Visualização de dados multi-dimensionais por meio de mapas de difusão

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2019.A visualização de dados multi-dimensionais é um tópico relevante na área de Visualização da Informação, nos quais alguns dos desafios mais recorrentes ocorre devido ao crescente volume de dados a ser tratado. Além disso, a dimensionalidade desses dados têm aumentado consideravelmente. Visualizações baseadas em projeções multi-dimensionais se tornaram alternativas importantes às técnicas tradicionais, pois conseguem gerar efetivamente representações gráficas 2D ou 3D de dados definidos em um espaço de alta dimensionalidade. Uma projeção multi-dimensional tem a complexa tarefa de mapear tais dados para um espaço de baixa dimensionalidade preservando seus padrões, suas estruturas e as relações de similaridade. Devido à grande variedade de tipos de dados (imagens, texto, geográficos e etc) e as diferentes maneiras em que podem ser caracterizados, a tarefa de selecionar uma técnica para gerar visualizações representativas dos dados não é trivial. Desta maneira, esta monografia propõe estudar o emprego do algoritmo Mapas de Difusão como uma técnica de visualização baseada em projeção multi-dimensional. Na literatura, tal algoritmo originalmente proposto como uma técnica de redução de dimensionalidade, foi empregado com sucesso em tarefas de segmentação e agrupamento de dados devido à sua formulação probabilística e natureza espectral. Os experimentos foram conduzidos visando avaliar a precisão com que as relações de similaridade dos dados originais são preservadas no espaço de baixa dimensão, como também a qualidade das representações gráficas obtidas. Os resultados foram comparados com outras técnicas clássicas de projeção multi-dimensional na literatura (MultiDimensional Scaling, Isometric Feature Mapping e Locally Linear Embedding Standard) e mostraram que dado uma configuração de parâmetros correta, a técnica Mapas de Difusão é apropriada para realizar a visualização de dados multi-dimensionais.Multidimensional visualization is a relevant topic in information visualization which some of the biggest recurring callenges are caused by the increasing amount of data available. Another contributing factor is the increasing dimensionality of the data. Projection-based visualizations became a pertinent choice over the traditional projetions because they can generate 2D or 3D graphical representations of high dimensional data. A multidimensional projection performs a complex task of mapping high dimensional data into a lower dimensional space preserving its original patterns, structures and similarity relations. Given the high number of types of data (text, images, geographic, etc.) and the different strategies for its characterization, the selection of a specific technique for data visualization is considered a non-trivial task. This project proposes to study and evaluate the use of Diffusion Maps as a projection-based visualization technique. Originally proposed as a dimensionality reduction technique, the Diffusion Maps algorithm has been successfully applied in previous works to segment and clusterize data due to its probabilistic and spectral nature. Experiments were conducted aiming to evaluate the proposed visualization technique concerning the preservation of the similarity relations of the original data in the respective lower dimensional space and also the quality of the layouts. The results were compared to other classic techniques (MultiDimensional Scaling, Isometric Feature Mapping e Locally Linear Embedding Standard) which showed that Diffusion Maps is appropriate to be used as a visualization technique for multidimensional data, when setting up appropriate parameters

Integrated passive inductors for radio frequency applications

Orientador: Luiz Carlos KretlyDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de ComputaçãoResumo: Este trabalho tem como finalidade a implementação de indutores integrados passivos baseados nas tecnologias de fabricação CMOS e BiCMOS. Os indutores são dispositivos fundamentais em aplicações de rádio freqüência e estão presentes na maioria dos circuitos de RF como amplificadores e osciladores. Os Indutores integrados passivos têm seus desempenhos degradados principalmente pelas perdas associadas ao metal e substrato. E apesar da existência de vários métodos de otimização, as foundries em geral, ainda oferecem um número reduzido de componentes, o que dificulta a escolha do melhor dispositivo para cada circuito. Sendo assim, a partir do projeto e implementação de indutores integrados o projetista é capaz de desenvolver novos dispositivos para cada aplicação. Este trabalho apresenta os resultados experimentais de indutores CMOS otimizados com a técnica de empilhamento para a redução de perdas ôhmicas e de PGS para a redução de perdas pelo substrato. Apresenta-se também indutores projetados na tecnologia BiCMOS com dupla camada de PGS; enterrada n+ e silício policristalino.Abstract: This work aims the design and implementation of integrated passive inductors based on CMOS and BiCMOS processes. The inductors are essential devices in radio frequency applications and are used in many RF circuits such as amplifiers and oscillators. The inductors' performance is mainly limited by metal and substrate losses. Although various methods of improvement have been proposed, the foundries still offer a reduced number of components, making far more difficult to choose the best device for each circuit. In this way, from the design and implementation of integrated inductors, the designer is able to enhance and develop new devices for each application. This works presents the experimental results of inductors based on CMOS process. These inductors have been improved with two techniques; multilevel and PGS, the first one reduce the metal losses and the second to reduce the substrate losses. This work also shows inductors improved with double PGS based on BiCMOS process. The double PGS was designed with polysilicon and n+ buried layer.MestradoTelecomunicações e TelemáticaMestre em Engenharia Elétric

