Teses e Dissertações
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Dissertação Extração multilinear de informações discriminantes em imagens de ressonância magnética do cérebro humano(2009) Leão, R. D.O entendimento da relação entre as regiões cerebrais e as respectivas funções que estas realizam no corpo humano tem motivado diversos estudos na área de Neurociência, contribuindo para o avanço de métodos computacionais de naálise de imagens. Neste trabalho, apresenta-se um estudo sobre extração multilinear de infoprmações discriminantes de um conjunto de imagens de ressonância magnética estrutural do cérebro humano. Este conjunto de imagens utilizado é formado por indivíduos sem histórico de transtornos psiquiátricos e a análise multilinear destes dados foi realziada com relação às características de altura, hábito de fumar, gênero, hipertensão, idae e obesidade. Métodos estatísticos univariado e multivariado, que são aplicados em estudos nestaárea, foram utilizados para a extração de informações discriminantes. Para uma melhor compreensão das diferenças visuais e quantitativas encontradas entre os métodos utilizados e suas respectivas limitações, uma análise geométrica foi relacionada ao conceito teórico envolvido por trás da formulação matemática destes métodos. Os resultados obtidos neste trabalho indicam que a análise multivariada é mais apropriada para a extração de informações discriminantes deste tipo de imagens, pois leva em conta a correlação das variáveis apresentando menor espalhamento das diferenças encontradas, atenua o problema de múltiplas comparações, e se baseia em um modelo de reconhecimento de padrões e não em um teste de hipóteses, permitindo a avaliação adicional da taxa de classificação de cada característicaDissertação Detecção e classificação de imagens sintéticas utilizando entropia não-extensiva(2009) Erdmann, H.As interfaces gráficas ou Graphic User Interface (GUI) dos sistemas operacionais (SOs) modernos oferecem maneiras simplificadas para a operação das funções de um computador, ao contrário da digitação de comandos complexos em terminais de texto. Com a popularização de SOs gráficos, como por exemplo o Windows da Microsoft, a maioria dos programas atuais pode ser operada somente através de sua interface gráfica, gerando assim, a dificuldade de automação de tarefas por meio da interação com os componentes do programa como botões, ícones, caixas de texto, etc. Este trabalho propõe um estudo de métodos para classificação e reconhecimento de objetos sintéticos utilizando o conceito de entropia não-extensiva proposta por Constantino Tsallis de forma a possibilitar a criação de um software de automação de tarefas baseando nestas técnicas de visão computacionalDissertação Otimização e mapeamento multivariado dos amplificador operacional de transcondutância por algoritmos genéticos.(2009) Rego, T. T.Esta dissertação propõe a utilização de uma técnica de Inteligência Artificial denominada Algoritmos Genéticos (AG) para o mapeamento, compreensão e otimização multivariada e com múltiplos objetivos do projeto do amplificador operacional de transcondutãncia (OTA) de único estágio e única saída. Investiga-se aqui a modelagem e implementação de um AG para a otimização das variáveis de largura (W) e compruimentop de canal (L) de todos os MOSFET's que compõem o circuito do OTA, com o intuito de atingir valores de ganho de tensão demalha aberta (Avo), frequência de ganho unitário de tensão (fr0 e fator de ganho do espelho de corrente (B) do OTA, pré-determinados pelo projetista. São dados pelo projetista, para a otimização do projeto OTA por AG, a potência total dissipada (P tot), a tensão de alimentação (V dd) e a curva normalizada gm/Ids x Ids/(W/L) da tecnologia SOi MOSFET, utilizada neste trabalho, além dos valores máximo e mínimo para W e L dos MOSFEts, com o intuito de reduzir o espaço de busca, evitar soluções potenciais do AG compõem-se de alelos de 11 bits, em que cada um contém o valor das dimensões W ou L de um dos MOSFETs do OTA, codificado em um número binário. A avaliação dos indivíduos é realizada por meio de equações de primeira ordem de Avo, Ft e B, reduzindo o esforço computacional no processo de otimização dos parâmetros. Ao final do processo de otimização, são obtidas 20 soluções, resultantes da execução de 20 rodadas do AG e, ao final de cada rodada, a melhor solução obtida é armazenada como uma das soluções para o projeto do OTa, dados os objetivos pré-determinados pelo projetista. Neste trabalho, as soluções otimizadas pelo AG utilizando-se