Feature extraction using MPEG-CDVS and Deep Learning with application to robotic navigation and image classification

The main contributions of this thesis are the evaluation of MPEG Compact Descriptor for Visual Search in the context of indoor robotic navigation and the introduction of a new method for training Convolutional Neural Networks with applications to object classification. The choice for image descriptor in a visual navigation system is not straightforward. Visual descriptors must be distinctive enough to allow for correct localisation while still offering low matching complexity and short descriptor size for real-time applications. MPEG Compact Descriptor for Visual Search is a low complexity image descriptor that offers several levels of compromises between descriptor distinctiveness and size. In this work, we describe how these trade-offs can be used for efficient loop-detection in a typical indoor environment. We first describe a probabilistic approach to loop detection based on the standard’s suggested similarity metric. We then evaluate the performance of CDVS compression modes in terms of matching speed, feature extraction, and storage requirements and compare them with the state of the art SIFT descriptor for five different types of indoor floors. During the second part of this thesis we focus on the new paradigm to machine learning and computer vision called Deep Learning. Under this paradigm visual features are no longer extracted using fine-grained, highly engineered feature extractor, but rather using a Convolutional Neural Networks (CNN) that extracts hierarchical features learned directly from data at the cost of long training periods. In this context, we propose a method for speeding up the training of Convolutional Neural Networks (CNN) by exploiting the spatial scaling property of convolutions. This is done by first training a pre-train CNN of smaller kernel resolutions for a few epochs, followed by properly rescaling its kernels to the target’s original dimensions and continuing training at full resolution. We show that the overall training time of a target CNN architecture can be reduced by exploiting the spatial scaling property of convolutions during early stages of learning. Moreover, by rescaling the kernels at different epochs, we identify a trade-off between total training time and maximum obtainable accuracy. Finally, we propose a method for choosing when to rescale kernels and evaluate our approach on recent architectures showing savings in training times of nearly 20% while test set accuracy is preserved

GANVO: Unsupervised Deep Monocular Visual Odometry and Depth Estimation with Generative Adversarial Networks

In the last decade, supervised deep learning approaches have been extensively employed in visual odometry (VO) applications, which is not feasible in environments where labelled data is not abundant. On the other hand, unsupervised deep learning approaches for localization and mapping in unknown environments from unlabelled data have received comparatively less attention in VO research. In this study, we propose a generative unsupervised learning framework that predicts 6-DoF pose camera motion and monocular depth map of the scene from unlabelled RGB image sequences, using deep convolutional Generative Adversarial Networks (GANs). We create a supervisory signal by warping view sequences and assigning the re-projection minimization to the objective loss function that is adopted in multi-view pose estimation and single-view depth generation network. Detailed quantitative and qualitative evaluations of the proposed framework on the KITTI and Cityscapes datasets show that the proposed method outperforms both existing traditional and unsupervised deep VO methods providing better results for both pose estimation and depth recovery.Comment: ICRA 2019 - accepte

Teorema da aproximação de Weierstrass

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Disorder effects at low temperatures in La_{0.7-x}Y_{x}Ca_{0.3}MnO_{3} manganites

With the aim of probing the effect of magnetic disorder in the low-temperature excitations of manganites, specific-heat measurements were performed in zero field, and in magnetic fields up to 9 T in polycrystalline samples of La_{0.7-x}Y_{x}Ca_{0.3}MnO_{3}, with Y concentrations x=0, 0.10, and 0.15. Yttrium doping yielded the appearance of a cluster-glass state, giving rise to unusual low-temperature behavior of the specific-heat. The main feature observed in the results is a strong enhancement of the specific-heat linear term, which is interpreted as a direct consequence of magnetic disorder. The analysis was further corroborated by resistivity measurements in the same compounds.Comment: 9 pages, 2 figure

