Escola de Engenharia Mackenzie (EE)

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Reconhecimento de caracteres numéricos manuscritos com autômatos celulares, através da noção de protótipos espectrais
Oliveira Junior, Carlos Candido de (2006-03-07)
Engenharia Elétrica
The computational ability of cellular automata (CAs) has been investigated in many research initiatives in the literature. Among them, one possibility is their use as spatial pattern recognizers. Here, we attempt to use CAs to recognize handwritten numerical characters, by looking for CA rules which, running on different initial configurations that represent the same handwritten digit, would lead the temporal evolution to equivalent final configurations (defining the same spectral fixed point. The work uses a metric that allows the comparison between images based on their spectral similarity, drawn from a previous work, as well as a proposal therein on the way elementary CA rules are applied (in a crossed fashion) so as to allow the reduction in the size of the rule space involved. Conceptual structures are defined to support the recognition experiments, namely, the notions of spectral fixed point, spectral prototype, and a measure of a rule potential to perform well in the recognition task. The latter entailed from various studies on the attributes a good rule should account for, and, once defined, made it possible an evolutionary search in that space. Here we show some rules that yielded positive results in the recognition of the image used for training (i.e., those used in the definition of the recognition prototypes), and further results on the attempt to carry out real recognition experiments, with images not used for training, whose results are not yet satisfactory.
O processo de migração de sistemas corporativos de comunicação TDM para plataformas convergentes IP com preservação de ativos
Gianoto, Antonio Carlos (2006-06-29)
Engenharia Elétrica
The aim of this elaboration is to present a study of the migration process involved transforming the digital PBX (Private Branch Exchange), TDM (Time Division Multiplex), SPC (Stored Program Control) based platforms of corporate communications on technology to converged IP (Internet Protocol) systems supported by the TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) protocol. This proposal analyzes the necessary interventions in order to preserve the investments made in these platforms, integrating them to existent data networks. Beside other benefits presented in this work, one key advantage is the possibility to transport voice over an existing data infrastructure, optimizing usage of carrier connections.
Caracterização e análise de desempenho dos amplificadores ópticos Raman discretos em sistemas de comunicações ópticas na banda O
Taveira, Palmerston Donizzeti (2006-08-02)
Engenharia Elétrica
Os amplificadores ópticos revolucionaram a tecnológica das comunicações ópticas, pois possibilitaram o aumento da capacidade de transmissão dos sistemas ópticos de média e longa distância, com vantagens tecnológicas sobre os regeneradores. Estes dispositivos são relativamente simples de serem desenvolvidos, utilizam poucos componentes e podem ser utilizados nas redes ópticas de forma transparente a taxa de transmissão e modulação do sinal. Substituem assim, com vantagens, os regeneradores eletrônicos, agregando segurança e baixo custo à operação das redes ópticas. Os sistemas CWDM realizam a multiplexação óptica de comprimentos de onda a um baixo custo em redes metropolitanas. São utilizados para conectar as redes de transporte de alta capacidade às redes de acesso, trazendo uma larga vantagem em custo sobre os sistemas DWDM, porém com menor capacidade de transmissão. Nosso trabalho de pesquisa consistiu em desenvolver e caracterizar um amplificador Raman discreto na banda O (1260 a 1360 nm), aplicando este amplificador em um sistema CWDM ponto a ponto com taxa de transmissão de 2.5 Gbit/s por canal e analisando o aumento na capacidade de transmissão e os efeitos que degradam o sinal transmitido. Trabalhando com um sistema CWDM com oito canais na banda O, demonstramos que podemos utilizar um amplificador Raman discreto nas configurações isoladas de pré-amplificador, booster e amplificador de linha e na configuração simultânea de booster e pré-amplificador para aumentar a capacidade de transmissão. Aumentamos o comprimento original do enlace em 110%.
