NLP-CISUC/PROPOR_FOS_Classification huggingface dataset:
Sistema online de síntese de fala em português

Palavras-chave: HTS,HMM,MGC,TTS,Síntese,Markov,HTS,HMM,MGC,TTS,Synthesis,Markov

A área de síntese de fala tem vindo a conhecer grandes desenvolvimentos e a ter uma maior adoção nos sistemas que dependem de uma ligação entre uma máquina e um utilizador humano por forma a amenizar e facilitar esta interação. Estas ferramentas tornam os sistemas mais userfriendly e facilitam a adaptação do utilizador à aplicação. As principais preocupações no desenvolvimento destes sistemas prendem-se, sobretudo, no aumento da qualidade do áudio produzido e na diminuição de recursos utilizados, especialmente na redução da base de dados utilizada pelo sistema. As duas soluções mais usadas para este propósito são os sistemas de concatenação e os sistemas de modelos estatísticos. O objetivo desta dissertação é desenvolver um sistema de síntese de fala HTS (HMM-based Text to Speech Synthesis System) baseado em modelos de Markov nãoobserváveis (Hidden Markov Models ou “HMM”) que possa ser implementado numa página web, ou seja, um sistema online de síntese de fala. Está provado que este tipo de sistema consegue melhores resultados face aos sistemas concatenativos, não só ao nível da qualidade da fala produzida, mas também reduz o tamanho da base de dados usada na síntese. Esta solução consegue modelar com sucesso a fala humana, usando modelos estatísticos para descrever a variação da fala na frequência usando a representação espectral na escala de Mel (MGC), a excitação da fala (vozeada ou não vozeada) e a duração de cada segmento de fala. Para criar modelos de fala humana é necessário gravar locuções de fala que contenham pouca entoação e que cujos locutores tenham boa dicção para se obter uma base de dados de treino com boa qualidade. Esta é uma boa base para a síntese de uma fala natural e inteligível. Na fase do treino dos modelos são calculados os parâmetros que descrevem cada uma das frases de treino a partir da análise das locuções gravadas. Finalmente, usa-se o resultado do treino, uma “voz”, que consiste nos modelos de fala, para fazer síntese de fala.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Identificação e Reconhecimento de Pólipos em Imagens de Colonoscopia

Palavras-chave: Colonoscopia,SURF,SIFT,PCA,SVM,Árvores Binárias,Colonoscopy,SURF,SIFT,PCA,SVM,Classification Trees

Esta dissertação apresenta um estudo comparativo entre os métodos Speeded Up Robust Features (SURF) e Scale-Invariant Feature Transform (SIFT), como métodos de obtenção de features locais, e entre um Máquina de Vetores de Suporte (SVM) e Árvores de Classificação, como método de classificação. Este estudo foi realizado no âmbito da identificação e reconhecimento de pólipos em imagens de colonoscopias. Foi aplicada uma seleção da Região de Interesse (ROI) baseada em morfologia matemática para eliminar artefactos intrínsecos do método de obtenção de imagens em colonoscopias. Complementarmente às features locais foram utilizadas features extraídas a partir da cor e da matriz de coocorrências em níveis de cinzento (GLCM).Foram realizadas várias experiências com a aplicação do método de Análise de Componentes Principais (PCA) e mostrou-se que utilizando os apenas quatro primeiros componentes principais da matriz de features se obtêm resultados suficientemente significativos para uma classificação robusta. Os métodos de classificação foram testados utilizando o método leave-one-out recorrendo a todo o conjunto de imagens disponíveis. Este trabalho conclui que o sistema com obtenção de features locais utilizando SURF é mais ágil computacionalmente e que as árvores de classificação produzem consistentemente melhores resultados no conjunto de imagens testado.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Sistemas de codificação para segurança na camada física baseados em técnicas de interleaving aleatório e jamming

Palavras-chave: Segurança na camada física,Codificação de canal,Jamming,Interleaving,Códigos LDPC (Low Density Parity Check Codes),Physical-layer Security,Channel Coding,Jamming,Interleaving,LDPC codes (Low Density Parity Check Codes)