RESIDÊNCIA TERAPEUTICA: UM MODELO ALTERNATIVO DE ATENDIMENTO AOS PACIENTES PSIQUIÁTRICOS

Descritores: desinstitucionalização - serviços residenciais terapêuticos. INTRODUÇÃO Este trabalho tem como objeto de estudo a residência terapêutica, enquanto estratégia de tratamento e acompanhamento dos portadores de doenças mentais que não possuam um suporte familiar e social adequados, egressos das internações psiquiátricas, a partir da experiência de alta e retorno ao espaço asilar de uma paciente esquizofrenia após quatro anos de desinternação. Após o advento da criação da Lei de Paulo Delgado, n° 10.216, disseminou-se a necessidade de desinstitucionalização, havendo critérios definidos para tal. Os Serviços Residenciais Terapêuticos, residências terapêuticas ou simplesmente moradias, surgem como casas destinadas a responder a necessidade de moradia de pessoas com transtornos mentais, egressas de hospitais psiquiátricos ou não. Este dispositivo residencial pode servir também de apoio a usuários de outros serviços em Saúde Mental, como os dependentes de álcool e outras drogas que não possuam suporte familiar e social. Todo esse processo de criação de serviços de desinstitucionalização, que tem como protagonista Franco Basaglia, aponta a necessidade de desconstrução de saberes e práticas ancorados no modelo asilar e ao mesmo tempo, refere-se a um processo de invenção de novas possibilidades de assistência voltada para a “existência-sofrimento” do paciente. Esse processo remete pensar também a reabilitação psicossocial no contexto da reforma psiquiátrica, resgatando a ética, a cidadania, a complexidade da doença mental, e a necessidade de se pensar um outro espaço social para a loucura. Objetivando adequar o sistema aos moldes sugeridos a equipe multidisciplinar do CAD (Centro de Atenção Diária) avaliou os pacientes institucionalizados para levantar àqueles que poderiam atender aos critérios propostos. Dessa forma, a paciente J. S, esquizofrênica, com o apoio da equipe teve seu processo de desinstitucionalização efetivado. A paciente foi mantida durante 14 anos em residência próxima à UISM, participando das atividades diárias do CAD. Neste período, a família teve uma participação limitada, contribuindo apenas financeiramente. Atualmente a paciente está internada na UISM, não tendo expectativa de retorno a sua residência.  OBJETIVOS Apresentar o estudo de caso da paciente J. S., portadora de esquizofrenia, que recebeu alta hospitalar e retornou ao espaço asilar após quatro anos de desinternação; descrever modelos de Residências Terapêuticas propostos pelo SUS e discutir as implicações de sua implantação na Marinha do Brasil.  METODOLOGIA Trata-se de um estudo descritivo, de análise qualitativa. Os dados relativos ao estudo de caso serão coletados no prontuário da paciente J.S.    RESULTADOS Fatores como a falta de uma rede social e familiar adequadas culminaram em seu retorno à instituição. O caso da paciente J.S é um dentre muitos com situações similares, o que justifica uma proposta de implantação do serviço residencial terapêutico na Marinha do Brasil. Os Serviços Residenciais Terapêuticos são inspirados nos princípios do SUS (Sistema Único de Saúde), fazendo parte do processo de reforma psiquiátrica no qual tem estimulado a necessidade da criação de uma rede de atenção em saúde mental, baseando-se na reintegração das pessoas com transtornos mentais, substitutiva ao modelo manicomial. A Residência Terapêutica deve ser capaz, em primeiro lugar, de reconstituir o direito de moradia das pessoas egressas de hospitais psiquiátricos ou não, e de auxiliá-los em seu processo de resgate da autonomia e reintegração social. Circular livremente pelos espaços da comunidade se constitui como um dos direitos mais fundamentais do ser humano.                               CONCLUSÕES  A Marinha do Brasil iniciou seu processo de adaptação à legislação vigente em termos de dispositivos alternativos para tratamento dos pacientes psiquiátricos em 2002, quando criou o Centro de Atenção Diária que funciona em regime de Hospital dia. No entanto, o tema de residência terapêutica é pouco disseminado e discutido até mesmo entre os profissionais da área de Psiquiatria. Tal fato não decorre do desconhecimento sobre o assunto mas ainda não houve uma análise da real necessidade de mudança de modelo assistencial. Este trabalho pretende justamente fomentar tal discussão. Os resultados aqui apresentados são parciais, uma vez que o estudo não está concluído.  REFERÊNCIAS  BRASIL, M. S. Secretaria de Atenção à Saúde. DAPE. Residências Terapêuticas: o que são, para que servem. Brasília, 2004;BRASIL, M. S. Secretaria de Atenção à Saúde. DAPE. Coordenação Geral de Saúde Mental. Reforma Psiquiátrica e Política de Saúde Mental no Brasil. Documento apresentado à Conferência Regional de Reforma dos Serviços de Saúde Mental: 15 anos depois de Caracas. OPAS. Brasília, novembro de 2005.OLIVEIRA, F. B. de. Construindo saberes e práticas em saúde mental. João Pessoa: Editora da UFPB, 2002.