Amplificador Raman discreto para utilização em transmissão CWDM na banda O
Saito, Lúcia Akemi Miyazato (2006-08-02)
Engenharia Elétrica
A maior parte das pesquisas realizadas sobre amplificadores Raman tem seus estudos centrados nas bandas C (1530 a 1565 nm) e L (1565 a 1625 nm), regiões onde os dados de eficiência de ganho Raman e a parametrização dos amplificadores têm seus estudos consolidados. Um ponto importante para ser considerado quando se deseja trabalhar numa banda diferente, como no caso a banda O (1260 a 1360 nm), é que a alteração não é apenas no comprimento de onda do laser de bombeio. Deve-se considerar o decréscimo da área efetiva e do comprimento de onda que influenciará diretamente no valor da eficiência e conseqüentemente no próprio ganho do amplificador Raman. Alguns amplificadores Raman utilizam a própria fibra de transmissão e outros têm como meio de amplificação fibras especiais como DSF, DCF ou a própria fibra Raman como é demonstrado neste trabalho. Sabe-se, no entanto, que a amplificação Raman pode ocorrer em qualquer banda do espectro óptico sendo necessário para a sua montagem, apenas alterar o comprimento de onda do laser de geração do efeito. Este trabalho demonstrou que o Amplificador Raman Discreto utilizando a fibra Raman da OFS Fitel Denmark é mais eficiente em comprimentos de onda menores e com melhor aproveitamento na região compreendida pela banda O . Nossos estudos demonstraram que apesar do aumento da atenuação nesta região, pode-se obter maior Eficiência de Ganho Raman (CR) devido ao decréscimo da Área Efetiva (Aeff) em comprimentos de onda curtos. A variação das características da fibra Raman para a banda O foram analisadas sendo encontrado um pico de Eficiência de Ganho Raman de 3,9 (W.km)-1 para um laser de bombeio de 1240 nm resultando em torno de 50 % a mais de Ganho no amplificador quando comparado com a banda C . Analisando o amplificador utilizando múltiplos lasers de bombeio, verificou-se que para uma aplicação em sistema CWDM seriam necessários 4 lasers para amplificação numa faixa de 70 nm e 6 lasers para cobrir toda a banda O sendo que a magnitude de amplificação depende diretamente da potência destes lasers devendo-se observar a potência total dos canais na entrada para evitar a saturação do dispositivo. Foi analisada a figura de ruído do amplificador Raman sendo encontrados valores mais altos em comprimentos de onda curtos e de maior magnitude quando há lasers de bombeio entre os comprimentos de onda de sinal.
Estudo das perdas dependentes da polarização no anel de recirculação óptico
Susskind, Suzanne Baruh (2006-08-03)
Engenharia Elétrica
O estudo experimental da Perda Dependente da Polarização (Polarization Dependent Loss PDL) é realizado em um Anel de Recirculação Óptico (Recirculating loop - RCL). A PDL por sua natureza estatística tem seu valor acumulado diferente da soma da PDL de cada elemento que constitui o anel. Estudos teóricos são conduzidos utilizando o método da matrix de Jones e Mueller para representar os diferentes elementos ópticos constituintes do anel. Erros experimentais são introduzidos nos resultados teóricos e comparados com os resultados experimentais. Verifica-se que uma despolarização em torno de 7% ocorre no aparato experimental. Essa despolarização tem forte indicação de ser oriunda do amplificador óptico devido a natureza não polarizada da emissão espontânea amplificada.
