Search

Orientador: Dalton Soares Arantes Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Campinas Resumo: O objetivo principal deste trabalho é descrever as características básicas de um sistema de comunicações digitais via satélite, utilizando a técnica de acesso múltiplo por divisão temporal - AMDT. São tratados inicialmente os problemas de sincronização de quadro, aquisição inicial de janela temporal, sincronização de surto e sincronização com a rede digital terrestre. A contribuição principal do trabalho se resume na caracterização e detalhamento de um sistema de controle comum em banda-base, para a sincronização global e gerenciamento de interfaces em um sistema AMDT de grande porte. Abstract: Not informed. Mestrado Mestre em Ciências

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: O presente trabalho propõe um algoritmo AdaBoost modificado, que minimiza o efeito do overfitting no treinamento produzido por amostras ruidosas. Para este fim, a atualização da distribuição de pesos é feita baseado na fragmentação do erro de treinamento, o qual permite atualizar efetivamente as amostras classificadas incorretamente para cada nível de taxa de erro. Subsequentemente, o algoritmo desenvolvido é aplicado no processo de detecção de faces, utilizando os Padrões Binários Locais Multi-Escala em Blocos (Multiscale Block Local Binary Patterns (MB-LBP)) como padrões característicos para formação de uma cascata de classificadores. Os resultados experimentais mostram que o algoritmo proposto é simples e eficiente, evidenciando vantagens sobre os algoritmos AdaBoost clássicos, em termos de maior capacidade de generalização, prevenção de overfitting e maiores taxas de acerto em imagens de baixa resolução Abstract: This work aims a modification to the AdaBoost algorithm applied to face detection. Initially, we present the approaches used in face detection, highlighting the success of methods based on appearance. Then, we focus on the AdaBoost algorithm, its performance and the improvements realized by author as published literature. Despite the indisputable success of Boosting algorithms, it is affected by the high sensitivity to noisy samples. In order to avoid overfitting of noisy samples, we consider that the error rate is divided into fragmentary errors. We introduce a factor based on misclassified samples, to update the weight distribution in the training procedure. Furthermore, the algorithm developed is applied to face detection procedure, for which it is used Block Multiscale Local Binary Patterns (MB-LBP) in feature extraction as well as a cascade of classifiers. The experimental results show that the proposal to include a factor based on the frequency of misclassified samples, is simple and efficient, showing advantages over classical AdaBoost algorithms, which include ability to generalize, preventing overfitting and higher hit rates in images of low resolution Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O crescimento explosivo e a natureza heterogênea da Internet demandam ferramentas ¿inteligentes¿ que permitam aos protocolos de roteamento adaptarem-se à situação corrente da rede (topologia e situação de congestionamento). Ferramentas inteligentes, porém, significam, na maioria das vezes, grande sobrecarga de processamento e comunicação. O presente trabalho apresenta, além de uma nova estratégia de roteamento OSPF adaptativo baseado em estimação de banda, uma plataforma de simulação capaz de expor o desempenho de uma rede de interconexão submetida (ou não) a esta nova estratégia. A avaliação de desempenho é realizada graças a um modelo, desenvolvido no simulador OPNET, que adiciona ao modelo de um roteador os módulos para estimação de banda e atualização de custos. Os módulos (de estimação de banda e de atualização de custo) adicionados permitem que o protocolo OSPF tome suas decisões de roteamento baseando-se nas condições de congestionamento da rede e nos índices de qualidade desejados para os enlaces. Neste ambiente de simulação, a topologia da rede é representada por um grafo e o tráfego, a que estará sujeita a rede, durante o período de simulação, é especificado por funções de distribuição que atuam durante um intervalo determinado em um roteador específico da rede. A possibilidade de se estabelecer diversas funções de geração de tráfego, atuando a partir de diversos pontos da rede em intervalos independentes, garante certa representação do dinamismo do tráfego encontrado nas redes atuais. Como resultado das simulações, temos uma análise do impacto desta estratégia adaptativa em parâmetros de desempenho de rede, em comparação com o impacto do roteamento OSPF tradicional Abstract: Internet increase and diversity demand ¿smart¿ tools that could make possible to routing protocols self-adapt to network current state (its topology and congestion situation). Smart tools, although, can result in great processing and communication overload. This work presents, besides a new adaptive OSPF routing strategy based on bandwidth estimations, a simulation platform able to expose results of network performance while experimenting (or not) the proposed adaptive routing strategy. The performance analysis is accomplished due to a model, developed in OPNET network simulator, that adds to a router model modules to bandwidth estimation and link cost updating. These additional modules allow OSPF protocol to take its routing decisions based on network link conditions and on desired link qualities. Network topology is represented by a graph and the traffic presented during simulation is specified by distribution functions acting in specific routers during established intervals. The possibility of configuring various traffic generation functions, acting from various network points in independent intervals, ensures certain network traffic dynamic representation. The simulation results offer an analysis of the proposed OSPF adaptive routing strategy, in comparison to the conventional OSPF routing, in terms of network performance parameters Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Neste trabalho, apresentamos um novo método para fazer a fusão de dois sistemas biométricos unimodais. O objetivo é gerar um sistema biométrico multimodal que apresente menores taxas de erro, maior robustez e maior segurança. O método proposto pode ser usada para integrar qualquer tipo de modalidade biométrica. Desta forma, fazemos uma descrição geral do sistema multimodal proposto, sem restrição quanto ao tipo de tecnologias biométricas que serão combinadas. Após esta descrição geral, três sistemas de reconhecimento biométrico (baseados na face, impressão digital e dinâmica da digitação) são apresentados e a metodologia é testada combinando-se a face com a impressão digital e a face com a dinâmica da digitação. A fusão dos dados biométricos é feita no nível de comparação, sendo que uma das principais inovações do método proposto é que, além dos índices de similaridade, o módulo de fusão recebe também um índice de confiabilidade das amostras coletadas e um parâmetro que indica a segurança dos sistemas unimodais. Estes dados são processados através de um sistema de inferência nebuloso, produzindo um único valor de saída que é usado para decidir se o usuário é genuíno ou impostor. Novos procedimentos de testes, que simulam condições de operação adversas, foram adotados e mostraram que o método de fusão biométrica proposto apresenta vantagens quando comparado com a fusão através da regra da soma Abstract: In this work, we present a new method for fusing two unimodal biometric systems. The objective is to create a multimodal biometric system with low error rates, high robustness and security. The proposed method can be used to combine any two kinds of biometric modalities. We make a general description of the proposed method, with no restrictions about which biometric technologies will be combined. After this general description, three biometric recognition systems (based on face, fingerprint and keystroke dynamics) are introduced and the fusion method is tested by combining face with fingerprint and face with keystroke dynamics. The biometric data fusion is performed at the matching score level. One of the main novelties of the proposed method is that, besides similarity scores, the fusion module also receives as input a sample reliability index and a parameter that indicate the security level of the unimodal biometric systems. This set of data is processed by a fuzzy inference system, producing one single output score that is used to decide if the user is either genuine or impostor. Novel test procedures, that simulate adverse operational conditions, have indicated that the proposed biometric fusion method presents some advantages when compared with the fusion using the sum rule Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Luan Ling Lee Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Um método para a extração, armazenamento e recuperação de informações presentes em cheques bancários Brasileiros é proposto. Analisamos diferentes tipos de cheques bancários disponíveis no Brasil e verificamos que eles possuem uma estrutura de layout complexa com a presença de um padrão de fundo colorido sobre o qual as informações impressas e preenchidas estão superpostas. Os cheques possuem um layout padrão que deve ser usado por todas as instituições financeiras. Para separar os diferentes tipos de informações presentes em um cheque bancário projetamos um módulo que elimina as informações redundantes, mantendo somente as informações de interesse. Em um primeiro passo, projetamos e construímos uma base de dados com cheque bancários reais, controlando o conteúdo das informações preenchidas de modo a obtermos uma diversidade e um número mínimo de elementos que possibilite o uso desta base para o desenvolvimento de sistemas de reconhecimento de dígitos, de palavras e sistemas de verificação de assinaturas. Os métodos de processamento de imagens apresentados estão divididos em dois módulos. No primeiro módulo desenvolvemos os métodos e algoritmos para a extração das informações preenchidas presentes nos cheques bancários. Dois tipos de informações são obtidas na saída deste módulo: uma imagem contendo somente as informações preenchidas e partes desta imagem, como assinatura, valor numérico, etc. O segundo módulo reúne os métodos e algoritmos envolvidos no armazenamento das informações extraídas dos cheques em um banco de dados especialmente desenvolvido para este fim. Além disso, ferramentas para a busca, recuperação e reconstrução de imagens de cheques são também apresentadas. Na saída deste módulo temos uma imagem similar a imagem original do cheque Abstract: Um método para a extração, armazenamento e recuperação de informações presentes em cheques bancários Brasileiros é proposto. Analisamos diferentes tipos de cheques bancários disponíveis no Brasil e verificamos que eles possuem uma estrutura de layout complexa com a presença de um padrão de fundo colorido sobre o qual as informações impressas e preenchidas estão superpostas. Os cheques possuem um layout padrão que deve ser usado por todas as instituições financeiras. Para separar os diferentes tipos de informações presentes em um cheque bancário projetamos um módulo que elimina as informações redundantes, mantendo somente as informações de interesse. Em um primeiro passo, projetamos e construímos uma base de dados com cheque bancários reais, controlando o conteúdo das informações preenchidas de modo a obtermos uma diversidade e um número mínimo de elementos que possibilite o uso desta base para o desenvolvimento de sistemas de reconhecimento de dígitos, de palavras e sistemas de verificação de assinaturas. Os métodos de processamento de imagens apresentados estão divididos em dois módulos. No primeiro módulo desenvolvemos os métodos e algoritmos para a extração das informações preenchidas presentes nos cheques bancários. Dois tipos de informações são obtidas na saída deste módulo: uma imagem contendo somente as informações preenchidas e partes desta imagem, como assinatura, valor numérico, etc. O segundo módulo reúne os métodos e algoritmos envolvidos no armazenamento das informações extraídas dos cheques em um banco de dados especialmente desenvolvido para este fim. Além disso, ferramentas para a busca, recuperação e reconstrução de imagens de cheques são também apresentadas. Na saída deste módulo temos uma imagem similar a imagem original do cheque Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Lee Luan Ling, Miguel Gustavo Lizarraga Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Mestrado