Map-aided navigation for emergency searches

This is the author accepted manuscript. The final version is available from the publisher via the DOI in this recordReal-time positioning of emergency personnel has been an active research topic for many years. However, studies on how to improve navigation accuracy by using prior information on the idiosyncratic motion characteristics of firefighters are scarce. This paper presents an algorithm for generating pseudo observations of position and orientation based on standard search patterns used by firefighters. The iterative closest point algorithm is used to compare walking trajectories estimated from inertial odometry with search patterns generated from digital maps. The resulting fitting errors are then used to integrate the pseudo observations into a map-aided navigation filter. Specifically, we present a sequential Monte Carlo solution where the pattern comparison is used to both update particle weights and create new particle samples. Experimental results involving professional firefighters demonstrate that the proposed pseudo observations can achieve a stable localization error of about one meter, and offer increased robustness in the presence of map errors

Gestión de la información zootécnica y biotecnológica en proyectos de mejora genética de las razas de carne taurinas y cebuínas en Brasil

Se evalua la gestión de información zootécnica y biotecnológica en empresas brasileñas que cuentan con proyectos de mejora genética para razas de carne taurinas y cebuínas y que han obtenido el reconocimiento del Ministerio de Agricultura para emitir el Certificado Especial de Identificación y Producción (CEIP) en Brasil. La investigación se ha aplicado a una población compuesta por 13 empresas y 18 proyectos, pero se obtuvieron datos completos tan solo de 10 empresas, lo que supone un porcentaje del 76,92% de participación. Los primeros contactos se dieron en julio del 2008 con cada Director de proyecto de mejora genética en cada empresa. En el mes de septiembre de 2008 se enviaron las cartas de presentación y de solicitud para que las Empresas participasen de la investigación, así como los cuestionarios tanto por e-mail, como por correo. El cierre de la recogida de datos con disponibilidad de las informaciones para análisis ocurrió en septiembre de 2010, cuando se inició el periodo de tabulación, presentación gráfica y análisis. Los resultados indican que la madurez de la gestión de la información es dependiente de algunas variables y darse aleatoria e independientemente de una empresa para otra, o sea, algunas empresas pueden está en el 3º nivel encuanto que otras pueden está en el 5º nivel de madurez de la gestión de la información.Avaliação da gestão da informação zootécnica e biotecnológica nas empresas que coordenam projetos de melhora genética de raças de corte taurinas e zebuínas reconhecidos pelo Ministério de Agricultura para emitir o Certificado Especial de Identificação e Produção (CEIP) no Brasil. A população da investigação foi constituída por 13 empresas e 18 projetos, mas, por diferentes motivos a amostragem foi de 10 empresas, ou seja, obteve-se um percentual do 76,92% de participação. Os primeiros contatos foram realizados em julho de 2008 com o Diretor do projeto de melhora genética de cada empresa. No mês de setembro de 2008 foram enviadas as cartas de apresentação e de solicitação para que as Empresas participassem da investigação, bem como os questionários tanto por e-mail, quanto por correio. O fechamento da coleta de dados com disponibilidade das informações para analises ocorreu em setembro de 2010, período a partir do qual de iniciou a tabulação, apresentação gráfica e análise. Os resultados indicam que a maturidade da gestão da informação é dependente de algumas variáveis e dar-se aleatória e independentemente de uma empresa para outra, ou seja, algumas empresas podem está no 3º nível enquanto que outras podem está no 5º nível de maturidade da gestão da informação.Evaluation of information management in livestock and biotechnology companies that support genetic improvement projects taurine and zebu beef breeds recognized by the Ministry of Agriculture to issue a Special Certificate of Identification and Production (CEIP) in Brazil. The research population consisted of 13 companies and 18 projects, but for different reasons the sampling was of 10 companies, or 76.92% of the population. The first contacts were in July 2008 with the Project Manager breeding of each company. In September 2008 were sent letters of introduction and request that the companies participate in the research, as well as questionnaires by e-mail, and the mail. The closing of the collection of data availability of the information to analyze occurred in September 2010, when began tabulation, graphic presentation and analysis. The results indicate that the maturity of information management is dependent on some variables and occur randomly and independently from one company to another