Detecção de intrusão em redes de computadores com estatísticas PDF e classificadores neurais
Jorge, Leandro Silva (2006-08-19)
Engenharia Elétrica
Este trabalho é um estudo sobre arquiteturas, métodos e resultados na detecção de intrusão em redes de computadores, no reconhecimento de ataques de negação de serviços (DoS Denial-of-Service). As técnicas empregadas foram orientadas a pacotes, em janelas de observação, utilizando processos de detecção de intrusão hierárquicos, em múltiplas camadas, baseados em anomalias de rede, monitorando vários parâmetros de tráfego de rede simultaneamente. Foram utilizadas funções densidade de probabilidade (PDF Probability Density Functions), estatisticamente comparadas com funções de referência de comportamento normal, utilizando-se de métricas de similaridade, combinando os resultados em vetores de status de anomalias que foram classificados por rede neurais. Dois conjuntos de dados foram utilizados para testar o desempenho dos métodos adotados: dados de simulações OPNET e dados de avaliação de detecção de intrusão DARPA98. Os resultados demonstraram detecção confiável de ataques DoS com grande precisão e taxas muito baixas de alarmes falsos nos conjuntos de dados analisados.
Análise de um amplificador Raman distribuído nas bandas S+ e S utilizando a fibra óptica TrueWave® Reach Low Water Peak
Toledo, Jair Fiuza de (2006-08-29)
Engenharia Elétrica
O desempenho de um amplificador Raman distribuído na Banda - S utilizando a fibra óptica TrueWave® Reach Low Water Peak em um enlace de 100km é analisado através de simulações numéricas. O fabricante, a OFS Fitel Denmark Ap, caracterizou experimentalmente os parâmetros físicos da fibra óptica, tais como atenuação, dispersão, e eficiência de ganho Raman na Banda - S. A baixa absorção dessa fibra óptica na região espectral onde se localizam os lasers de bombeamento, em torno de 0,34dB/km, para 1370nm, permite a utilização de 4 lasers de bombeamento com potências da ordem de dezenas de mWatts, para garantir um ganho on-off da ordem de 10dB em 70nm (1460 a 1530nm) na Banda - S.
Análise de um amplificador Raman distribuído cobrindo as Bandas C e S utilizando a fibra óptica TrueWave Reach Low Water Peak
Mizutani, Fausto Hossamu (2006-08-29)
Engenharia Elétrica
The performance of a distributed Raman amplifier at C and S bands using the TrueWave Reach LWP fiber in 100 km span is analyzed through numerical simulations. The physical parameters of the fiber, such as, attenuation, dispersion, and Raman gain efficiency for C and S bands were experimentally characterized by the manufacturer, the OFS Denmark. It is required around four pumping lasers to assure an on-off gain of approximately 15dB in 70nm (1500nm to 1570nm), covering operation in the C and S band.
Desenvolvimento de um WebLab para experimentos remotos em fotônica integrado a um ambiente virtual de ensino-aprendizagem
Paschoal Júnior, Fábio (2006-08-30)
Engenharia Elétrica
A associação da tecnologia Web com a automação e controle de instrumentos por computador tornou possível o desenvolvimento dos chamados Laboratórios Remotos ou WebLabs - ambientes distribuídos que permitem acessar e controlar experimentos remotamente através da Internet. Neste trabalho, foi desenvolvido um WebLab para medida remota do coeficiente de atenuação em uma fibra óptica. O controle dos instrumentos e a aquisição dos dados do experimento são implementados através de interfaces GPIB e do programa de instrumentação LabView. O controle remoto do experimento é implementado utilizando-se uma arquitetura Cliente/Servidor dupla. O WebLab foi integrado a um ambiente virtual de ensino-aprendizagem implementado com o programa MOODLE, viabilizando a sua utilização no contexto de cursos on-line ou em atividades de apoio a cursos presenciais, e estará conectado à Rede KyaTera do Programa TIDIA da FAPESP, permitindo compartilhar experimentos remotos com todos os laboratórios e grupos de pesquisa participantes.