Nesta dissertação propomos dois esquemas de codificação baseados na combinação de técnicas de jamming, interleaving e códigos de bloco sistemáticos, com elevada capacidade de correção de erros, a fim de melhorar a segurança no meio sem fio, com um custo de energia reduzido e simultaneamente garantindo uma transmissão fiável dos dados. A ideia base consiste em gerar uma chave de interleaving aleatória que é usada para embaralhar a informação enviada pelo transmissor. A chave é enviada para o recetor legítimo durante um curto período de comunicação vantajoso sobre o eavesdropper (que pode ser obtido, por exemplo, através da utilização de jammers). Esta é obtida no lado do recetor, juntamente com o interleaving dos dados e, posteriormente, utilizada para o desembaralhar os mesmos. O destinatário legítimo recebe com maior fiabilidade a chave, o que lhe proporciona a necessária vantagem sobre o eavesdropper. A segurança em rede sem fios resulta de se usar técnicas de interleaving combinadas com jamming para fins de segurança ao invés do seu tradicional uso em garantir robustez a rajadas de erros.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Sistemas de controlo de iluminação pública

Palavras-chave: Iluminação Pública,Eficiência Energética,Gestão e Controlo,Telegestão,Luminárias,Lâmpadas,Street Lightning,Energy Efficiency,Management and Control,Telemanagement,Luminaires,Lamps

A Iluminação Pública (IP) faz parte do nosso quotidiano, sendo um fator determinante na nossa qualidade de vida. O crescimento dos custos para as autarquias com a IP conjugado com as metas definidas pela União Europeia para a redução da emissão de gases de efeito de estufa (CO2) até 2020 e a crise económica, têm levado à criação de programas de incentivos que visam o aumento da eficiência energética nos sistemas de IP. As tecnologias usadas na IP têm tido um forte desenvolvimento nos últimos anos, desde o aparecimento de lâmpadas e luminárias mais eficientes, como a luminária LED, ao aparecimento de novos sistemas de controlo e gestão de IP, nomeadamente a telegestão e novos sistemas de controlo de regulação de fluxo em lâmpadas convencionais. Ao longo desta dissertação são analisadas as tecnologias usadas em Portugal na IP, desde as lâmpadas convencionais até às novas luminárias LED. São também descritas as medidas usadas para reduzir custos e aumentar a eficiência energética na IP. Como ilustrativo da aplicação de novas tecnologias em IP são apresentados dois casos de estudo distintos. O primeiro visa demonstrar as vantagens da substituição de um sistema de IP obsoleto e desajustado ao local em que se encontra por uma tecnologia mais eficiente, fazendo um estudo luminotécnico e apresentando soluções LED com e sem controlo. O segundo visa demonstrar que, com os novos balastros reguláveis, é possível obter grandes poupanças e reduções de CO2 sem fazer substituições massivas de tecnologia e, consequentemente, sem um investimento inicial tão avultado, aproveitando a tecnologia instalada que ainda tem um tempo de vida útil considerável.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Modelação de expressões faciais num avatar usando classificação de biossinais

Palavras-chave: eletro-oculografia,eletromiografia,expressão facial,emoção,seguimento ocular,avatar,electrooculography,electromyography,facial expression,emotion,eye-tracking,avatar

O reconhecimento do estado afetivo ou emocional dos humanos, pelas máquinas, assunto que se explora já há muito tempo, pretende melhorar a interação entre máquinas/computadores e humanos, adaptando-se a diferentes situações. As expressões faciais são uma das formas que permite a inferência de estados emocionais. Existem várias técnicas de reconhecimento automático de expressões faciais, que passam por técnicas baseadas em processamento de imagem ou vídeo e por utilização de biossinais, mais especificamente sinais eletromiográficos. Nesta tese, foi investigada a utilização de biossinais, nomeadamente sinais eletromiográficos e sinais eletro-oculográficos, para inferir expressões faciais e movimentos oculares. Os músculos faciais permitem detetar expressões, tais como “felicidade”, “tristeza”, “surpresa”, “raiva”, entre outras. A informação do olhar é também relevante, tanto para a criação de novas interfaces de interação homem-máquina como para a dedução de estados emocionais e sociais. Informações como: olhar para cima, olhar para baixo, desviar o olhar são úteis para este fim. Existem várias técnicas de seguimento ocular e também de deteção de piscar de olhos, nomeadamente as que se baseiam no processamento de imagem, na oculografia de infravermelhos, na técnica da bobina escleral e nos biossinais eletro-oculográficos. A fim de mimetizar as expressões faciais efetuadas pelo utilizador, bem como movimentos oculares e movimentos da cabeça (através de um sensor de inércia) foi desenvolvido um avatar 3D. O sistema de deteção incorpora três subsistemas; o primeiro deteta entre quatro expressões faciais (neutra, felicidade, tristeza e raiva), o segundo sistema deteta entre cinco movimentos oculares (“cima”, “baixo”, “direita”, “esquerda” e “piscar de olhos”) e o movimento de “franzir”. Ainda foi desenvolvido um terceiro sistema de seguimento ocular de movimentos horizontais (eye-tracking) recorrendo também a sinais eletrooculográficos. Os dois primeiros sistemas recorrem a um classificador discriminativo linear (classificador de Bayes). Todos estes sistemas foram implementados para funcionamento online. O sistema de reconhecimento de expressões faciais obteve desempenho bastante satisfatório, com uma média de exatidão, entre expressões, de 95,5%, sendo a expressão “tristeza” algumas vezes confundida pelo classificador com a expressão ”raiva” (algo que se refletiu no desempenho global do sistema).Nos testes efetuados, o sistema de reconhecimento de movimentos oculares obteve uma taxa de sensibilidade de 84,7% e um taxa de exatidão de 98,3%. O sistema de seguimento ocular, que foi desenvolvido, apresentou um ótimo desempenho, no seguimento de treze sacadas, e um erro de aproximadamente 3,0 graus na posição final.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Sistema OFDM multi-símbolo: Uma abordagem multiportadora eficiente