(In) aplicabilidade do adicional de 25% para todas as aposentadorias do regime geral de previdência social

O Art. 45 da Lei de Benefício Previdenciários do Regime Geral de Previdência Social prevê expressamente um adicional de 25 % aos aposentados por invalidez que necessitem de assistência permanente de outra pessoa, situação consubstanciada por meio da precisão de cuidadores. Os beneficiários de outros tipos de aposentadorias passaram a pleitear judicialmente esse mesmo adicional, no intuito de majorar o valor de seu benefício. O pleito decorre por eles possuírem a mesma necessidade, todavia desenvolvida posteriormente a concessão de benefício com código não relacionado com a invalidez, mesmo não havendo expressamente previsão da assistência para as aposentadorias especiais, por idade ou por tempo de contribuição. O fato causou, e continua causando, uma grande celeuma na interpretação do sistema normativo previdenciário. Para o desenvolvimento do estudo, foi realizada uma análise com referenciais teóricos interpretativos e estudos do histórico e evolução da jurisprudência, para chegarmos a conclusão se efetivamente há possibilidade jurídica na extensão do auxílio-acompanhante para todas as aposentações, ou se seria totalmente antijurídica a aplicabilidade do direito aos demais recebedores das aposentadorias diversas da aposentadoria por invalidez. Em consonância com o julgado do tema repetitivo nº 982, do Superior Tribunal de Justiça, o qual analisou o problema no transcorrer deste estudo, e decidiu pela possibilidade jurídica da extensão, considerando o instituto como uma assistência social, conclui-se também ser esta a posição mais aceitável sob o ponto de vista da justiça social e de nosso princípio maior: a dignidade da pessoa humana.O Art. 45 da Lei de Benefício Previdenciários do Regime Geral de Previdência Social prevê expressamente um adicional de 25 % aos aposentados por invalidez que necessitem de assistência permanente de outra pessoa, situação consubstanciada por meio da precisão de cuidadores. Os beneficiários de outros tipos de aposentadorias passaram a pleitear judicialmente esse mesmo adicional, no intuito de majorar o valor de seu benefício. O pleito decorre por eles possuírem a mesma necessidade, todavia desenvolvida posteriormente a concessão de benefício com código não relacionado com a invalidez, mesmo não havendo expressamente previsão da assistência para as aposentadorias especiais, por idade ou por tempo de contribuição. O fato causou, e continua causando, uma grande celeuma na interpretação do sistema normativo previdenciário. Para o desenvolvimento do estudo, foi realizada uma análise com referenciais teóricos interpretativos e estudos do histórico e evolução da jurisprudência, para chegarmos a conclusão se efetivamente há possibilidade jurídica na extensão do auxílio-acompanhante para todas as aposentações, ou se seria totalmente antijurídica a aplicabilidade do direito aos demais recebedores das aposentadorias diversas da aposentadoria por invalidez. Em consonância com o julgado do tema repetitivo nº 982, do Superior Tribunal de Justiça, o qual analisou o problema no transcorrer deste estudo, e decidiu pela possibilidade jurídica da extensão, considerando o instituto como uma assistência social, conclui-se também ser esta a posição mais aceitável sob o ponto de vista da justiça social e de nosso princípio maior: a dignidade da pessoa humana