Design and implementation of a GTEM chamber for electromagnetic compatibility tests of electronic circuits and systems

Orientador: Luiz Carlos KretlyTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Este trabalho apresenta a análise detalhada, simulações numéricas completas e os procedimentos para o projeto e a implementação de uma câmara GTEM -GigaHertz Transverse Electromagnetic- para análise de pré-conformidade em circuitos e sistemas eletrônicos. O sistema construído é capaz de realizar testes de EMC - Electromagnetic Compatibility, tanto de interferência - EMI quanto de susceptibilidade - EMS, na faixa de freqüência de 500 MHz - 18 GHz. O projeto apresenta uma inovação ao introduzir estruturas metamateriais na câmara tornando-a mais flexível na determinação da freqüência e níveis de RF e Microondas de teste. Os detalhes do projeto, simulações, a tecnologia de fabricação e medidas de validação da GTEM são descritos neste trabalhoAbstract: In this work it is shown a detailed analysis, complete numerical simulations and the guidelines for the design and fabrication of a GTEM - GigaHertz Transverse Electromagnetic chamber, for pre-compliance tests of integrated circuits and electronic boards. With the built structure electromagnetic tests - EMC, including electromagnetic interference - EMI and immunity becomes feasible, on 500 MHz - 18 GHz frequency range. Besides that, an innovative concept is shown with the use of metamaterial technology applied to the GTEM chamber in order to make it more flexible in terms of frequency range. The design, simulation and fabrication strategy are clearly described along throughout this workDoutoradoEletrônica, Microeletrônica e OptoeletrônicaDoutor em Engenharia Elétric

FERRAMENTA DE SIMULAÇÃO DO DESEMPENHO ELECTROMAGNÉTICO DE EDIFÍCIOS USANDO BIM

Esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma ferramenta que permite a simulação de cobertura rádio nos mais diferenciados cenários, nomeadamente, perante barreiras eletromagnéticas genéricas, interior de edifícios e áreas adjacentes. A ferramenta desenvolvida, permite importar informação presente em qualquer modelo do tipo Building Information Modelling (BIM) para o ambiente de simulação elaborado em MatLab. Esta importação utiliza a biblioteca IfcOpenShell através da linguagem Python como ferramenta de conversão de informação BIM para ficheiros CSV. Cada elemento construtivo presente nos modelos BIM é simulado através do módulo de simulação de propagação em elementos multicamada, o que permite fazer uma grande aproximação ao comportamento real de elementos que apresentem este tipo de configuração. O algoritmo traçado de raios que permite a simulação de cobertura em 3D, tem como base o método das imagens para o cálculo de trajetórias. Este permite a simulação da componente direta e de reflexões de primeira, segunda e terceira ordens. De forma a validar a ferramenta de simulação foram efetuadas medições de cobertura rádio em dois cenários distintos. O cenário A é composto por duas paredes exteriores e uma laje (chão) e o cenário B é composto por uma caixa quadrangular de madeira em toda a sua constituição. A gama de frequências utilizada nesta medições está compreendida entre 680 MHz e 6 GHz, representando assim medições de banda larga. A frequência utilizada na simulação é a frequência do meio da banda, sendo o valor 3.34 GHz

Ambientes virtuais povoados com simulação eficiente de detecção de colisões e planeamento de trajectos em navegação realmente 3D

