Os sistemas de recuperação de imagens por conteúdo (CBIR -Content-based Image Retrieval) possuem a habilidade de retornar imagens utilizando como chave de busca outras imagens. Considerando uma imagem de consulta, o foco de um sistema CBIR é pesquisar no banco de dados as "n" imagens mais similares à imagem de consulta de acordo com um critério dado. Este trabalho de pesquisa foi direcionado na geração de vetores de características para um sistema CBIR considerando bancos de imagens médicas, para propiciar tal tipo de consulta. Um vetor de características é uma representação numérica sucinta de uma imagem ou parte dela, descrevendo seus detalhes mais representativos. O vetor de características é um vetor "n"-dimensional contendo esses valores. Essa nova representação da imagem pode ser armazenada em uma base de dados, e assim, agilizar o processo de recuperação de imagens. Uma abordagem alternativa para caracterizar imagens para um sistema CBIR é a transformação do domínio. A principal vantagem de uma transformação é sua efetiva caracterização das propriedades locais da imagem. Recentemente, pesquisadores das áreas de matemática aplicada e de processamento de sinais desenvolveram técnicas práticas de "wavelet" para a representação multiescala e análise de sinais. Estas novas ferramentas diferenciam-se das tradicionais técnicas de Fourier pela forma de localizar a informação no plano tempo-freqüência; basicamente...

Medidas mostraram que o tráfego das redes multisserviço possui propriedades fractais tais como auto-similaridade e memória longa ou dependência de longa duração (LRD). A memória longa é caracterizada pela existência de um pólo na origem da função densidade espectral de potência (formato 1/f). Também foi constatado que o tráfego pode apresentar dependência de curta duração (SRD) em algumas escalas temporais. A utilização de um gerador de tráfego agregado ?realista?, que sintetize séries temporais fractais, é fundamental para a validação de algoritmos de controle de tráfego. Neste trabalho, a síntese de realizações aproximadas de dois tipos de processos aleatórios auto-similares é efetuada via transformada wavelet. O primeiro deles é denominado Ruído Gaussiano Fracionário (fGN) e o segundo Modelo Wavelet Multifractal (MWM). O método proposto também é capaz de sintetizar séries Gaussianas (fGN) e não-Gaussianas (MWM) com espectros mais genéricos do que 1/f, ou seja, séries que também apresentam dependência de curta duração. A geração é feita em dois estágios. O primeiro gera uma realização aproximada do fGN ou do MWM via Transformada Wavelet Discreta (DWT). O segundo estágio introduz SRD através de uma filtragem IIR da saída do primeiro estágio. Efetuou-se uma caracterização detalhada das séries resultantes...

Este trabalho tem por objetivo comparar os seguintes métodos de compressão de imagens de impressão digital: transformada discreta do cosseno (DCT), transformada de wavelets de Haar, transformada de wavelets de Daubechies e transformada de wavelets de quantização escalar (WSQ). O propósito da comparação é identificar o método que resulta numa menor perda de dados, para a maior taxa de compressão possível. São utilizadas as seguintes métricas para avaliação da qualidade da imagem para os métodos: erro quadrático médio (ERMS), a relação sinal e ruído (SNR) e a relação sinal ruído de pico (PSNR). Para as métricas utilizadas a DCT apresentou os melhores resultados, seguida pela WSQ. No entanto, o melhor tempo de compressão e a melhor qualidade das imagens recuperadas avaliadas pelo software GrFinger 4.2, foram obtidos com a técnica WSQ.; This research aims to compare the following fingerprint image compression methods: the discrete cosseno transform (DCT), Haar wavelet transform, Daubechies wavelets transform and wavelet scalar quantization (WSQ). The main interest is to find out the technique with the smallest distortion and higher compression ratio. Image quality is measured using peak signal-to-noise ratio (PSNR)...