Método para determinação dos pesos sinápticos em uma rede de PLLs reconhecedora de imagens
Kunyosi, Marcos Kleber Soares (2006-09-11)
Engenharia Elétrica
Reconhecimento de padrões pode ser feito usando redes neurais construídas com osciladores, como malhas de sincronismo de fase (PLLs). Essas redes são modeladas por sistemas de equações diferenciais e podem ser estudas pela Teoria de Sistemas Dinâmicos, que é usada neste trabalho para investigar o comportamento dinâmico associado a uma configuração sináptica de uma rede neural. Como resultado dessa investigação, são apresentados dois métodos (Força Bruta e Algébrico) que auxiliam na construção de redes neurais formadas por PLLs. Esses métodos têm como objetivo relacionar a configuração sináptica da rede às respectivas bacias de atração de pontos atratores, os quais representam os padrões memorizados na rede. Também são apresentadas propriedades gerais da configuração sináptica que podem ser usadas para compor outras configurações de interesse. Por fim, é proposto um modelo de máquina reconhecedora de imagem capaz de armazenar em sua memória uma figura monocromática e determinar se uma imagem qualquer apresentada a ela é semelhante à memorizada.
Extração de contornos de figuras via sincronismo em redes de osciladores com acoplamento dinâmico
Gonzalez, Ivan (2006-09-18)
Engenharia Elétrica
Uma variante do modelo de Kuramoto para osciladores de fase com acoplamento dinâmico é estudada. A intensidade do acoplamento é ajustada pela diferença de fases dos osciladores, de forma que a conexão é reforçada para osciladores sincronizados e enfraquecida para osciladores não sincronizados. As soluções de equilíbrio e suas estabilidades são apresentadas, e mostra-se que o sistema apresenta bifurcações sela-nó e de Hopf. Mostra-se que redes formadas com esses osciladores podem ser usadas para extrair o contorno de figuras.
Automatizando a obtenção da complexidade baseada em linguagem regular de autômatos celulares elementares
Miki, Fábio Tokio (2006-10-09)
Engenharia Elétrica
Autômatos celulares são sistemas dinâmicos e computacionais totalmente discretos no tempo, no espaço e em suas variáveis de estado. Sabe-se que, para um autômato celular elementar, o conjunto de todas as configurações possíveis de se obter decorrida uma quantidade finita de passos de tempo de sua evolução temporal constitui uma linguagem regular. Com isso, esse conjunto de cadeias pode ser representado por um autômato finito determinístico mínimo, e a quantidade de estados e transições entre eles pode ser considerada uma medida da complexidade (em linguagem regular) da regra elementar em questão; tal processo, apesar de eventualmente custoso computacionalmente, está bem resolvido na literatura. No entanto, quando se deseja obter a representação do autômato finito limite, isto é, para uma quantidade infinita de passos de tempo, essa máquina pode não existir para algumas regras, e, mesmo em alguns casos em que se sabe que ela existe, não há ainda um método que a gere automaticamente. O presente trabalho caminha na direção de ajudar a solucionar este último problema, apesar de que ainda não foi possível derivar o algoritmo de comportamento limite. No entanto, avança-se aqui com relação ao método atualmente existente, no sentido de, através de um novo algoritmo, derivar automaticamente expressões de crescimento do autômato finito representativo de cada passo de tempo, inclusive em casos ainda não reportados, o que lança luz sobre a questão original, abrindo perspectivas para que a obtenção automática do autômato finito limite possa ser obtida posteriormente.