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Neste trabalho, melhoramos o desempenho dos tradicionais algoritmos de escalonamento de pacotes na rede LTE (Long-Term Evolution) para aplicações de serviços multimídia, usando mecanismos de policiamento de tráfego conhecidas como reguladores de balde furado (do inglês, Leaky bucket). Busca-se atingir a equidade entre classes de serviços, controlando as taxas de chegada de pacotes nas filas de transmissão do escalonador. O cenário de simulação considera múltiplos usuários movimentando-se aleatoriamente a duas velocidades diferentes envolvendo os fluxos de tráfego de vídeo e VoIP. A avaliação de desempenho foi realizada em termos de parâmetros de qualidade de serviço, como atraso de pacotes, taxa de perda de pacotes e vazão média para tráfego de vídeo e VoIP. Os resultados da simulação confirmam que os escalonadores com tráfego de entrada policiado fornecem melhor desempenho para serviços em tempo real, especialmente aqueles que envolvem tráfego de vídeo Abstract: In this work, we improve the performance of traditional packet-scheduling algorithms in Long-Term Evolution (LTE) for multimedia service applications, using traffic policing mechanisms known as leaky bucket regulation. It seeks to achieve fairness between classes of services, controlling the arrival rates of packets in the transmission queues of the scheduler. The simulation scenario considers multiple users randomly moving at two different speeds using video and VoIP traffic flows. The performance evaluation was performed in terms of quality of service parameters, such as packet delay, packet loss rate and average throughput for video and VoIP traffic. Simulation results confirm that schedulers with polled input traffic provide better performance for realtime services, especially those involving video traffic Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestra em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: A presente tese apresenta o desenvolvimento de sistemas biométricos utilizando técnicas de reconhecimento de face. Sistemas biométricos faciais permitem reconhecer e identificar indivíduos usando apenas a informação extraída de suas imagens faciais. Os sistemas biométricos de reconhecimento de face necessitam ter um modelo para codificar e representar a informação da face para posterior reconhecimento. Escolhemos como modelo de representação da informação facial o método de eigenfaces [TIJRI

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica Resumo: A presente tese apresenta um sistema automático de consulta e verificação de assinaturas estáticas. Tal sistema permite mostrar imagens de assinaturas na tela do computador, comprimir e descomprimir imagens de assinaturas, enviar e receber dados via rede de computadores e verificar automáticamente a autenticidade ou não de assinaturas. Como parte do sistema, foi implementado um novo método de compressão de arquivos de assinaturas, que consegue urna taxa de compressão de até 96,05%. Além disso, o presente trabalho, introduz urna nova técnica de extração de características de assinaturas que utiliza operações da morfologia matemática. Nos testes de verificação de assinaturas estáticas, foi utilizado o total de 950 assinaturas. Esse conjunto de assinaturas é dividido em três partes: 550 assinaturas verdadeiras, 100 falsificações aleátorias e 300 assinaturas habilitadas. Como desempenho do nosso sistema de verificação, obtivemos as médias de taxas de erros iguais de 14,6 % frente a falsificações habilitadas e de 3,0 % frente a falsificações aleatórias Abstract; Not informed. Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Atualmente os sistemas de comunicação têm exigido redes de interconexão de alta capacidade de transmissão e baixo atraso de transferência. O presente trabalho propõe uma nova topologia de rede de interconexão multidimensional, batizada de D-ARM, na qual a principal preocupação é obter uma elevada capacidade de transmissão e um reduzido atraso de transferência. A nova topologia D-ARM possui um padrão de conexão em malha alternada regular com fronteiras toroidais. Cinco propriedades características normalmente utilizadas para caracterizar as topologias de redes de interconexão são empregadas na análise da nova topologia: diâmetro, comprimento da bisseção, índice de desvio, grau de conectividade e simetria. Além disso, os seguintes parâmetros são utilizados para avaliar o desempenho da nova topologia: vazão, atraso de transferência e utilização dos enlaces. Tais parâmetros são determinados através de simulações computacionais. Finalmente, é derivada a expressão do limite superior da capacidade de transmissão da nova rede como função de sua dimensão. A fim de validar a nova topologia proposta como opção viável entre outras topologias já consagradas pela literatura científica especializada, fez-se a análise comparativa entre a rede D-ARM e as redes MSN e ShuffleNet. Os resultados obtidos mostram que a rede D-ARM supera as duas outras redes na maioria dos quesitos analisados... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital Abstract: Since last decade the high speed communication systems have required interconnection networks with high transmission capacity and low transfer delay. This work presents a new topology for multidimensional interconnection networks, namely D-ARM, which has the goal of achieving even higher transmission capacity and simultaneously reduced transfer delay. The new D-ARM topology has a connection pattern arranged in alternated regular mesh fashion with toroidal boundary. Five distinctive parameters normally used to characterize interconnection network topologies were employed to analyze the D-ARM topology: the network diameter, bisection width, deflection index, degree of connectivity and symmetry. Then, the evaluation of the performance of the D-ARM network via computer simulation was carried out based on the following measures: throughput, transfer delay and link utilization. Finally, an upper bound to the transmission capacity was derived in terms of the network dimension. In order to validate our proposal, as a viable topology among others well-known topologies, a comparative analysis among D-ARM, MSN and ShuffleNet was done. The results show that D-ARM network outbeats MSN and ShuffteNet in many aspects. We conclude our presentation by suggesting some possible applications of the D-ARM network: broadband switching architectures, multicomputers, high-speed metropolitan area networks, WDM optical networks and photonic networks Mestrado Eletrônica e Comunicações Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: João Baptista Tadanobu Yabu-uti, Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Este trabalho apresenta uma nova abordagem para autenticação biométrica de usuários baseada em seu ritmo de digitação em teclados numéricos. A metodologia proposta é de baixo custo, nãointrusiva e pode ser aplicada tanto a um mecanismo de login em controle de acesso a áreas restritas como na melhoria do nível de segurança em transações bancárias. Inicialmente, o usuário indica a conta a ser acessada por meio de uma cadeia de caracteres digitada que é monitorada em tempo real pelo