Palavras-chave: Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM),Prefixo Cíclico (CP),Igualização no Domínio da Frequência (FDE),Block-Windowed Burst OFDM (BWB-OFDM),Eficiência Espectral,Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM),Cyclic Prefix (CP),Frequency Domain Equalization (FDE),Block-Windowed Burst OFDM (BWB-OFDM),Spectral Efficiency

Desde a transmissão do primeiro símbolo Morse as exigências relativas ao aumento da largura de banda não têm abrandado. Com a expansão das comunicações móveis pessoais e da oferta de serviços multimédia, cresce a necessidade de transmitir eficientemente sobre canais de largura de banda limitada, a taxas de transmissão variáveis, e sobre condições de canal hostis. Ao longo das últimas duas décadas, a técnica Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) tem abordado esta questão de forma assertiva devido à robustez que apresenta em canais dispersivos, graças ao intervalo de guarda adicionado a cada símbolo consecutivo e à baixa complexidade na geração do sinal através de uma Transformada Rápida de Fourier (IFFT) que permite dividir a largura de banda do canal em pequenas sub-bandas mais estreitas. Apesar do facto de a adição de um intervalo de guarda conduzir a uma igualização no domínio da frequência (FDE), com apenas um factor multiplicativo por subportadora, esta é pura redundância (que pode variar entre 0.125− 0.25% do período do símbolo), reduzindo a taxa efectiva de transmissão e subsequentemente a eficiência espectral. Além disso, devido à forma retangular do símbolo OFDM, este apresenta elevados níveis de radiação fora de banda, que levam a interferência entre canais adjacentes. O debate actual sobre a próxima geração de redes sem-fios deixa bastante claro que o futuro das comunicações móveis está assente num aumento das taxas de transmissão, maior eficiência espectral e condições de flexibilidade. O objectivo principal deste trabalho é introduzir um novo esquema de transmissão intitulado Block-Windowed Burst OFDM (BWB-OFDM). Esta é uma técnica de transmissão multiportadora que emprega janelas no transmissor com transições mais suaves, que apontam alcançar um compromisso entre taxas de transmissão efectivas mais elevadas e um maior confinamento espectral. Ao impôr maior exigência na igualização no domínio da frequência, a adição do intervalo de guarda deixa de ser necessário, levando a um considerável aumento da eficiência de potência comparado com o CP-OFDM. É também apresentado um receptor apropriado para canais dispersivos, que permitem um ganho de 2 dB relativamente a esquemas OFDM convencionais, em termos de bit-error rate.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Controlo de um motor síncrono de relutância sem sensor de posição

Palavras-chave: Motores Eléctricos,Motores Sincronos de Relutância,Modelação e Simulação,SynRM,Electric Motors,Synchronous Reluctance Motors,Modeling and Simulation,SynRM