Sobre equalizadores autodidatas de decisão realimentada aplicados a sistemas multiusuário
Mendes Filho, João (2007-01-24)
Engenharia Elétrica
Due to the growing demand for mobile communications, adaptive equalizers play an important role for enhancing the efficiency of data transmission. In this scenario, the Decision Feedback Equalizer (DFE) stands out. It presents a favorable tradeoff between computational cost and efficient behavior, mainly when compared to Linear Transversal Equalizer. In this work, the blind adaptation of DFE is investigated for the single and multiuser cases. In the single user case, the perfect equalization conditions for the DFE are revisited, considering the absence of noise and feedback of correct decisions. Assuming the joint blind adaptation of the DFE's feedforward and feedback filters, two stochastic gradient algorithms are also revisited. The first is based on the Constant Modulus cost function, subjected to a constraint to avoid degenerate solutions. The second considers the minimization of a cost function that takes into account the probability density function of the equalizers's output. This latter, known in the literature as the Soft Decision-Directed (SDD) algorithm, was proposed for the recovery of signals based on the Quadrature Amplitude Modulation (QAM). From the division of the complex plane into regions containing 4-QAM type constellations, we propose a modification in the SDD algorithm based on the centers of these regions. The resulting algorithm presents a more favorable tradeoff between convergence rate and computational cost. Moreover, in order to mitigate the steady-state mean-square error, we consider concurrent algorithms based on the previous mentioned. As a core of this dissertation, the perfect equalization conditions and the remarked algorithms are extended to the multiuser case. Simulation results point out that the Modified SDD algorithm and its concurrent adaptation with the constrained Constant Modulus Algorithm present advantages in terms of convergence rate for the blind adaptation of DFE in the recovering of QAM signals.
Estudo de variabilidades espectral e temporal de radiofontes
Gastaldi, Márcio Ribeiro (2007-02-02)
Engenharia Elétrica
Este trabalho mostra o estudo da variabilidade temporal e espectral de Sagittarius A, Centaurus A, OV236 e do anel de Einstein PKS1830-211 em campanhas de observação mensais realizadas de janeiro de 2004 a outubro de 2006. Os dados observacionais foram obtidos através do Rádio-Observatório do Itapetinga nas freqüências de 22 e 43GHz. Os dados em 4,8, 8,0 e 14,5GHz para OV236 e PKS1830-211 foram obtidos do Rádio-Observatório de Michigan. Também foram utilizados dados do SEST para OV236 em 100 e 230GHz, e dados do VLA em 23 e 43GHz para Sgr A*. Foram feitas estimativas de período, variação angular e temperatura de brilhância. O modelo de Marscher e Gear (1985) foi aplicado a OV236. Este é um trabalho de cooperação internacional entre Brasil (Itapetinga em 22 e 43GHz), Estados Unidos (Michigan em 4,8, 8,0 e 14,5 GHz e VLA em 23 e 43GHz) e Finlândia (Metsähovi em 90GHz).
Detecção e rastreio de faces utilizando redes Bayesianas
Candido, Jorge (2007-02-26)
Engenharia Elétrica
This work presents a face detection system that uses a Bayesian Network to combine information from different computational cheap visual operators. The aim in this work is to show that combining simple features in a Bayesian Network allows building an enhanced face detector system, increasing the detection rate and speeding up the face detection process. This face detector has been developed to work in the stream acquired by a USB computer camera. After the detector finds a face in the stream, a face tracking system begins to work, locating the eyes position at the screen. The system is part of a high precision optical mouse system that will be used in human-computer interface, helpin users with certain disabilities.
Comparação entre esquemas de transmissão e recepção com única e múltiplas portadoras
Hatae, Daniel Lopes (2007-03-07)
Engenharia Elétrica
transmissão
Gestão eletrônica de documentos: gerenciamento do conhecimento para grupos de pesquisa
Santos, Edson Tafeli Carneiro dos (2007-03-12)
Engenharia Elétrica
A evolução dos sistemas de informação, dos sistemas gerenciadores de banco de dados, da inteligência artificial e das redes neurais, dentre outras tecnologias, contribuíram para que os sistemas computacionais pudessem manipular uma enorme quantidade de dados, e por conseqüência, a geração de informação aumentou após a última metade do século XX. A nova configuração do mundo globalizado e o surgimento da era da informação propiciaram, de uma forma singular e não vivenciada em outras épocas, uma vasta quantidade de informações. Assim, uma informação que necessite ser acessada, pode ser obtida de forma mais eficiente com o auxílio de ferramentas computacionais especializadas em gestão de documentos. Também, em um grupo de pesquisas, os dados que são trabalhados e as informações técnicas geradas, promovem uma massa de informações e conhecimentos que merece ser gerenciada. Dessa forma, neste trabalho, pretende-se adaptar às funcionalidades existentes de uma ferramenta de gerenciamento eletrônico de documentos, por meio de uma taxonomia de conceitos e áreas pertinentes, os documentos e o conhecimento de determinado grupo de pesquisa, para que possam ser gerenciados.