A descoberta da história taxonômica e evolutiva das espécies é a principal fronteira das pesquisas científicas em diversas áreas do conhecimento. A biodiversidade dos indivíduos associada a grande variabilidade morfológica, torna essa tarefa um verdadeiro desafio. Os métodos tradicionais baseados na inspeção visual estão ultrapassados. Hoje em dia, os avanços tecnológicos têm colocado à disposição dos pesquisadores um arcabouço de ferramentas para o estudo das espécies. Este trabalho tem como objetivo investigar e desenvolver modelos computacionais capazes de analisar e classificar espécies biológicas por meio de características morfométricas. Para isso, técnicas de análise de imagens foram utilizadas para determinar a variabilidade das espécies em função de três informações de interesse: forma, estrutura tubular e textura. A potencialidade das metodologias foi avaliada por meio das seguintes espécies biológicas: maracujás silvestres do gênero Passiflora, eucaliptos do gênero Eucalyptus e arroz do gênero Oryza. Os experimentos produziram um conjunto de dados que representam uma detalhada descrição sobre a morfometria das espécies. Os resultados demonstraram que as técnicas de visão artificial são importantes para o estudo das espécies. As técnicas de análise de formas indicaram a viabilidade dessas metodologias na classificação das espécies...

Sabe-se que folgas e impactos de partes internas reduzem o desempenho da transmissão, do sistema de controle e a qualidade global do mecanismo. Folgas causam instabilidade, mas impactos também geram ruídos estruturais que perturbam medições e causam ruído acústico que reduz o conforto. Sinais de movimento são frequentemente usados para realimentação e podem ser perturbados por ruídos de impacto. Para avaliar este problema, um procedimento capaz de detectar e quantificar a severidade e a frequência de ocorrência de impactos é proposto. Desta forma, o desempenho de diferentes sistemas em relação à sua robustez ao impacto pode ser comparado. Sinais de vibração na estrutura do sistema são medidos e o sinal é processado digitalmente e decomposto em múltiplas escalas pela Transformada de Wavelet. As wavelets Harmônicas e de Daubechies são comparadas. Escalas que correspondem aos níveis de detalhamento característicos dos impactos são extraídas do sinal de vibração e a severidade do impacto é avaliada. Após o processamento do sinal e a retirada do ruído, o sinal original é disponibilizado para posterior processamento e controle. Foi estudado o ruído de impacto em caixas de direção conhecido como knock noise. Ao final...

Este trabalho apresenta uma estratégia computacional para a consolidação do treinamento dos radiologistas residentes por meio da classificação de imagens mamográficas pela similaridade, analisando informações dos laudos realizados por médicos experientes, obtendo os atributos extraídos das imagens médicas. Para a descoberta de padrões que caracterizam a similaridade aplicam-se técnicas de processamento digital de imagens e de mineração de dados nas imagens mamográficas. O reconhecimento de padrões tem como objetivo realizar a classificação de determinados conjuntos de imagens em classes. A classificação dos achados mamográficos é realizada utilizando Redes Neurais Artificiais, por meio do classificador Self-Organizing Map (SOM). O presente trabalho utiliza a recuperação de imagens por conteúdo (CBIR- Content-Based Image Retrieval), considerando a similaridade em relação a uma imagem previamente selecionada para o treinamento. As imagens são classificadas de acordo com a similaridade, analisando-se informações dos atributos extraídos das imagens e dos laudos. A identificação da similaridade é obtida pela extração de características, com a utilização da transformada de wavelets.; This work presents a computational strategy to consolidate the training of residents radiologists through the classification of mammographic images by similarity...