O capítulo 1 serve de introdução demonstrando a aplicação de acionamentos a velocidade variável, apresentando o motor síncrono de relutância como uma forte alternativa aos motores atualmente utilizados em aplicações industriais e de tração. São listadas as diversas vantagens de se optar por um acionamento sem sensor de posição. O capítulo 2 começa por apresentar os vários algoritmos existentes para estimar a posição e velocidade angular do rotor, listando os seus pontos fortes e as suas limitações. Em seguida apresenta-se a definição das coordenadas utilizadas e o modelo matemático do SynRM que tem como objetivo enquadrar o leitor e proporcionar uma melhor compreensão dos algoritmos apresentados posteriormente. Em seguida são descritos pormenorizadamente os algoritmos mais presentes na literatura para estimação da posição e velocidade angular do rotor em motores síncronos de relutância. São também listadas as limitações de cada método, principalmente no que diz respeito à gama de velocidade da máquina em que cada um pode operar, nas variáveis utilizadas e na possível interferência com o funcionamento normal do motor. No capítulo 3 é apresentada a estratégia de controlo selecionada e a exposição das suas vantagens. É também abordada a escolha dos estimadores a implementar neste trabalho. É feito um estudo das limitações introduzidas pelos estimadores no acionamento e as soluções para resolver essas limitações são apresentadas. Explica-se detalhadamente o projeto e a sintonização das malhas de controlo. Por fim é apresentado um diagrama geral do acionamento sem sensor de posição implementado de forma a dar ao leitor uma visão geral do mesmo. No capítulo 4 são apresentados alguns resultados relativos à simulação onde é comparado o desempenho dos estimadores com duas estratégias distintas. São elaboradas conclusões acerca da estratégia mais adequada para um acionamento sem sensor de posição e é apresentado um resultado com esta estratégia validando os algoritmos desenvolvidos para a implementação experimental. No capítulo 5 é feita uma breve descrição da constituição do acionamento, e são apresentados alguns resultados experimentais obtidos em diferentes regimes de carga e velocidade. É ainda feita uma comparação do sistema a funcionar com e sem sensor de posição e ensaios para avaliar o rendimento do motor. O capítulo 6 contém as principais conclusões retiradas da realização deste trabalho e apresenta sugestões de trabalho futuro.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Monitorização de consumos no Pólo Universitário  - contributo para um campus sustentável

Palavras-chave: Energia Eléctrica,Monitorização de Consumos,Facturação,Telecontagem,Diagrama de Carga,Zelio Logic,Electric Energy,Consumption Monitoring,Billing,Telemetry,Power load diagram,Zelio Logic

Nos tempos que correm, a monitorização dos consumos energéticos tem cada vez mais importância. Com o crescimento das sociedades e com o avanço da tecnologia, os consumos têm registado um grande aumento, o que é prejudicial não só para o ambiente como também para a economia das famílias ou empresas, uma vez que a facturação da energia também tem vindo a aumentar. No entanto, esse avanço da tecnologia permitiu desenvolver técnicas e equipamentos de monitorização que permitem que os utilizadores possam ter uma informação detalhada dos seus próprios consumos e desta forma identificar e reduzir de forma mais eficaz os desperdícios de energia. Este é cada vez mais um objectivo dos consumidores, não só particulares, como também das empresas, que vêem aqui uma óptima oportunidade para reduzir a despesa. O trabalho desenvolvido nesta dissertação tem como objectivo caracterizar os consumos de energia eléctrica nos vários edifícios do Pólo II da Universidade de Coimbra, registar eventuais alterações em relação aos anos anteriores e demonstrar de que forma a monitorização pode ser útil na racionalização dos recursos energéticos. A análise dos dados realizada neste trabalho permite pensar em novos métodos de análise dos consumos, que podem ser incorporados no sistema de monitorização, com o objectivo de optimizar a análise e melhorar a actuação para reduzir o consumo.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Odometria Visual usando imagens RGB-D

Palavras-chave: Visão por computador,Robótica móvel

Neste trabalho, um dos problema a resolver é a localização de um robô móvel num espaço desconhecido e estruturado. Este problema pode ser resolvido por um sistema que realize a Odometria Visual. A Odometria Visual é uma área da visão por computador que pode ser aplicada à robótica móvel, e tem como principal objectivo estimar a pose de um agente (por exemplo um robô móvel) através do uso de câmaras. Além disso, surge como uma alternativa à odometria usual (por encoders) e não depende das características das rodas e irregularidades do piso. Nesta dissertação é apresentado um algoritmo de Odometria Visual e efetuada uma avaliação do seu desempenho. O algoritmo em questão denomina-se RGB-D SLAM, está implementado no sistema ROS e requer o uso de câmaras RGB-D. Uma plataforma experimental constituída por um robô móvel e um sensor Kinect é utilizada para executar diferentes percursos experimentais em ambientes interiores, com a finalidade de avaliar o desempenho do algoritmo. O algoritmo é avaliado de acordo com o erro da trajectória, obtido entre a trajectória realmente percorrida pela plataforma (ground truth) e a trajectória estimada. Para analisar este erro mais detalhadamente foram criadas métricas de avaliação de erro em Matlab. As conclusões do trabalho são retiradas com base nos resultados dos percursos, desta forma é possível saber quais os percursos onde o algoritmo apresenta o melhor desempenho. Além disto, são descritos os componentes da plataforma e também todo o processo da Odometria Visual.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Qualidade de energia eléctrica : caracterização de cavas de tensão em redes MT

