ESTCB - Escola Superior de Tecnologia
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Browsing ESTCB - Escola Superior de Tecnologia by advisor "Barroso, João Manuel Pereira"
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- Modelo para o ensino de algoritmos de reconstrução de sinal em EngenhariaPublication . Costa, Mónica; Barroso, João Manuel PereiraNesta tese apresenta-se um modelo de ensino de algoritmos de reconstrução de sinal e respetivos condicionalismos inerentes a este problema de engenharia. Para tal desenvolveu-se um protótipo aplicacional, o qual foi denominado de Signal Processing Interpolation Educational Workbench (SPIEW), tendo por finalidade melhorar e avaliar a aprendizagem dos alunos em reconstrução de sinal, recorrendo a um modelo que aborda de forma gráfica e interativa os conceitos de áreas afins mas distintas, desde a Álgebra, até ao Processamento de Sinal passando por exemplo, pela aplicação de Códigos de Correção de Erros. Com o SPIEW é possível estabelecer conjeturas sobre limitação em frequência de sinais, geometrias de padrão de erros, classes de algoritmos de reconstrução de sinal de dimensão do espaço (máxima) ou da ordem do número de amostras perdidas (de dimensão mínima), o uso de métodos de cálculo: diretos, iterativos ou semi‑iterativos para a resolução de sistemas de equações lineares ou medir o desempenho computacional dos métodos ótimos. É possível ainda analisar-se a estabilidade verificando se um problema é bem/mal condicionado, bem como avaliar as condições de convergência dos algoritmos em vários cenários de problemas de interpolação lineares. Os dados utilizados neste trabalho provenientes de sinais:1D-sinais áudio mono e de sensores de biotelemetria; 2D-imagens entre as quais a área de biomecânica; 3D-mapas de profundidade em codificação MDC (Multiple Description Coding) de vídeo 3D; testemunham a aplicabilidade dos métodos propostos em vários contextos permitindo e motivando a discussão de vários cenários reais no ambiente de aprendizagem proposto. O modelo proposto para o estudo de algoritmos de reconstrução de sinal tem por missão permitir aos seus utilizadores melhor compreender ou aprofundar os conceitos inerentes a esta área de estudo. Abordando os conceitos e operações de forma gráfica e interativa, o utilizador tem sempre a oportunidade de visualizar o resultado das operações efetuadas, passo a passo, facilitando a compreensão dos conceitos do processamento de sinal mais abstratos, mesmo para utilizadores com conhecimentos limitados na área. O protótipo aplicacional desenvolvido fornece aos seus utilizadores uma experiência concreta, de um problema real e atual da engenharia. Este permite a simulação de cenários reais de problemas de reconstrução, dando aos alunos a possibilidade de testar diferentes métodos de reconstrução e aferir sobre a eficácia dos mesmos relativamente a tempo de execução e avaliação dos resultados obtidos, podendo garantir-se assim à priori a realização de sistemas de engenharia para determinados (projetos) requisitos iniciais. Comprovou-se através da realização de testes Mean Opinion Score (MOS) que a possibilidade de interação com o utilizador poderá ser efetivamente uma mais-valia para a aprendizagem.
- Segmentação de zonas de alta frequência em sequências de imagem com alta resolução temporalPublication . Cordeiro, João Carlos Fernandes; Metrôlho, José Carlos Meireles Monteiro; Barroso, João Manuel Pereira; Soares, Salviano Filipe Silva PintoCom a crescente oferta de conteúdos e equipamentos capazes de produzir vídeo de elevada resolução temporal torna-se imperativo procurar novas formas de compressão de vídeo mais vocacionadas para estes novos formatos. Com vista a proceder à compressão de imagem, torna-se importante reduzir a dimensão do sinal, uniformizando ao máximo os pixéis/pontos supérfluos, como por exemplo pontos com características semelhantes que se encontram em áreas adjacentes entre eles. Uma forma de o conseguir passa por detectar quais as zonas de alta e de baixa frequência. As zonas de baixa frequência por norma serão fáceis de comprimir, pois implicam um conjunto de pontos (pixéis) bastante similares, sendo áreas em que a cor é constante. Contudo, as zonas de alta frequência são habitualmente contornos de objectos onde se encontra a transição entre a região onde está o objecto as outras regiões ou objectos. Nestas regiões da imagem não é desejável nem a perda de informação nem alterações significativas, pois isso irá afectar a definição da imagem em relação à original. Este trabalho foca-se na análise de algumas técnicas, como o Empirical Mode Decomposition (EMD) [1] e a decomposição através da aplicação de Transformadas de Wavelet, que permitem efectuar a segmentação de regiões da uma imagem, separando as zonas de alta frequência das zonas de baixa frequência. Após esse passo, verificar-se-á até onde será possível reduzir a amplitude das altas frequências e qual o impacto em termos da qualidade de imagem em comparação com a imagem original. As imagens com que se irá trabalhar foram obtidas por câmaras de alta resolução temporal o que significa que o ganho em termos de compressão poderá ser bastante mais importante do que em sequências de vídeo com inferior resolução temporal. No final dos testes espera-se concluir se os resultados obtidos indicam que a utilização de Wavelets é viável para poder ser aplicada na concepção de novos codecs [2] de vídeo mais direccionados à aplicação a vídeo com alta resolução temporal.