sistema. Simultaneamente, são capturados os tempos de pressionamento e soltura das teclas. Quatro características são extraídas do sinal: Código ASCII (American Standard Code for lnformation lnterchange) da tecla, duas latências e uma duração associada com a tecla. Alguns experimentos foram feitos usando amostras reais de usuários autênticos e impostores e um classificador de padrões baseado na estimação da máxima verossimilhança. Alguns aspectos experimentais foram analisados para verificar os seus impactos nos resultados. Estes aspectos são as características extraídas do sinal, a informação alvo, o conjunto de treinamento usado na obtenção dos modelos dos usuários, a precisão do tempo de captura das entradas, o mecanismo de adaptação do modelo e, finalmente, a técnica de obtenção do limiar ótimo para cada usuário. Esta nova abordagem traz melhorias ao processo de autenticação pois permite que a senha não seja mais segredo, assim como oferece uma opção para autenticação biométrica em dispositivos móveis, como celulares Abstract: This work presents a new approach for biometric user authentication based on keystroke dynamics in numerical keyboards. The methodology proposed is low cost, unintrusive and could be applied in a login mechanism of access control to restricted area andJor to improve the security level in Automatic Teller Machines (ATM). Initially, the user indicates the account to be accessed by typing the target string that is monitored in real time by the system. Simultaneously, the times of key pressed and key released are captured. Four features are extracted from this input: The key ASCII code, two associated latencies and key durations, and some experiments using samples for genuines and impostors users were performed using a pattern classification technique based on the maximum likelihood estimation. Some experimental aspects had been analyzed to verify its impacts in the results. These aspects are the sets of features extracted from the signal, the set of training samples used to obtain the models, the time precisions where captures the inputs, the adaptation mechanism of the model and, finally, the technique to attainment of the excellent threshold for each user. This new approach brings improvements to the process of user authentication since it allows the password not to be a secret anymore, as well as it allows to include biometric authentication in mobile devices, such as cell phones Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Lee Luan Ling Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Doutorado

Orientador: Lee Luan Ling Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Neste trabalho foi implementada uma plataforma que permite o cadastramento, consulta e autenticação automática de identidade via rede internet. A identificação pessoal pode ser feita através de diferentes métodos biométricos. Cada um desses métodos biométricos podem ser adicionados à plataforma através de módulos de identificação. Um módulo de identificação consiste em programas CGI que realizam tanto a tarefa de autenticação pessoal quanto a comunicação entre os dados enviados por um usuário através de um browser e um servidor Web. No presente trabalho foi também implementado o módulo de identificação pessoal por imagens de assinaturas. Esse módulo é constituído por um método de verificação automático de assinaturas que se caracteriza por ser um sistema multi-especialista de dois estágios, onde o primeiro estágio trata das falsificações aleatórias e simples, e o segundo estágio de falsificações habilidosas. Esse método de verificação se serve tanto de características globais quanto locais para fazer a descrição da assinatura. As características utilizadas no primeiro estágio do sistema se baseiam na distribuição espacial dos pixels que compõe a assinatura. No segundo estágio, as características escolhidas se servem de técnicas de morfologia matemática para descreverem as inclinações e contornos dos traços que compõe a assinatura. Como parâmetros de desempenho do método de verificação automático, obtivemos os valores de 0,47 % de taxa de erro de falsa rejeição e 2,35 % de taxa de erro de falsa aceitação frente a falsificações aleatórias. No caso de falsificações habilidosas, as taxas de erros foram de 12,75 % e 19,22 % para falsa rejeição e falsa aceitação, respectivamente Abstract: In this work, it was implemented a platform for identity's enrollment, consulting and automatic authentication through Internet. The personal identification could be made using different biometric methods. Each one of those methods could be add into the platform like as an identity module. An identity module is a group of CGI programs that authenticates an identity and deals with the communication between a user using a browser and a web server. Also, it was implemented a personal identity module using signature's images. This module is based on an automatic verification method that is characterized by being a multi-expert system that works in two stages. In the first stage, the system deals with simple and random forgeries and, in the second one, with skilled forgeries. The verification method uses global and local features for describing a signature. The features used in the first stage are based on the pixels' spatial distribution that compose the signature. In the second stage, the chosen features use mathematic morphology techniques for describing the strokes' inclinations and contours of a signature. As a measure of performance, it was obtained 0.47 % of false rejection error rate and 2.35 % of false acceptance error rate working with random forgeries. Working with skilled forgeries, error rates were 12.75 % and 19.22 % for false rejection and false acceptance, respectively Doutorado Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador : Lee Luan Ling Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Doutorado