O presente texto descreve a tese de doutorado intitulada Análise de Formas usando Wavelets em Grafos. O tema está relacionado à área de Visão Computacional, particularmente aos tópicos de Caracterização, Descrição e Classificação de Formas. Dentre os métodos da extensa literatura em Análise de Formas 2D, percebe-se uma presença menor daqueles baseados em grafos com topologia arbitrária e irregular. As contribuições desta tese procuram preencher esta lacuna. É proposta uma metodologia baseada no seguinte pipeline : (i) Amostragem da forma, (ii) Estruturação das amostras em grafos, (iii) Função-base definida nos vértices, (iv) Análise multiescala de grafos por meio da Transformada Wavelet Espectral em grafos, (v) Extração de Características da Transformada Wavelet e (vi) Discriminação. Para cada uma das etapas (i), (ii), (iii), (v) e (vi), são inúmeras as abordagens possíveis. Um dos desafios é encontrar uma combinação de abordagens, dentre as muitas alternativas, que resulte em um pipeline eficaz para nossos propósitos. Em particular, para a etapa (iii), dado um grafo que representa uma forma, o desafio é identificar uma característica associada às amostras que possa ser definida sobre os vértices do grafo. Esta característica deve capturar a influência subjacente da estrutura combinatória de toda a rede sobre cada vértice...

Este trabalho apresenta uma nova aplicação de wavelets em sistemas de espalhamento espectral. A aplicação apresentada foi realizada no contexto de detecção multiusuário e pode ser empregada em sistemas de acesso múltiplo por divisão de código. A detecção e a estimação são realizadas através de um algoritmo de inferência bayesiana, empregando o Amostrador de Gibbs e utilizando as wavelets para melhorar a relação sinal ruído na recepção. Na transmissão, um código específico, baseado na wavelet de Haar, modula o sinal contendo a informação preparando-o contra alterações que possam ocorrer devido a características intrínsecas do canal de ruído branco, gaussiano e aditivo. Esta técnica foi aqui denominada de modulação wavelet. Na recepção, uma transformada wavelet de Haar é aplicada ao sinal, gerando coeficientes wavelets. A ortogonalidade da wavelet de Haar torna possível executar um procedimento de cancelamento de ruído, em inglês denoising, que melhora a qualidade da recepção. Para validar a abordagem apresentada neste trabalho, foi executada uma série de simulações. Os resultados mostraram um melhor desempenho sistêmico com o emprego de wavelets. Nas simulações foram observados vários parâmetros de sistema...

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP); Pós-graduação em Ciências Cartográficas - FCT; O multicaminho é um dos fenômenos que ocorre quando o sinal proveniente do Global Navigation Satellite System (GNSS) reflete em objetos localizados nas proximidades do levantamento e chega ao receptor via múltiplos caminhos. Geralmente, o receptor GNSS recebe além do sinal direto, também o sinal refletido, o qual é atrasado em relação ao sinal direto. Conseqüentemente, as medidas de pseudodistância (PD) e fase de batimento da onda portadora são rastreadas para um sinal composto, e não para o sinal direto, causando o erro do multicaminho. Esse efeito é uma fonte de erro significativa que ainda permanece como um desafio para a pesquisa, especialmente para o posicionamento relativo estático e cinemático em aplicações de alta precisão. Diferentemente dos demais erros, o multicaminho não é atenuado quando se formam as duplas diferenças (DD) em uma linha de base curta, por ser um efeito altamente dependente do local do levantamento. Pelo contrário, os erros de multicaminho podem aumentar no processo de dupla diferenciação. Nessa pesquisa foi proposta uma metodologia, viável em termos práticos e econômicos...

Este trabalho apresenta um procedimento de detecção do fenômeno de rubbing e seus efeitos em máquinas rotativas, aplicável para o regime estacionário e não-estacionário, utilizando como ferramenta de análise a Transformada de Wavelet. Primeiramente, aplica-se a Transformada de Wavelet Contínua (CWT) para sinais estacionários com o uso da wavelet Morlet Complexa como wavelet mãe, para extração de características intrínsecas da falha estudada. Aplica-se esta técnica para este regime de operação, pois, a análise multi-resolução é capaz de evidenciar possíveis transientes, mesmo no regime estacionário. Posteriormente, aplicou-se a Transformada de Wavelet Packet (WPT) visando-se analisar a variação da distribuição das energias contidas em bandas de freqüências específicas para o regime nãoestacionário. Diante da grande quantidade de informações contidas no sinal de partida e passagem pelas velocidades críticas do sistema, esta segunda técnica foi escolhida considerandose sua habilidade de compactação de dados, viabilizando o uso de outras técnicas e também o monitoramento on-line de máquinas. Todas as análises em questão, CWT no regime estacionário e a WPT no não-estacionário, são através de simulações computacionais com auxílio do Método dos Elementos Finitos e para sinais reais proveniente de uma bancada experimental de testes; This work presents a detection procedure of the rubbing phenomenon and its effects in rotating machinery...