Tese Phd - Área Computação Gráfica e Inteligencia ArtificialA tecnologia de produção de ambientes virtuais tem vindo cada vez mais a ser utilizada em projectos de animação, desenho e avaliação em diversas áreas. Mundos virtuais com níveis de detalhe consideráveis estão a começar a emergir em toda a parte, desde largas áreas das actuais cidades até ambientes virtuais interiores mais específicos e detalhados (edifícios habitacionais, estádios, estruturas industriais, reconstruções arqueológicas, etc). No entanto, melhorar a aparência visual destes edifícios virtuais já não é suficiente. Com o propósito de proporcionar novas condições de simulação a aplicações tais como o planeamento urbano, simulações comportamentais e de fluxo de pedestres, entretenimento, etc, é necessário o povoamento destes ambientes. Povoar estes mundos simulando a presença de vida, adiciona um toque extra à visualização e realismo, mas infelizmente traz também carga adicional ao sistema. Uma das lacunas da pesquisa nesta área é a representação eficiente de ambientes densamente povoados, com simulação de navegação autónoma realmente tridimensional das personagens, enquadradas em modelos ou cenários arbitrários. Diversas condições e áreas de actuação são necessárias quando pretendemos simular a presença humana (através de personagens sintéticas animadas) nestas circunstâncias, tais como a detecção de colisões, planeamento de trajectos, algoritmos comportamentais, rendering dinâmico da geometria, entre outros. Nesta tese, é publicado um método transversal de modo a exibir e consolidar comportamentos autónomos de multidões virtuais em ambientes reais de animação. O sistema tem a capacidade de incluir um grande número de personagens lidando com mundos 3D arbitrariamente complexos, não requerendo qualquer conhecimento prévio da geometria, e proporcionando navegação em tempo real, autónoma, e tridimensional. Inicialmente, é apresentado um método de detecção de colisões usando técnicas conservadoras, capaz de comportar milhares de avatares e lidar com cenas 3D de grandes dimensões e complexidade, não necessitando de qualquer informação ou conhecimento prévio do modelo. Este método demonstrou ser um mecanismo eficiente e escalável de detecção de colisões entre os agentes e o ambiente 3D. Recorrendo a um mapeamento e extracção de dados automático a partir do modelo inicial, fornece a detecção de colisões e a interacção entre os próprios agentes virtuais, e os agentes virtuais e o ambiente que os rodeia. Este método mostrou-se apropriado como base de implementação posterior de algoritmos de planeamento de percursos e outros algoritmos comportamentais, onde o avatar incorporará procedimentos de mais alto-nível. Para projectos de desenho, simulação e testes de facilidades de navegação em locais públicos, é importante prever as principais rotas ou fluxos a serem usados. Uma segunda aproximação apresentada, consiste em decompor a cena 3D em partições multi-nível (para navegação em ambientes 3D, principalmente em interiores de edifícios) criando um sistema que possa usar este tipo de catalogação como informação relevante de modo a planear rotas de acordo com as deslocações em várias alturas. A outro nível, o objectivo foi também testar a base de navegação criada, desenvolvendo mecanismos de implementação de novos e naturais comportamentos associados à navegação das personagens virtuais, lidando com várias variáveis de interacção, permitindo um comportamento mais realista e de reacção entre estes e o ambiente virtual. Em resumo, foram definidos sistemas de condições, regras e propriedades capazes de produzir comportamentos mais naturais e autónomos em personagens virtuais representativos da conduta humana. Virtual environment technology has been increasingly used for animation projects, design and evaluation in several areas. Virtual worlds, with considerable levels of detail, are starting to emerge everywhere, from large areas of actual cities to detailed and complex virtual indoor environments (buildings, stadiums, industrials structures, archaeological reconstructions, etc). However, improving the visual appearance of these virtual buildings is not enough anymore. In order to provide applications with new simulation conditions such as urban planning, behaviour and flow of pedestrian’s simulation, entertainment, etc, requires the populating of these virtual environments. Populating these worlds to simulate the presence of life, adds an extra touch to the visualization and credibility, but unfortunately it also brings an extra burden to the system. One of the issues of the research in this area is the representation of a densely crowded environment, simulating autonomous and real three-dimensional navigation to the virtual characters in arbitrary three-dimensional models or scenarios. Several steps are required when we need simulate the human presence (by synthetic animated characters) in these circumstances, such as collision detection, path planning/finding, behavioural algorithms, dynamic rendering of geometry, amongst others. In this thesis, a transversal approach is presented to demonstrate and consolidate autonomous virtual crowd behaviours in realistic animation environments. The system is able to include a large number of characters dealing with arbitrarily complex 3D worlds, not requiring any prior knowledge of the geometry, and providing real-time navigation, autonomous, and really three-dimensional. Initially, a method for efficient and scalable conservative collision detection is presented, that is able to deal with large and complex 3D scenes with thousands of avatars, not requiring any prior knowledge of model. This method demonstrated to be a fast, efficient and scalable collision detection process between virtual agents and the 3D environment. Using an automatic data extraction and mapping process from the initial graphical model, it provides collisions detection and interaction between virtual agents, as well as virtual agents and the environment that encircles them. This method proved to be appropriate as a basis for further implementation of path planning/finding algorithms and other behaviours algorithms. For design projects, simulation and the study of crowd behaviour facilities in public places, it is however important to be able to predict heavily used routes or peak flows. The second approach presented, consists in decomposing the 3D scene in multi-level sub-divisions (for navigation in 3D environments such as indoor building) creating a system that can use this type of cataloguing as relevant information to planning and finding routes, according to the movements at the various levels of heights. At another level, the goal was testing the base of navigation, developing mechanisms for new and natural behaviour implementations associated with virtual characters navigation, dealing with some interaction variables, representing a more realistic react/interact behaviour. In summary, autonomous conditions systems, rules and properties were defined, that are capable to produce behaviours representative of human condition.Uminho, IP