Orientador: Lee Luan Ling Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O provisionamento de QoS garantida é de extrema importância no desenvolvimento das futuras redes. Os recentes avanços tecnológicos em comutação e em transmissão permitem a implementação de redes com velocidades extremamente altas que podem transportar grandes quantidades de tráfego geradas por aplicações mais sensíveis aos requisitos de qualidade de serviço. A próxima geração de redes deverá suportar novas aplicações multimídia em um ambiente global e disponibilizar novos serviços em plataformas flexíveis sem necessidade de alteração da infra-estrutura. Isto requer uma nova arquitetura de redes capaz de oferecer serviços de transporte e de processamento para aplicações de comunicação com fortes requisitos de QoS. No amplo escopo da engenharia de tráfego de redes e do provimento de serviços com qualidade assegurada, esta tese se dedica a propor algumas soluções para os problemas de alocação de recursos de rede, em especial soluções para a estimação da banda efetiva. Para tanto, se utiliza de forma intensiva a caracterização de tráfego, métodos analíticos, heurísticos e de simulação. Os métodos propostos de alocação de banda neste estudo estão fundamentados na Teoria dos Grandes Desvios, aproximação Gaussiana e de caracterização de tráfego. Em termos de caracterização de tráfego, além de vários parâmetros já adotados na literatura é abordada a teoria fractal, incluindo mono e multifractais em seus diferentes aspectos, e ainda, é introduzido um novo parâmetro de tráfego que inclui as características mono e multifractal. Adicionalmente são consideradas as restrições de atraso e jitter, através de adoção de critérios para validação da estimação da banda efetiva, para tráfego em tempo real. A validação da metodologia proposta neste trabalho foi efetivada através de exaustivos testes de simulação com arquivos de tráfego real Abstract: The assured QoS provisioning has great importance in the development of future networks. Recently, the technological advances in transmission and switching has allowed the implementation of very high speed networks which can transport a huge amount of traffic generated by QoS sensitive applications. The next generation networks must support new multimedia applications in a global environment and deliver new services over flexible platforms without the need of change in the infrastructure. That means that the new network architecture has to be able to transport and process information with strong QoS requirements. Under the wide scope of teletraffic engineering and assured quality of service provisioning, this thesis proposes solutions for some open problems of network resource allocation, especially bandwidth allocation. In order to get reliable solutions, we use intensive traffic characterization, analytical and heuristical methods and simulations. The proposed bandwidth allocation methods in this study are based on the Large Deviation Theory, Gaussian Approximation and traffic characterization. In terms of traffic characterization, in addition to the well known traffic parameters, the fractal theory, including mono and multifractals, are considered. Besides, we introduce a new traffic parameter that takes the mono and multifractal characteristics into account. The proposed bandwidth estimation approaches were tested with real real time traffic under both delay and jitter criteria. All proposed methodologies in this work have been validated by exhaustive simulation tests with real traffic traces Doutorado Telecomunicações e Telemática Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Lee Luan Ling, Flavio Henrique Teles Vieira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O presente trabalho, propõe uma expressão analítica para estimar a probabilidade de perda de bytes em um único servidor de fila com chegadas de tráfego multirracial. Inicialmente, apresentamos a teoria necessária referente a processos multifractais, destacando o conceito de expoente de Hõlder. Em seguida, focalizamos nossa atenção na estimação dos momentos de segunda ordem para processos multifractais. Mais especificamente, assumimos que um modelo exponencial é adequado para representar a variância do processo sob diferentes escala de agregação. Dessa forma comparamos o desempenho da abordagem proposta com algumas outras abordagens (por exemplo, métodos baseados em monofractal, MSQ {Multi-Scale Queué) e CDTSQ {Criticai Dyadic Time-Scale Queue))usando traços de tráfegos reais. Além tusso, com base nos resultados da análise acima, propusemos uma nova estratégia de controle de admissão que leva em conta as características multifractais do tráfego. Comparamos a estratégia de controle de admissão proposta com outros métodos de controle de admissão amplamente utilizado na literatura (por exemplo, MVA, Perda Virtual e Capacidade Equivalente). Os resultados das simulações mostram que a proposta de estimação de probabilidade de perda é simples e precisa, e a estratégia de controle de admissão proposta é robusta e eficiente. Abstract: The present work proposes an analytical expression for estimating the byte loss probability at a single server queue with multifractal traffic arrivals. Initially we address the theory concerning multifractal processes, especially the Holder exponents of the multifractal traffic traces. Next, we focus our attention on the second order statistics for multifractal traffic processes. More specifically, we assume that an exponential model is adequate for representing the variance of the traffic process under different time scale aggregation. Then, we compare the performance of the proposed approach with some other relevant approaches (e.g., monofractal based methods, MSQ (multi-scale queue) and CDTSQ (Critical dyadic time-scale queue)) using real traffic traces. In addition, based on the results of the analysis we proposed a new admission control strategy that takes into account the multifractal traffic characteristics. We compare the proposed admission control strategy with some other widely used admission control methods (e.g,.MVA ,Virtual Loss and Equivalent Capacity). The simulation results show that the proposed loss probability estimation method is simple and accurate, and the proposed admission control strategy is robust and efficient. Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Lee Luan Ling, Fábio Violaro Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Esta dissertação apresenta a implementação de um sistema de Reconhecimento Automático de Locutor (ASR). Este sistema emprega um novo parâmetro de características de locutor baseado no modelo multifractal "VVGM" (Variable Variance Gaussian Multiplier). A metodologia adotada para o desenvolvimento deste sistema foi formulada em duas etapas. Inicialmente foi implementado um sistema ASR tradicional, usando como vetor de características os MFCCs (Mel-Frequency Cepstral Coefficients) e modelo de mistura gaussiana (GMM) como classificador, uma vez que é uma configuração clássica, adotada como referência na literatura. Este procedimento permite ter um conhecimento amplo sobre a produção de sinais de voz, além de um sistema de referência para comparar o desempenho do novo parâmetro VVGM. A segunda etapa foi dedicada ao estudo de processos multifractais em sinais