Palavras-chave: Energia eléctrica

A ocorrência de um defeito num Sistema de Energia Eléctrica poderá causar a interrupção da alimentação, pelo que este deverá ser detectado, localizado e eliminado no mais curto espaço de tempo possível. Nas redes de Distribuição, devido muitas vezes ao número reduzido de informação disponível, a determinação da localização dos defeitos é uma tarefa árdua e morosa. Consequentemente, impõe-se o recurso por parte das Operadoras de Rede a métodos que, contribuindo para uma diminuição do número de eventos de Cavas de Tensão, assegurem a redução e frequência, das falhas de alimentação. Esta dissertação aborda métodos de classificação de Cavas de Tensão destinados a melhorar a compreensão da compatibilidade entre as instalações e o fornecimento de electricidade. Neste documento é também feito uma análise de alguns dados de monitorização de Cavas de Tensão.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Análise do desempenho energético do Campus da Escola Superior Agrária de Coimbra

Palavras-chave: Auditoria Energética,Racionalização de Consumos,Eficiência Energética

O presente documento foi redigido no âmbito da dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Eletrotécnica e Computadores da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra. O trabalho desenvolvido em parceria com a Escola Superior Agrária de Coimbra (ESAC), encontra-se centralizado na necessidade de redução de consumos do campus da mesma. O principal objectivo de uma auditoria energética é analisar as condições de utilização da energia nos edifícios, e perceber onde estão os maiores desperdícios de energia. Para se poder fazer uma análise confiável, seguiram-se vários procedimentos, nomeadamente visitas aos locais, dialogo com responsáveis para um melhor entendimento do modo de funcionamento de cada local, bem como monitorizações nos quadros e recolha e de dados de facturação. Depois de feitos os vários estudos, foram identificadas algumas Oportunidades de Racionalização de Consumos (ORC). Conclui-se que além da importância de projetar e equipar eficientemente, é de extrema relevância a utilização dos diversos equipamentos por forma a garantir uma boa eficiência energética. Para tal, é necessário um acompanhamento constante dos edifícios assim como o total conhecimento dos mesmos.

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias
Auditorias Energéticas de acordo com o DL 34/2011 no âmbito da instalação de sistemas de minigeração solar fotovoltaica (Projeto em Colaboração com a empresa SINERGIAE

Palavras-chave: Economia da energia,Energia fotovoltaica

Atualmente, a discussão de temas como a crise económica mundial, o aquecimento global, o preço e o esgotamento dos combustíveis fósseis, contribuem para a construção de um futuro sustentado pela utilização de energias renováveis, cujos impactos ambientais são nulos. Das diferentes fontes de energia renovável, a energia solar é a mais promissora uma vez que aproveita a energia gerada pelo Sol, tanto como fonte de calor ou de luz. A conversão da energia solar em energia elétrica é feita através de sistemas fotovoltaicos. Na União Europeia, Portugal é um dos países com maior potencial de aproveitamento de energia solar, a seguir à Grécia e à Espanha. Sendo assim, o desenvolvimento do setor fotovoltaico será importante, na medida em que contribui para o desenvolvimento da economia e na redução da dependência energética nacional. Desta forma, foram criadas estratégias necessárias para o seu crescimento. Entre elas, está a criação do DL nº34/2011, que define as normas necessárias à instalação de sistemas de minigeração fotovoltaica. O trabalho realizado no âmbito desta dissertação consiste na realização de auditorias energéticas segundo o Decreto de Lei 34/2011, de 8 de março, com vista à instalação de sistemas de minigeração, baseados na energia solar fotovoltaica. Através destas auditorias, pretendeu-se identificar as oportunidades de racionalização de consumo, que contribuem para uma melhoria significativa dos consumos energéticos, e identificar algumas condicionantes técnicas e legislativas à instalação dos sistemas fotovoltaicos

Área científica: Ciências da Engenharia e Tecnologias