Ambientes virtuais povoados com simulação eficiente de detecção de colisões e planeamento de trajectos em navegação realmente 3D

Tese de Doutoramento - Área de InformáticaA tecnologia de produção de ambientes virtuais tem vindo cada vez mais a ser utilizada em projectos de animação, desenho e avaliação em diversas áreas. Mundos virtuais com níveis de detalhe consideráveis estão a começar a emergir em toda a parte, desde largas áreas das actuais cidades até ambientes virtuais interiores mais específicos e detalhados (edifícios habitacionais, estádios, estruturas industriais, reconstruções arqueológicas, etc). No entanto, melhorar a aparência visual destes edifícios virtuais já não é suficiente. Com o propósito de proporcionar novas condições de simulação a aplicações tais como o planeamento urbano, simulações comportamentais e de fluxo de pedestres, entretenimento, etc, é necessário o povoamento destes ambientes. Povoar estes mundos simulando a presença de vida, adiciona um toque extra à visualização e realismo, mas infelizmente traz também carga adicional ao sistema. Uma das lacunas da pesquisa nesta área é a representação eficiente de ambientes densamente povoados, com simulação de navegação autónoma realmente tridimensional das personagens, enquadradas em modelos ou cenários arbitrários. Diversas condições e áreas de actuação são necessárias quando pretendemos simular a presença humana (através de personagens sintéticas animadas) nestas circunstâncias, tais como a detecção de colisões, planeamento de trajectos, algoritmos comportamentais, rendering dinâmico da geometria, entre outros. Nesta tese, é publicado um método transversal de modo a exibir e consolidar comportamentos autónomos de multidões virtuais em ambientes reais de animação. O sistema tem a capacidade de incluir um grande número de personagens lidando com mundos 3D arbitrariamente complexos, não requerendo qualquer conhecimento prévio da geometria, e proporcionando navegação em tempo real, autónoma, e tridimensional. Inicialmente, é apresentado um método de detecção de colisões usando técnicas conservadoras, capaz de comportar milhares de avatares e lidar com cenas 3D de grandes dimensões e complexidade, não necessitando de qualquer informação ou conhecimento prévio do modelo. Este método demonstrou ser um mecanismo eficiente e escalável de detecção de colisões entre os agentes e o ambiente 3D. Recorrendo a um mapeamento e extracção de dados automático a partir do modelo inicial, fornece a detecção de colisões e a interacção entre os próprios agentes virtuais, e os agentes virtuais e o ambiente que os rodeia. Este método mostrou-se apropriado como base de implementação posterior de algoritmos de planeamento de percursos e outros algoritmos comportamentais, onde o avatar incorporará procedimentos de mais alto-nível. Para projectos de desenho, simulação e testes de facilidades de navegação em locais públicos, é importante prever as principais rotas ou fluxos a serem usados. Uma segunda aproximação apresentada, consiste em decompor a cena 3D em partições multi-nível (para navegação em ambientes 3D, principalmente em interiores de edifícios) criando um sistema que possa usar este tipo de catalogação como informação relevante de modo a planear rotas de acordo com as deslocações em várias alturas. A outro nível, o objectivo foi também testar a base de navegação criada, desenvolvendo mecanismos de implementação de novos e naturais comportamentos associados à navegação das personagens virtuais, lidando com várias variáveis de interacção, permitindo um comportamento mais realista e de reacção entre estes e o ambiente virtual. Em resumo, foram