de fala, já que eles enfatizam-se na análise das informações contidas nas partes não estacionárias do sinal avaliado. Aproveitando essa característica, sinais de fala são modelados usando o modelo VVGM. Este modelo é baseado no processo de cascata multiplicativa binomial, e usa as variâncias dos multiplicadores de cada estágio como um novo vetor de característica. As informações obtidas pelos dois métodos são diferentes e complementares. Portanto, é interessante combinar os parâmetros clássicos com os parâmetros multifractais, a fim de melhorar o desempenho dos sistemas de reconhecimento de locutor. Os sistemas propostos foram avaliados por meio de três bases de dados de fala com diferentes configurações, tais como taxas de amostragem, número de falantes e frases e duração do treinamento e teste. Estas diferentes configurações permitem determinar as características do sinal de fala requeridas pelo sistema. Do resultado dos experimentos foi observado que o sistema de identificação de locutor usando os parâmetros VVGM alcançou taxas de acerto significativas, o que mostra que este modelo multifractal contém informações relevantes sobre a identidade de cada locutor. Por exemplo, a segunda base de dados é composta de sinais de fala de 71 locutores (50 homens e 21 mulheres) digitalizados a 22,05 kHz com 16 bits/amostra. O treinamento foi feito com 20 frases para cada locutor, com uma duração total de cerca de 70 s. Avaliando o sistema ASR baseado em VVGM, com locuções de teste de 3 s de comprimento, foi obtida uma taxa de reconhecimento de 91,30%. Usando estas mesmas condições, o sistema ASR baseado em MFCCs atingiu uma taxa de reconhecimento de 98,76%. No entanto, quando os dois parâmetros foram combinados, a taxa de reconhecimento aumentou para 99,43%, mostrando que a nova característica acrescenta informações importantes para o sistema de reconhecimento de locutor Abstract: This dissertation presents an Automatic Speaker Recognition (ASR) system, which employs a new parameter based on the ¿VVGM? (Variable Variance Gaussian Multiplier) multifractal model. The methodology adopted for the development of this system is formulated in two stages. Initially, a traditional ASR system was implemented, based on the use of Mel-Frequency Cepstral Coefficients (MFCCs) and the Gaussian mixture models (GMMs) as the classifier, since it is the method with the best results in the literature. This procedure allows having a broad knowledge about the production of speech signals and a reference system to compare the performance of the new VVGM parameter. The second stage was dedicated to the study of the multifractal processes for speech signals, given that with them, it is possible to analyze information contained in non-stationary parts of the evaluated signal. Taking advantage of this characteristic, speech signals are modeled using the VVGM model, which is based on the binomial multiplicative cascade process, and uses the variances of multipliers for each state as a new speech feature. The information obtained by the two methods is different and complementary. Therefore, it is interesting to combine the classic parameters with the multifractal parameters in order to improve the performance of speaker recognition systems. The proposed systems were evaluated using three databases with different settings, such as sampling rates, number of speakers and phrases, duration of training and testing. These different configurations allow the determination of characteristics of the speech signal required by the system. With the experiments, the speaker identification system based on the VVGM parameters achieved significant success rates, which shows that this multifractal model contains relevant information of the identity of each speaker. For example, the second database is composed of speech signals of 71 speakers (50 men and 21 women) digitized at 22.05 kHz with 16 bits/sample. The training was done with 20 phrases for each speaker, with an approximately total duration of 70 s. Evaluating the ASR system based on VVGM, with this database and using test locutions with 3s of duration, it was obtained a recognition rate of 91.3%. Using these same conditions, the ASR system based on MFCCs reached a recognition rate of 98.76%. However, when the two parameters are combined, the recognition rate increased to 99.43%, showing that the new feature adds substantial information to the speaker recognition system Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Lee Luan Ling, Tiago Fernandes Tavares Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: O sinal de fala possui características linguísticas fortemente determinadas por aspectos geográficos (região de origem), sociais e étnicos, tais como dialetos e sotaques. Eles estão diretamente relacionados a um idioma pois são compostos por estruturas fonéticas e fonológicas que são intrínsecas e que os diferenciam dos demais. Diversos estudos desenvolvidos na literatura de processamento de sinais de fala tem como finalidade modelar as variações da fala em sistemas de reconhecimento. A partir desses estudos, há a hipótese de que a classificação das variações linguísticas melhora a acurácia e permite a construção de modelos linguísticos mais adaptados às aplicações reais. Aplicações forenses e Speech to Text são exemplos de casos reais de sistemas de reconhecimento de fala. Em geral, o desempenho de sistemas de reconhecimento é mensurado em cenário de avaliação closed-set como também em cenário de teste cross datasets. Experimentos reportados na literatura consideram o caso mais fácil de avaliação, o closed-set. Neste cenário, as classes de treinamento são as mesmas utilizadas para teste. O cenário de teste cross datasets, consiste em treinar e testar o reconhecimento em duas bases de dados diferentes e independentes, sem controle sobre as condições de captura e gravação. Este último melhor se aplica em casos reais de identificação. Neste trabalho, são aplicadas técnicas de reconhecimento de padrões para a identificação das variações regionais da fala do português brasileiro. O objetivo é identificar automaticamente os sotaques brasileiros usando modelos GMM-UBM, iVectors e GMM-SVM. Além de avaliar os sistemas em um cenário closed-set, conforme outros trabalhos descritos na literatura, também analisamos a acurácia em cenários de teste cross datasets. Para execução dos experimentos, utilizamos três bases de dados diferentes, todas em português brasileiro e, como uma das contribuições deste trabalho, desenvolvemos uma base de dados de fala que contempla parte da variação na fala do português brasileiro