equações de primeira ordem do OTA, são posteriormente analisadas com o uso do software de simulação de circuitos AIM-Spice, para a verificação da ordem de grandeza dos parâmetros de Avo e fT obtidos pelo OTA. As soluções encontradas pelo algoritmo aqui porposto tiveram erro máximo de 16% em relação aos objetivos pré-estabelecidos e foram obtidas com um tempo de processamento computacional relativamente baixo, ou seja, em aproximadamente 2 minutos.Dissertação Diagnose de motores diesel por meio de redes Bayesianas:(2008) Gomes, Cleber WillianDissertação Um modelo bayesiano com divergência de Kullback-Leibler estendida para reconhecimento de objetos 3D baseados em múltiplas visões(2009) Olívio, F.C.Este trabalho apresenta um modelo Bayesiano que combina as características de cor, forma e textura para o reconhecimento de objetos em três dimensões. As interações espaciais ou temporais de longo alcance dessas características permitem modelar a probabilidade de se observar em cada dessas evidências nos objetos com a distância de Kullback-Liebler estendida, que é um conceito recentemente proposto na mecânica estatística. O modelo Bayesiano proposto pode ser usado em diversas aplicações, mas enfatizamos o trabalho cooperativo de diversos observadores para executar a tarefa de reconhecimento tridimensional. Os experimentos com uma base de dado de informações a priori sugerem que o modelo atinge o seu melhor desempenho a partir da inclusão do terceiro observador, indicando resultados promissoresDissertação Uma ontologia espacial sobre a neuroanatomia do sistema ventricular cerebral e sua integração ao conhecimento sobre neuroimagens em esquizofrenia(2009) Freire, RodolphoEste trabalho apresenta o desenvolvimento de uma ontologia espacial descrever o sistema ventricular cerebral e o conhecimento presente em estudos sobre neuroimagens. Iniciamos propondo uma base para esta ontologia formulada em lógica de primeira ordem provendo formas de representar o conhecimento extraído de neuroimagens e presente nas meta-análises. Após a concepção da base em lógica de primeira ordem, implementamos a teoria no Protégé gerando consultas e formas de representação adequadas aos conceitos. Então, com a teoria implementada, discutimos como representar o conhecimento extraído de neuroimagens por meio de segmentação de imagens e técnicas de análise estatística. Como resultado final obtemos uma ontologia-epistemologia que representa a mereologia do sistema ventricular cerebral e pode ter novas classes inseridas por meio dos resultados da análise estatística, bem como representação de valores encontrados na literatura.Dissertação Modelagem de domínios temporais de planejamento com UML.P(2009) Ferreira, MarceloA necessidade de trataar domínios reais impulsionou fortemente o desenvolvimento dos sistemas de planejamento automático. Contudo, apesar deste avanço, existem lacunas entre o que se pode representar no mundo real e o que realmente pode ser interpretado pelos sistemas de planejamento. Uma destas lacunas é a modelagem de domínios temporais de planejamento. Para tratá-la, este trabalho apresenta uma proposta de uso da linguagem de modelagem UML (Unified Modeling Language) através do seu diagrama de tempo, que fora agregado como uma extensão à UML.P (Unified Modeling Language in Planning Approach). Com o resultado obtido, é possível modelar o contexto temporal de uma ação é modelado a partir dos objetivos e atributos que fazem parte do ciclo de vida da ação e a representação é realizada através do diagrama de tempo proposto.Dissertação Autolocalização qualitativa para um robô móvel utilizando informação das sombras(2009) Fenelon, V.O raciocínio espacial qualitativo faz parte do senso comum humano. Percebemos o ambiente por nossos sentidos e o principal deles é a visão. então é a partir do que vemos aliado ao nosso raciocínio espacial que somos capazes de lidar com nosso mundo. Também conseguimos interpretar esse mundo tridimensional em representações bidimensionais. Há tempos artistas notaram que a sombra tem um papel relevante na nossa percepção de formas, profundidade e movimento, e mais recentemente os psicólogos procuraram entender essa influência. Então a sombra, que muitas vezes é considerada um ruído, é também fonte de informações. Com isso, uma nova teoria surgiu, aliando raciocínio espacial qualitativo à informações sobre sombras, nessa teoria é possível determinar a posição do observador a partir da observação da csombra. Um robô que percebe o mundo somente através de imagens capturadas de uma