definidos sistemas de condições, regras e propriedades capazes de produzir comportamentos mais naturais e autónomos em personagens virtuais representativos da conduta humana.Virtual environment technology has been increasingly used for animation projects, design and evaluation in several areas. Virtual worlds, with considerable levels of detail, are starting to emerge everywhere, from large areas of actual cities to detailed and complex virtual indoor environments (buildings, stadiums, industrials structures, archaeological reconstructions, etc). However, improving the visual appearance of these virtual buildings is not enough anymore. In order to provide applications with new simulation conditions such as urban planning, behaviour and flow of pedestrian’s simulation, entertainment, etc, requires the populating of these virtual environments. Populating these worlds to simulate the presence of life, adds an extra touch to the visualization and credibility, but unfortunately it also brings an extra burden to the system. One of the issues of the research in this area is the representation of a densely crowded environment, simulating autonomous and real three-dimensional navigation to the virtual characters in arbitrary threedimensional models or scenarios. Several steps are required when we need simulate the human presence (by synthetic animated characters) in these circumstances, such as collision detection, path planning/finding, behavioural algorithms, dynamic rendering of geometry, amongst others. In this thesis, a transversal approach is presented to demonstrate and consolidate autonomous virtual crowd behaviours in realistic animation environments. The system is able to include a large number of characters dealing with arbitrarily complex 3D worlds, not requiring any prior knowledge of the geometry, and providing real-time navigation, autonomous, and really three-dimensional. Initially, a method for efficient and scalable conservative collision detection is presented, that is able to deal with large and complex 3D scenes with thousands of avatars, not requiring any prior knowledge of model. This method demonstrated to be a fast, efficient and scalable collision detection process between virtual agents and the 3D environment. Using an automatic data extraction and mapping process from the initial graphical model, it provides collisions detection and interaction between virtual agents, as well as virtual agents and the environment that encircles them. This method proved to be appropriate as a basis for further implementation of path planning/finding algorithms and other behaviours algorithms. For design projects, simulation and the study of crowd behaviour facilities in public places, it is however important to be able to predict heavily used routes or peak flows. The second approach presented, consists in decomposing the 3D scene in multi-level sub-divisions (for navigation in 3D environments such as indoor building) creating a system that can use this type of cataloguing as relevant information to planning and finding routes, according to the movements at the various levels of heights. At another level, the goal was testing the base of navigation, developing mechanisms for new and natural behaviour implementations associated with virtual characters navigation, dealing with some interaction variables, representing a more realistic react/interact behaviour. In summary, autonomous conditions systems, rules and properties were defined, that are capable to produce behaviours representative of human condition

Ligantes derivados de acridina e fluoreno : aplicação como quimiossensores luminescentes