Abstract: The speech signal has linguistic characteristics strongly determined by geographical (region of origin), social and ethnic aspects, such as dialects and accents. These characteristics are directly related to a language because they have inherent phonetic and phonological structures which differentiate them from the others. Several studies developed in the literature of speech signal processing have the purpose of modeling regional speech variations for speech recognition systems, in order to establish a hypothesis that the classification of the linguistic variations can improves the recognition accuracy and achieve some linguistic models more suitable for the real applications that includes forensic applications and speech to text conversion. As known, the performance of recognition systems is measured in the closed-set evaluation scenario in which, the training and testing data belongs to a common database. Experiments reported in the literature consider the easiest case to evaluate, the closed-set. However, the realistic performance of a recognition system can be performed under a cross data set scenario, in which the training and testing data belongs to different and independent databases without control over capture and recording conditions. In this work, we study some speech pattern recognition techniques to identify the regional variations of Brazilian Portuguese speech. The goal is to automatically identify the Brazilian regional accents using GMM-UBM, iVectors and GMM-SVM models. We evaluate the accent recognition systems under both closed-set and cross data sets scenarios. To perform the experiments we used three different Brazilian Portuguese databases. In fact, one of the major contributions of this work, is the compilation of a new speech database (Braccent), which explicitly expose the linguistic diversity of Brazilian Portuguese Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestra em Engenharia Elétrica CAPES

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A extração de parâmetros é uma das etapas fundamentais envolvidas em verificação de locutor. A correta estimação dos vetores de parâmetros é fundamental para a realização das etapas de modelamento e classificação. Os coeficientes mel-cepstrais MFCCs são os parâmetros mais utilizados em reconhecimento de locutor, entretanto o sinal de fala pode carregar outros tipos de informação. Este trabalho avalia a fusão do parâmetro VVGP (Variable Variance Gaussian Parameter) baseado na teoria multifractal, com os parâmetros MFCCs. Também comparamos o processo de modelamento tradicional de locutor representado por uma Mistura de Gaussianas (GMMs) com um outro mais atual baseado em um único vetor de baixa dimensão denominado i-vector. Os resultados experimentais, obtidos no presente trabalho demonstram a introdução adicional de informação fornecida pelo parâmetro VVGP em sistemas de verificação baseados em GMMs e i-vectors Abstract: Feature extraction is an important step in an automatic speaker recognition system. Since feature extraction is the first step in the chain, the quality of the subsequent steps (modeling and classification) strongly depends on it. The mel-frequency cepstral coefficient (MFCC) front-end is the most used in speaker recognition systems, but the speech signal carry different kinds of information. In this dissertation, we study the performance of the Variable Variance Gaussian Parameter) (VVGP) based on multifractal theory combined with the MFCCs. The most popular approaches in speaker verification are those based on Gaussian Mixture Models, however a recent advance in speaker verification is to present utterances using a single vector, a so called i-vector. Experimental results indicate that the VVGP feature is complementary to MFCCs and can improve recognition accuracy in both GMMs and i-vector systems Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica FAPEAM

Orientador: Lee Luan Ling Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Esta tese apresenta uma nova abordagem de construção de cascata multiplicativa, fundamentada na expressão do Binômio de Newton. Com base nessa nova cascata, é elaborado, um modelo de tráfego multifractal, denominado Modelo Multifractal baseado no Binômio de Newton - (MMBN). Esse modelo é capaz capturar com eficiência algumas das principais características multifractais observadas nas séries reais de tráfego estudadas via sua função escala e fator de momento. Expressões analíticas para a média e a variância do correspondente processo, foram derivadas, com a finalidade de obter uma modelagem mais precisa e robusta dos fluxos de tráfego de rede. Além disso, através da respectiva função autocorreção, foi demonstrado as características de dependência de longa duração (LDR). A avaliação de desempenho do novo modelo proposto foi avaliado utilizando as séries de tráfego reais provenientes de redes fixas e móveis wireless. Os resultados do desempenho foram comparados com outras abordagens multifractais bem conhecidas na literatura. Através dessa da análise, foi possível mostrar que o modelo de tráfego proposto é simples e capaz de representar com precisão as séries de tráfego com características multifractais. Baseado nessa nova abordagem de modelagem de tráfego, um parâmetro de escala global foi determinado e usado em conjunto com os parâmetros do modelo multifractal proposto, o que tornou possível a derivação de uma equação para a estimação de banda efetiva. O principal objetivo dessa expressão está em oferecer melhor alocação de recursos no planejamento e projetos de redes, especialmente para tráfegos com características multifractais. Outra novidade desta tese está na obtenção de uma expressão analítica geral para a estimação de probabilidade de perda para séries de tráfego com características multifractais, em um enlace com um único servidor e buffer finito. Para isso, foi utilizado o método de misturas de gaussianas para expressar a distribuição de cauda pesada do tráfego multifractal. A eficiência da modelagem estatística e a precisão da estimativa de probabilidade de perda foram validadas experimentalmente, assim como os resultados foram comparados com outros métodos multifractais, amplamente utilizados e conhecidos na literatura Abstract: This thesis presents a novel construction scheme of multiplicative cascade, based on Newton Binomial expression. Based on this new cascade is established, also in an innovative way, a multifractal traffic model, called Multifractal Model based on Newton Binomial (MMNB). This model is able to faithfully capture some main characteristics of