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2008.; Nesta pesquisa é apresentada uma análise da correlação bidimensional de sinais eletromiográficos de superfície obtidos a partir de esforços isométricos e isotônicos. Para tanto, cada sinal foi segmentado em janelas contíguas e estas então concatenadas a fim de produzir uma matriz bidimensional. O tamanho dessas janelas foi variado para que se pudesse avaliar a sua influência no cálculo do coeficiente de correlação entre um sub-bloco contendo a maior parte do sinal, deslocado ao longo das amostras e ao longo das janelas, e a própria matriz bidimensional. Observada uma correlação bidimensional nas matrizes assim construídas, foi implementado um algoritmo de compressão de sinais de eletromiografia de superfície baseado em um método bastante eficiente para compressão de sinais bidimensionais, o JPEG2000. Apesar do JPEG2000 ser desenvolvido para comprimir imagens, observou-se que também pode ser usado para comprimir sinais eletromiográficos, tanto de contrações isométricas quanto de contrações isotônicas. Para sinais de eletromiografia de superfície obtidos durante contrações isométricas...

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2006.; O Deinterleaving de seqüências de pulsos de sinais radar é uma tarefa essencial para a identificação de radares em guerra eletrônica. Algumas formas de se realizar o deinterleaving baseiam-se em técnicas temporais, que utilizam histogramações e recursividade, e em técnicas baseadas em transformadas ortogonais, que utilizam as assinaturas espectrais para detecção das seqüências. Qualquer uma das abordagens onera grande esforço computacional. Entretanto, as técnicas que utilizam transformadas ortogonais são mais robustas devido às propriedades de minimização da correlação entre as diversas fontes de sinais. As assinaturas espectrais no espaço transformado apresentam um comportamento típico mais evidente. Este trabalho propõe uma técnica composta de três etapas distintas. Primeiramente, tem-se um pré-processamento pelo qual toda a faixa de valores de interesse é segmentada em sub-faixas por meio de subamostragens e filtragem digital. Em seguida, utiliza-se a análise tempo-freqüência por meio da transformada de wavelet contínua de forma a separar os padrões espectrais de interesse. Na última etapa...

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2009.; Nesta pesquisa foi desenvolvida uma ferramenta computacional batizada Protolize! que possibilita o processamento de sinais biológicos, principalmente sinais de eletroencefalografia, no domínio do tempo e da freqüência. A ferramenta permite a análise desses sinais por meio de métodos como a transformada de Fourier, transformada de Fourier de curta duração, transformada discreta de wavelets, transformada contínua de wavelets, e disponibiliza interfaces gráficas para a edição dos sinais no domínio do tempo e o cálculo de parâmetros estatísticos básicos. O desempenho e a utilidade da ferramenta foram avaliados através do uso da mesma no processamento de sinais de eletroencefalografia, coletados em 21 voluntários, durante a aplicação de uma variação do protocolo TSST, no qual cada um dos voluntários realizou operações de subtração de um número de dois dígitos a partir de um número de quatro dígitos. Como resultado, além da validação de Protolize!, foi proposto um método, utilizando a transformada discreta de wavelets, com o qual conseguiu-se minimizar os artefatos derivados do sinal de eletroculografia. Além disso...