Orientador: Prof. Dr. Fábio Souza NunesTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba, 27/09/2021Inclui referênciasResumo: Este trabalho apresenta dois capítulos sobre sensores químicos luminescentes, derivados de acridina e fluoreno, respectivamente. No primeiro capítulo estudaram-se três sensores macrocíclicos derivados de acridina, intitulados MAC, DAC e TAC, que se diferem basicamente pelo número de fluoróforos na estrutura. A partir das propriedades luminescentes dos sensores, realizou-se testes de seletividade frente a diversos cátions em solução, observando-se uma alta especificidade dos ligantes MAC e DAC a íons cádmio(II), de maior expressividade para MAC. Sequencialmente, obteve-se figuras de mérito importantes a fim de verificar se o quimiossensor poderia ser aplicado com efetividade assegurando não só a seletividade/especificidade, mas também reversibilidade, robustez, precisão e exatidão nas medidas. Estas foram estatisticamente aprovadas seguindo orientações de órgãos reguladores como ANVISA e INMETRO e aplicadas em matrizes reais como cachaça, saquê e extrato de fumaça de cigarro para detecção de cádmio(II) pelo ligante MAC. Além disso, foram realizados cálculos mecânico quânticos para explicar o comportamento emissivo apresentado na formação do complexo [Cd(MAC)]2+ em solução. No capítulo 2 deste trabalho, realizou-se um estudo com dois derivados do fluoreno (DEFM e FDC) onde o primeiro se mostrou seletivo para íons ferro(III) e aplicado em etanol combustível. As composições químicas e as estabilidades dos complexos formados entre os sensores e os analitos foram investigadas a partir de estudos em solução, com a aplicação do método das variações contínuas de Job e dos formalismos de Stern- Volmer e Benesi-Hilberbrand. A fim de expandir o estudo com o ligante MAC frente à íons do bloco f, escolheu-se o lantanóide európio(III) e investigou-se um sistema misto contendo dois fluoróforos distintos em solução (acridina, presente no MAC; e fluoreno, presente no FDC) para a detecção de ânions em solução. Os compostos deste trabalho foram caracterizados por técnicas como análise elementar (CHN), espectroscopia vibracional (FTIR), ressonância magnética nuclear (RMN), espectrometria de massas (ESI-MS), difratometria de raios-X de monocristal, espectroscopia de absorção UV-VIS e fluorescência, incluindo também cálculos teóricos TD-DFT.Abstract: This work presents two chapters on luminescent chemical sensors, derived from acridine and fluorene, respectively. In the first chapter, three macrocyclic sensors derived from acridine were studied, called MAC, DAC and TAC, which differ basically by the number of fluorophores in the structure. Their luminescence properties were determined, as well as selectivity tests against several cations in solution, in which it was possible to identify a high specificity of MAC and DAC to cadmium(II) ions, particularly for MAC. Sequentially, analytical figures of merit were obtained in order to verify if the chemosensor could be applied effectively, ensuring not only selectivity/specificity, but also reversibility, robustness, precision and accuracy in the measurements. These were statistically approved following guidelines from regulatory centers such as ANVISA and INMETRO, and applied to real matrices such as cachaça, sake and cigarette smoke extract, to detect cadmium(II) by the MAC sensor. In addition, quantum mechanical calculations were performed to explore the [Cd(MAC)]2+ complex formed in solution. In the second chapter of this work, a study was carried out with fluorene derivatives (DEFM and FDC), in which the DEFM proved to be selective for iron(III) ions, and applied in ethanol fuel. The chemical compositions as well as the stabilities of the complexes formed between the sensors and the analytes were investigated in solution, using the Job’s method and Stern-Volmer and Benesi- Hildebrand treatment. Also, in order to expand the study with the MAC ligand against the f block ions, the europium(III) lanthanoid was chosen. These study was carried out with a mixed system containing two different sensors (MAC, which contains acridine; and FDC, which is a fluorene derivative) to detect anions in solution. The compounds of this work were characterized by techniques such as elemental analysis (CHN), vibrational spectroscopy (FTIR), nuclear magnetic resonance (NMR), mass spectrometry (ESI-MS), single crystal X-ray diffractometry, UV-VIS absorption and fluorescence, also including theoretical TD-DFT calculations

Visual analytics of magnetic resonance images for supporting detection of cortical lesions and preoperative location of anatomical landmarks