Otimização da topologia de circuitos de distribuição de energia elétrica usando algoritmos inspirados no comportamento de formigas
Zamboni, Lucca (2007-03-19)
Engenharia Elétrica
Colônias de formigas podem ser consideradas um sistema multi-agente, em que cada agente (formiga) opera independentemente por regras simples. Algoritmos baseados no comportamento de colônias de formigas têm sido usados para resolver problemas de otimização, pois, na procura por alimento, as formigas tendem a estabelecer a rota mais curta (ótima) entre o formigueiro e a fonte de alimento. Neste trabalho, usam-se algoritmos inspirados em formigas na otimização da topologia de circuitos de distribuição de energia elétrica. O desempenho do algoritmo é investigado em função dos valores dos seus parâmetros. Realizam-se experimentos em sistemas de distribuição hipotéticos e realistas.
Ambiente de apoio à avaliação continuada baseado em aprendizagem significativa
Locatelli, Mariana Brólio (2007-08-06)
Engenharia Elétrica
A democratização da informação transforma uma sala de aula em um ambiente onde é impossível ao professor estabelecer o domínio de conhecimentos de cada aprendiz e com isso individualize o ensino. A heterogeneidade do nível do conhecimento dos alunos está presente e não é mais uma condição das turmas iniciais dos cursos de informática, mas uma condição geral. A base da formação das habilidades de um indivíduo é feita através de conceitos adquiridos e competências assimiladas, portanto um aluno pode saber muito, pouco ou nada sobre um determinado conceito em cada etapa do processo de ensino aprendizagem. Este trabalho apresenta um ambiente modelado sobre as relações entre os conceitos a serem aprendidos, dispostos na forma de ontologias, com o objetivo de determinar o conjunto do conhecimento já adquirido por um aluno em um determinado período de tempo, o nível de aquisição de conhecimento (NAC) do aprendiz, sob o método de avaliação contínua da aprendizagem. O ambiente foi construído sobre a ontologia do Curso de Ciência da Computação da Universidade Presbiteriana Mackenzie, desenvolvida neste trabalho.
Uso de rede de Kohonen para a clusterização de objetos de aprendizagem
Silva, Patric Ferreira da (2007-08-08)
Engenharia Elétrica
A crescente disponibilização, na Internet, de recursos educacionais digitais, denominados de objetos de aprendizagem, tem sido acompanhada da definição de padrões de indexação. Contudo, a falta de consenso sobre a caracterização de objetos de aprendizagem, bem como a diversidade de abordagens de metadados para sua classificação dificulta o processo de seleção destes elementos. Este cenário requer novas investigações que possibilitem o estabelecimento de parâmetros para a criação de um modelo específico de Rede Neural Artificial para a clusterização de objetos de aprendizagem. A implementação deste modelo vinculou-se a uma opção teórico-metodológica pautada em critérios de padrões de metadados, o que possibilitou a formação de um espaço amostral para a construção de um Mapa Auto-Organizável (Rede de Kohonen) por meio de algoritmos e modelos matemáticos. Conseqüentemente, o desenvolvimento desta proposta de clusterização de objetos de aprendizagem pode subsidiar o trabalho educacional presencial e on-line e colaborar para a reusabilidade dos objetos de aprendizagem. Foi também objeto desta pesquisa a investigação de como a máscara de pesos, um dos parâmetros da Rede de Kohonen, afeta resultado final. Para isso foi feita uma comparação do resultado do treinamento com e sem a máscara, o que mostrou a relevância deste método para a obtenção dos resultados da presente pesquisa.

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