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2012.; Em face ao crescente uso de sinais de eletromiografia pela medicina, é imprescindível a otimização do processo de codificação dos sinais envolvidos. Assim, esta pesquisa visa colaborar com essa crescente necessidade. Aqui é apresentado um codificador de sinais baseado em transformada Wavelet e alocação de bits por sub-bandas. Foram implementadas e comparadas três formas distintas de alocação de bits: exponencial, linear e raiz-quadrática, todas decrescentes. Comparações com outros codificadores presentes na literatura são apresentadas. Verificou-se que alocação raiz-quadrática decrescente aplicada a alocação de bits por sub-banda gerou um melhor resultado quando comparada com as outras formas de alocação e resultados melhores ou semelhantes foram alcançados na comparação com outros codificadores presentes na literatura. No esenvolvimento do codificador, buscou-se sempre a máxima compressão, mas sem a perda de fidelidade do sinal reconstruído, característica fundamental da análise de sinais eletromiográficos. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT; Given the increasing use of electromyographic signals by the medicine...

A transformada de wavelets associada à teoria de análise multirresolução de sinais tem se revelado uma ferramenta eficiente na análise de sinais não-estacionários em diversas áreas do conhecimento. O desenvolvimento de novas funções base para a implementação destas técnicas tem como objetivo aumentar o leque de opções de funções que mais se adeque a um tipo particular de aplicação. Esta Tese apresenta novas famílias de funções escala e wavelet, tanto no domínio do tempo contínuo quanto discreto, algoritmos para promover a implementação computacional das mesmas e destaca potenciais aplicações na análise de sinais do sistema elétrico. Particularmente, propõem-se: as wavelets de Gabor-Schrödinger, derivadas com base nas autofunções da transformada de Fourier; as funções escala e wavelet de Oliveira , construídas a partir de uma generalização da função escala de Shannon; as wavelets de Fourier e de Hartley, propostas através de uma analogia entre os núcleos das transformadas de Fourier e de Hartley e da transformada de wavelets, usando a transformada de Hilbert na definição das funções base destas transformadas, e os bancos de filtros de Gegenbauer, partindo de um relacionamento entre os polinômios de Gegenbauer e os filtros da análise multirresolução...

Análise de Sinais é uma das partes mais importantes da área de Processamento de Sinais. Esta tese encontra-se dividida em três partes, cada uma abordando um tópico de análise de sinais. Foram endereçadas as seguintes subáreas: (i) métodos aproximados para avaliação espectral; (ii) construção de wavelets e (iii) análise de sinais biomédicos. O problema da estimação espectral sujeita à minimização da complexidade computacional foi abordado por meios de métodos de aproximação. Dois métodos foram utilizados para propor algoritmos eficientes para a transformada discreta de Hartley. O primeiro método introduzido consiste da transformada de Hartley arredondada, um procedimento que utiliza a função de arredondamento para gerar uma matriz de transformação com complexidade multiplicativa nula. A segunda abordagem contempla a proposição da transformada aritmética de Hartley. É demonstrado o papel da interpolação como elemento decisivo na teoria das transformadas aritméticas. Esquemas de interpolação para as transformadas de Hartley, Fourier cosseno e Fourier seno são introduzidos. O foco foi então dirigido para a construção de novas wavelets. Dois procedimentos foram examinados: (i) definição de novas wavelets a partir de equações diferenciais e (ii) construção de wavelets ótimas associadas a uma dada classe de sinais. Da primeira abordagem...

In the Hydrocarbon exploration activities, the great enigma is the location of the deposits. Great efforts are undertaken in an attempt to better identify them, locate them and at the same time, enhance cost-effectiveness relationship of extraction of oil. Seismic methods are the most widely used because they are indirect, i.e., probing the subsurface layers without invading them. Seismogram is the representation of the Earth s interior and its structures through a conveniently disposed arrangement of the data obtained by seismic reflection. A major problem in this representation is the intensity and variety of present noise in the seismogram, as the surface bearing noise that contaminates the relevant signals, and may mask the desired information, brought by waves scattered in deeper regions of the geological layers. It was developed a tool to suppress these noises based on wavelet transform 1D and 2D. The Java language program makes the separation of seismic images considering the directions (horizontal, vertical, mixed or local) and bands of wavelengths that form these images, using the Daubechies Wavelets, Auto-resolution and Tensor Product of wavelet bases. Besides, it was developed the option in a single image, using the tensor product of two-dimensional wavelets or one-wavelet tensor product by identities. In the latter case...