Orientadores: Shin-Ting Wu, Clarissa Lin YasudaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de ComputaçãoResumo: Com o aumento da qualidade das neuroimagens estruturais torna-se possível uma investigação detalhada da neuroanatomia. Contudo, a utilização de ferramentas computacionais que ajudem no realce e na exploração de neuroimagens ainda é de extrema importância para a identificação de lesões corticais e para a localização pré-operatória de referências anatômicas. A reformatação curvilínea e o janelamento (windowing) são dois exemplos. A reformatação curvilínea permite refatiar curvilinearmente um volume reconstruído a partir de uma imagem 3D e o janelamento, alterar o brilho e o contraste das neuroimagens. No estado da arte, os métodos de reformatação curvilínea são aplicados no diagnóstico para propiciar uma melhor visualização dos giros e sulcos cerebrais, já o janelamento está presente em diversos aplicativos de renderização de neuroimagens por facilitar ajustes interativos dos parâmetros de renderização à percepção subjetiva. Este trabalho foi motivado pela nossa hipótese da existência de uma correspondência entre a neuroanatomia e os padrões de sinais em imagens de ressonância magnética ponderadas em T1 e do potencial uso deste conhecimento no aprimoramento das ferramentas já existentes. Mostramos como essa correspondência pode ser usada para caracterizar estruturas neuroanatômicas que possibilitam a construção de um algoritmo capaz de localizar a região das meninges e de estimar medidas estatísticas, como a média e o desvio-padrão, da substância cinzenta e branca de um cérebro. Uma vez que a reformatação curvilínea é realizada com preservação das meninges, a técnica se torna útil na localização pré-operatória de referências anatômicas (como as estruturas vasculares), para preservação de áreas eloquentes durante uma intervenção cirúrgica. Uma nova forma de janelamento baseada na correspondência identificada pode também realçar a interface substância cinzenta¿branca e, consequentemente, revelar lesões sutis. A análise visual com uso das ferramentas em conjunto se mostrou útil no suporte à localização de lesões corticais e na exposição pré-operatória dos marcadores fiduciais intra-operatórios em imagens anatômicas com contrasteAbstract: As the quality of structural neuroimage improves, a more accurate neuroanatomy investiga- tion becomes feasible. However, computational tools to aid in the enhancement and explo- ration of these neuroimages are still extremely useful for the identification of subtle cortical lesions and pre-operative localization of anatomical landmarks. Curvilinear reformatting and windowing are two examples. Curvilinear reformatting allows reslicing curvilinearly a volume reconstructued from a 3D image, while windowing allows changing the brightness and the contrast of neuroimages. In the current state-of-the-art, curvilinear reformatting is applied to diagnosis for providing a better visualization of complex cerebral cortical folding patterns, and the windowing is used in medical visualization software for facilitating fine adjustments of rendering parameters according to the subjective perception. This work was driven by the hypothesis that there would be a correspondence between the neuroanatomy and the signal patterns from T1-weighted magnetic resonance images, and that the knowledge of this cor- respondence might improve the existing tools. We showed how this correspondence could be used to characterize the anatomical structures that made possible the design of an algorithm for locating the neighborhood of meninges and for computing the statistical measures, such as mean and standard deviation, of grey and white matter. Assuring that the curvilinear reformatting can be performed preserving the meninges, the technique is useful to preopera- tively localize the anatomical landmarks , such as superficial veins. A new way of windowing based on our finding of the neuroanatomy¿imaging signal correspondence can enhance the interface between gray matter and white matter and reveal subtle lesions. Visual analytics using both tools has proven to be helpful in supporting the localization of cortical lesions and in revealing preoperatively the intraoperative fiducial landmarks, such as superficial veins, on contrast-enhanced anatomical imagesDoutoradoEngenharia de ComputaçãoDoutor em Engenharia Elétrica165777/2014-1CNP

Caracterização geológica das rochas carbonáticas da mina Rio Bonito, Campo Largo PR : para produção de cimento

