracted from the 2D NMR data in the form of the so-called Ramachandran (backbone torsion) angle distributions, g{^,'4)), are strongly model-dependent. Inverse theory methods are used to extract Ramachandran angle distributions from a set of 2D MAS and constant-time double-quantum-filtered dipolar recoupling (CTDQFD) data. This is a vastly underdetermined problem, and the stability of the inverse mapping is problematic. Tikhonov regularization is a well-known method of improving the stability of the inverse; in this work it is extended to use a new regularization functional based on the Laplacian rather than on the norm of the function itself. In this way, one makes use of the inherently two-dimensional nature of the underlying Ramachandran maps. In addition, a modification of the existing numerical procedure is performed, as appropriate for an underdetermined inverse problem. Stability of the algorithm with respect to the signal-to-noise (S/N) ratio is examined using a simulated data set. The results show excellent convergence to the true angle distribution function g{(j),ii) for the S/N ratio above 100.

Da invisibilidade à regularização fundiária : a trajetória legal da moradia de baixa renda em Porto Alegre-século XX

O objetivo desta dissertação é analisar a evolução da legislação urbanística do município de Porto Alegre, ao longo de todo o século XX, no que diz respeito ao tratamento que a mesma dispensou aos territórios de moradia da população de baixa renda nesta cidade do Sul do Brasil. Através de uma ampla pesquisa na legislação urbanística foi possível identificar seis grandes "Ciclos" históricos na trajetória da política habitacional conduzida pelo Governo municipal: 1. A invisibilização 2. A expulsão . 3. Provisão privada de lotes e moradias na NÃO CIDADE 4. A transição 5. Provisão Estatal de moradias na NÃO CIDADE 6. Direito à cidade: a Regularização Fundiária A investigação permitiu desvendar linhas de continuidade entre diferentes ciclos bem como sinais evidentes de ruptura com estratégias tradicionais de condução da política habitacional, principalmente no último período investigado, coincidente com o período imediatamente posterior à promulgação da Constituição Federal de 1988. Utilizando como matéria prima e fonte historiográfica privilegiada a legislação urbanística Municipal, esta investigação tem o mérito de demonstrar a forte relação existente entre a "ordem urbanística", as estratégias governamentais e a História das cidades. Embora se trate de um estudo de caso, o trabalho permite generalizações, e, em boa medida tem capacidade explicativa para a Política habitacional conduzida pelos Governos brasileiros ao longo do século.

As políticas públicas de urbanização e regularização fundiária no processo de inclusão social: o PROAP Rio de Janeiro

This work objectives to investigate how the public policies of urbanization and land regularization of the Program of Urbanization of Informal Settlements - PROAP, in Rio de Janeiro allow the social inclusion and the rescue of the citizenship of the poor populations. To reach this objective the two programs of PROAP were analyzed into two communities both beneficed by each one of these programs. First, the social exclusion and how it reflects itself in the form of appropriation of the territory and in the type of housing was deeply analyzed. It leads the analysis of the public policies. As a next step, a brief historical analysis was made to include the PROAP in the historical context, and this was analyzed in each one of its stages. Finally, through a qualitative approaching, the slum of Vigário Geral and the irregular settlement of Ana Gonzaga have been researched, both were chose by their singular characteristics and, according to speech of the inhabitants, it was evaluated how the Program contributes in the social inclusion in these communities.

Formulação e implementação de uma poíitica pública em uma agência local: a COHAB/SP e a regularização de ocupações (1989/1992)

Trata do processo de formulação e implementaria da política de regularização de ocupações na COHAB/SP. Indica as condições em que o problema surge na agenda de decisões da empresa e as transformações por que passa. medida que é absorvido pela rotina de trabalho. Analisa o papel desempenhado pelos técnicos e demais funcionários no encaminhamento de propostas para a elaboração da política destacando os aspectos ligados à racionalidade do processo

Parâmetro de regularização em problemas inversos: estudo numérico com a transformada de Radon

In general, an inverse problem corresponds to find a value of an element x in a suitable vector space, given a vector y measuring it, in some sense. When we discretize the problem, it usually boils down to solve an equation system f(x) = y, where f : U Rm ! Rn represents the step function in any domain U of the appropriate Rm. As a general rule, we arrive to an ill-posed problem. The resolution of inverse problems has been widely researched along the last decades, because many problems in science and industry consist in determining unknowns that we try to know, by observing its effects under certain indirect measures. Our general subject of this dissertation is the choice of Tykhonov´s regulaziration parameter of a poorly conditioned linear problem, as we are going to discuss on chapter 1 of this dissertation, focusing on the three most popular methods in nowadays literature of the area. Our more specific focus in this dissertation consists in the simulations reported on chapter 2, aiming to compare the performance of the three methods in the recuperation of images measured with the Radon transform, perturbed by the addition of gaussian i.i.d. noise. We choosed a difference operator as regularizer of the problem. The contribution we try to make, in this dissertation, mainly consists on the discussion of numerical simulations we execute, as is exposed in Chapter 2. We understand that the meaning of this dissertation lays much more on the questions which it raises than on saying something definitive about the subject. Partly, for beeing based on numerical experiments with no new mathematical results associated to it, partly for being about numerical experiments made with a single operator. On the other hand, we got some observations which seemed to us interesting on the simulations performed, considered the literature of the area. In special, we highlight observations we resume, at the conclusion of this work, about the different vocations of methods like GCV and L-curve and, also, about the optimal parameters tendency observed in the L-curve method of grouping themselves in a small gap, strongly correlated with the behavior of the generalized singular value decomposition curve of the involved operators, under reasonably broad regularity conditions in the images to be recovered