The power system stabilizers are used to suppress low-frequency electromechanical oscillations and improve the synchronous generator stability limits. This master thesis proposes a wavelet-based power system stabilizer, composed of a new methodology for extraction and compensation of electromechanical oscillations in electrical power systems based on the scaling coefficient energy of the maximal overlap discrete wavelet transform in order to reduce the effects of delay and attenuation of conventional power system stabilizers. Moreover, the wavelet coefficient energy is used for electric oscillation detection and triggering the power system stabilizer only in fault situations. The performance of the proposed power system stabilizer was assessed with experimental results and comparison with the conventional power system stabilizer. Furthermore, the effects of the mother wavelet were also evaluated in this work; Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico; Os estabilizadores de sistemas de potência são empregados para suprimir oscilações eletromecânicas, de baixa frequência, e estender os limites de estabilidade de geradores síncronos. Propõe-se nesta dissertação de mestrado um estabilizador de sistema de potência baseado nas wavelets...

Este trabalho propõe uma abordagem para a análise de sinais EMG utilizando as transformadas wavelet como método de extração de características do sinal. A metodologia aplicada utiliza o estudo da envoltória de potência agregada e da envoltória do espectro de potência agregada, que são extraídas a partir da distribuição de energia de um sinal, baseada na potência dos coeficientes wavelets exibidos sob a forma de espectrograma wavelet ou de escalograma wavelet. Os sinais EMG foram captados na superfície da pele e são oriundos, do músculo reto da coxa direita em contração estática (isométrica), do músculo flexor de punho direito em contração dinâmica (isotônica) e de um trem de potenciais de ação de unidade motora (MUAPs) do músculo primeiro dorsal interósseo em contrações dinâmicas. Com estes sinais, duas fases de investigação foram abordadas, as quais são: a fase de extração de característica baseada na transformada wavelet analítica nos músculos em contração (isométrica e isotônica) e a fase de detecção de MUAPs. Na fase baseada na transformada wavelet analítica (AWT), através dos cálculos das envoltórias na localização do plano tempo-freqüência (espectrograma), o resultado obtido foi que a transformada wavelet pode ser aplicada para extração do conteúdo espectral do sinal...

análisis Wavelet es una poderosa herramienta para el procesamiento de señal digital. Ha sido ampliamente utilizado en señales bioeléctricas incluyendo evocar potenciales relacionados (ERP), señales de electromiografía (EMG), grabaciones de microelectrodos (MER), electrocardiograma (ECG), electroencefalogramas (EEG), entre otros. Algunas de las principales ventajas de la wavelet transform son el soporte compacto, y la concentración de la energía. Básicamente, la transformada wavelet es una convolución de la señal de entrada con versiones reducidas y traducidos de una función llamada madre wavelet. Aunque hay un montón de prototipos de tren de ondas en la literatura, no hay una regla establecida que los estados que wavelet se puede utilizar para cada aplicación. En lugar de eso, es una tarea habitual para el investigador para probar más o menos arbitrariamente formas wavelet distintos en un fin de encontrar uno apropiado. En este manuscrito las capacidades de los sistemas de elevación, que son una técnica, tanto para el diseño de wavelets y la realización de la discreta transformada wavelet y los algoritmos genéticos se extienden para la síntesis de wavelet en dos escenarios: la señal {banco ltro dependiente y el levantamiento shapelet transformada discreta. El primero es un método evolutivo basado en LS que tiene como objetivo la síntesis de wavelets madre que exhiben propiedades únicas frecuencias horarias. Además...