única câmera utilizando um raciocíniosobre sombra, consegue obter resposta sobre sua localização relativa, dando o seu posicionamento qualitativo relacionado à fonte de luz e ao objeto que provocou a sombra. A visão computacional desempenha papel importante neste trabalho, contudo nos concentramos em desenvolver um sistema de raciocínio espacial qualitativo explorando a capacidade de utilizar sombra como fonte de informação para localização e profundidade. Foi encontrada também uma solução para corresponder sombra como objeto que a provocou. Os resultados confirmaram que sombra pode ser fonte de informação útil para um robô móvel.Dissertação Análise estatística multivariada de imagens cerebrais de controle e pacientes com transtorno obsessivo compulsivo(2008) Oliveira, Sergio Henry Alves dePreocupações, dúvidas e comportamentos ritualizados são, com certeza, fenômenos necessários para a adaptação dos seres humanos e de diversas outras espécies. No momento em que estes fenômenos passam a ocorrer de maneira excessiva e disfuncional, poderemos estar diante de sintomas do transtorno obssessivo-compulsivo ou, simplesmente TOC. Esse transtorno neuropsiquiátrico crônico ocupa o quarto lugar entre os transtornos psiquiátricos mais comuns e acomete de 2% a 3% da população independentemente de sexo, raça, quaociente de inteligência, estado civil, nível socioeconômico, religião ou nacionalidade. O TOC é um dos mais incapacitantes transtornos psiquiátricos e é classificado pela Organização Mundial de Saúde como uma das maiores causas de invalidez. Os sintomas de TOC em geral são indesejáveis e considerados como absurdos desprovidos de sentido pelo indivíduo em face aos seus referenciais de vida. Diversos estudos utilizando métodos de neuroimagem estrutural, como a ressonância magnética (RM), têm mostrado em pacientes com TOC perda da assimetria e diminuição ou expansão de certas estruturas cerebrais. Esse estudo investiga as diferenças estruturais cerebrais em imagens médicas de RM entre grupos de voluntários saudáveis e pacientes diagnosticados previamente com TOC através da abordagem estatística multivariada, proposta recentemente, formada pela composição das técnicas Principal Component Analysis (PCA) e maximum uncertainty Linear Discrimant Analysis (MLDA). em caráter comparativo utiliza-se o modelo estatístico mais comumente executado em problemas deste tipo: a análise univariada denominada Statistical Parametric Mapping (SPM). Foi observado nos resultados experimentais de ambas as análises, a presença de anormalidades volumétricas cerebrais relevantes, ou seja, em áreas cerebrais onde realmente existem mais evidências sugestivas da fisiopatologia do TOC, tais como os gânglios da base, tálamo e putâmen. Apresenta-se também a potencialidade da utilização dessas ferramentas por especialistas da área médica como auxílio em eventuais pesquisas e diagnósticos do transtorno psiquiátrico em questão.- Descrição automática de pacientes com esquizofrenia e controles saudáveis(2009) Santos, D. N.Este trabalho apresenta uma abordagem para auxiliar especialistas na realização de diagnósticos baseados em imagens médicas, apresentando um método automático para a obtenção de regiões neuroanatômicas candidatas à apresentarem alterações em pacientes com esquizofrenia. Assim, para a região de interesse, as populações sob estudo são analisadas através da análise do discrimninante linear. (LDA). Adicionalmente, são gerados modelos de imagens com as características mais discriminantes, entre grupos, encontradas na etapa do LDA. Neste trabalho, um grupo de controles saudáveis e outro de pacientes esquizofrênicos. Foram comparados os modelos nos extremos dos dois grupos (no espaço de características) a fim de deixar explícitas as diferenças que melhor os discriminam. Após esta comparação, é gerada uma medida de significância para os pontos pertencentes à este resultado. Então, a relevância de cada ponto é definida de acordo com um limiar. essa informação irá constituir a região de interesse, porém também é utilizada para iniciar o método de segmentação. Neste trabalho foram aplicados os modelos deformáveis, responsáveis por extrair os conjuntos de pontos mais significantes. O resultado do método de segmentação é traduzido de acordo com um atlas de neuroimagem para que possam ser identificadas as regiões que melhor diferenciam controles de pacientes. O resultado final é uma maneira automática de obter regiões candidatas para investigações futuras sobre as alterações neuroanatômicas relacionadas à esquizofrenia.