Orientador: José Manoel dos Reis NetoCo-orientador: Carlos Eduardo de Mesquita BarrosDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geologia. Defesa: Curitiba, 2009Inclui bibliografiaResumo: A mina Rio Bonito da Companhia de Cimentos Itambé é um depósito de mármore calcítico explorado para a produção de cimento. Esta mina se localiza no município de Campo Largo, no Leste do Estado do Paraná. A área em estudo aflora nos domínios da Formação Água Clara de idade mesopr terozóica, constituindo a base do grupo Açungui. O avanço das frentes de lavra em um corpo de rochas dolomíticas, na face Norte da mina produz grande quantidade de material estéril. O corpo de rochas dolomíticas possui aproximadamente 60 metros de extensão, e suas rochas possuem teores de MgO que podem atingir até 21%. Associados aos mármores calcíticos ocorrem metamargas aonde os teores de SiO2 chegam até 63%, prejudicando a lavra por gerar grande quantidade de material estéril. A análise da variabilidade química foi desenvolvida por meio da interpretação dos dados geoquímicos referentes à campanha de sondagens realizadas no primeiro semestre de 2008 e em campanhas realizadas no ano 2000. Os dados geoquímicos foram fornecidos pela Cia. de Cimentos Itambé. Análises químicas e mineralógicas complementares foram realizadas no LAMIR (Laboratório de Análise de Minerais e Rochas da Universidade Federal do Paraná). A descrição dos testemunhos de sondagem associada à análise petrográfica permitiu identificar os principais tipos litológicos refletidos por mármores calcíticos, mármores dolomíticos, brechas dolomíticas e metamargas. A integração dos dados geoquímicos com os perfis descritivos de cada furo permite es abelecer os principais fatores ligados à variabilidade química do minério em função da profundidade. O mapeamento estrutural de detalhe ao longo das bancadas da mina, mostra uma evolução estrutural polifásica complexa, onde foram identificadas cinco fases de deformação. As duas primeiras fases (D1 e D2) estão ligadas à tectônica dúctil de natureza compressional. Na primeira fase o dobramento das camadas associadas a uma tectônica de cavalgamento, gerou uma foliação S1 de caráter penetrativo em posição paralela ou sub-paralela ao acamamento sedimentar original S0. A segunda fase é caracterizada pelo redobramento das superfícies anteriormente produzidas (S0 e S1). A terceira fase (D3) produziu intensa deformação das rochas gerando forte lenticularização e desenvolvendo uma foliação anastomosada associada à falha transcorrente de Morro Agudo. Essa estrutura apresenta direção média N70ºE. A quarta e quinta fases (D4) e (D5) refletem a atuação de uma tectônica rúptil com geração de falhas inversas, onde a quinta fase se mostra mais recente por estar presente em diques de diabásio mesozóicos. A interpretação dos dados geoquímicos, integrada à análise estrutural, permitiu concluir que a variabilidade química do minério na relação entre mármores calcíticos e metamargas está controlada pela deformação dúctil (D1 e D2), refletindo a variação da composição primária dos litotipos. A projeção dos furos de sondagem associadas à cartografia de detalhe da mina mostra que ocorrem intercalações sucessivas de camadas de mármore calcítico com camadas de metamargas.Abstract: The Rio Bonito mine of Itambé Cement Company is a calcitic marble deposit used for cement production. This mine is located in Campo Largo city in the eastern part of the Parana state. The area under study occurs in Agua Clara Formation with age related to Mesoproterozoic, corresponding the base of Açungui Group. The advancement of mining fronts in dolomitic rocks set on the north part of the mine produces a large amount of sterile rocks. The dolomitic rocks set have approximately 60 meters of extension and on its rocks the magnesium levels reaching up 21 %. Associated with calcitic marbles occurs meta – marls which SiO2 levels reaching up to 63%, damaging the mining to generate a large amount of sterile material. The analysis of chemical variability has been developed through the interpretation of geochemical data related to drilling operations developed in 2008 and in older operations developed in 2000. Geochemical data were supplied by Itambé Cement Company. Additional mineralogical and chemical analysis were carried out in LAMIR (Laboratório de Análise de Minerais e Rochas da Universidade Federal do Paraná). The description of drilling samples associated with petrographic analysis enabled the main lithological types reflected by calcitic marbles, dolomitic marbles, dolomitic breccias and meta - marls. The integration of geochemical data with the descriptive profiles of each hole has established the main factors related to the chemical variability of ore depending on depth. The detail structural mapping along the mine platforms, shows a complexe polyphase structural evolution, which were identified five stages of deformation. The first and second stages (D1 and D2) reflect ductile deformation of compressional nature. The D1 stage is associated to thrust tectonic events and characterized for the development of a S1 foliation in parallel position to sedimentary bedding S0. The D2 stage reflects a new phase of folding affecting S0 and S1 previously produced. The third stage (D3) is characterized by intense deformation of the rocks with expressive anastomosing of rocks and the development of a anastomosing foliation related to the Morro Agudo strike slip fa lt. This structure presents average direction in N70ºE. The fourth and fifth phases (D4) and (D5) reflects a tectonic rúptil event, which generated reverse faults, where the fifth stage is the latest to be present in Mesozoic diabase dikes. The interpretation of geochemical data integrated to structural analysis, shows that the chemistry variability related to calcitic marbles and meta-marls is controlled by ductile deformation (D1 and D2), associated to the original composition of the rocks. The drill holes projection associated to the detail mapping of the mine shows successive interlayered calcitic marbles and meta-marls layer