the multifractal processes, scaling function and moment factor. In order to get a more accurate and robust modeling of the networks traffic flows, we also derive analytical expressions for the mean and variance of the corresponding network traffic process and show that its autocorrelation function exhibits long-range dependent characteristics (LRD). The performance evaluation of our model has been evaluated using real traffic traces from fixed and mobile networks. The results were compared with those provided by other well-known traffic models reported in the literature. We show that the proposed model is simple and capable of accurately representing network traffic traces with multifractal characteristics. Based on a new approach for traffic modeling and the corresponding multifractal traffic parameters, a global scaling parameter is determined and used together with the multifractal traffic model parameters for the effective bandwidth computation in order to offer better resource allocation in network planning and design, especially for network traffic with multifractal characteristics. Another novel contribution of this thesis is the derivation of a general analytical expression for the loss probability for traffic traces with multifractal characteristics in queuing systems with a simple server and finite buffer. For this, we used Gaussian mixture model to express the heavy tail distribution, one of the most important properties of multifractal traffic. The efficiency of this statistical model and the accuracy of the estimated loss probabilities are experimentally validated by a comparison with other multifractal approaches widely used and well-known in the literature Doutorado Telecomunicações e Telemática Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Nesta dissertação se propõe um método de controle de admissão de chamadas fuzzy (FCAC) e um método de controle de fluxo fuzzy (FFC), considerando tráfegos multiclasses. Ambos métodos trabalham em conjunto e são implementados na interface aérea das redes 3G UMTS. O método FCAC aceita ou rejeita a requisição de uma nova chamada considerando a prioridade de cada classe de tráfego, assim como a banda efetiva total disponível na interface aérea. Devido a natureza de controle fuzzy, o método FCAC-FFC proposto é considerado como um método de bloqueio gradual. Os usuários de menor prioridade serão sempre os primeiros a serem bloqueados se a banda efetiva total disponível não for suficiente. O método FFC reduz a taxa de transmissão dos usuários ativos de menor prioridade caso seja necessário e, como consequência, a banda efetiva disponível aumenta. Desta forma, temos um uso mais eficiente dos recursos do sistema incrementando o número médio de usuários ativos. O método proposto foi implementado no ambiente de simulação MATLAB e foi utilizada a toolbox de lógica fuzzy para projetar os controladores fuzzy. Os resultados da simulação mostram que o esquema de controle de admissão proposto garante o uso eficiente dos recursos da interface aérea e obtém um melhor desempenho em comparação com os esquemas CAC-FC e FCAC-FC analisados, em termos de probabilidade de bloqueio total Abstract: This dissertation proposes a fuzzy call admission control method (FCAC) and a fuzzy flow control method (FFC) for multi-class traffic. Two methods should be used on the air interface of 3G UMTS networks. The FCAC method accepts or rejects a new call evaluating the priority of the input traffic class and the total effective bandwidth available at the air interface. Due to inherited fuzzy characteristics the proposed FCAC-FFC can be considered as a soft-blocking approach. The calls with lowest priority are blocked first whenever the currently available bandwidth is not large enough. The FFC method can reduce the transmission rates of active users of lower priority if necessary and consequently increases the effective bandwidth available. Therefore, the more efficient use of system transmission resource can be achieved by increasing the average number of active users. The proposed method was implemented in MATLAB environment, and the fuzzy logic toolbox was used to design the fuzzy controllers. The simulation results show that the proposed call admission control method guarantees efficient use of the air interface resource and achieves lower call blocking probability than the CAC-FC and FCAC-FC methods Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestra em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Gerência de armazenamento em Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) é uma questão muito crítica. Além da RSSFs conter uma vasta quantidade de armazenamento agregada, ela não pode ser usada inteiramente. Portanto, o sistema inteiro falha quando o primeiro sensor tem sua capacidade de armazenamento esgotada, deixando uma grande capacidade de armazenamento inutilizada. Sugere-se que os sensores devem-se ser capazes de detectar as capacidades de armazenamentos inutilizadas, para prolongar as suas funcionalidades. Entretanto, em RSSF de larga escala isso pode ser muito difícil uma vez que os sensores podem não ter conhecimento da existência dos outros. Neste trabalho apresenta-se duas principais contribuições: otimização da capacidade total de armazenamento para RSSF em grande escala e uma nova abordagem de roteamento - Deterministic "Random" Walk (Passeio "Aleatório" Determinístico). Apresenta-se um novo modelo de armazenamento via construção "sob demanda" de Cadeias de Armazenamento Distribuídas ( Distributed Storage Chains (DSC). Estas cadeias representam parcerias entrem os sensores que podem compartilhar suas capacidades de armazenamento. Resultando, os sensores não estão sujeitos às suas limitações de armazenamento, mas para à capacidade total de armazenamento disponível no sistema. Constrói-se estas cadeia via passeio determinístico sobre a topologia sugerida. Todavia, mostra-se que estes passeios apresentam um comportamento aleatório que é muito eficiente em termos de localização de capacidade de armazenamento disponível Abstract: Storage management of Wireless Sensor Networks (WSN) is a very critical issue in terms of system's lifetime. While WSNs host a vast storage capacity on the aggregate, that capacity cannot be used entirely. Eventually, the entire network may fail when the first sensor has its own storage capacity depleted, leaving behind a large amount of unutilized storage capacity. We suggest that sensors should be able to detect unutilized storage capacity in order to prolong their functionality. However, for large scale WSNs this can be a difficult task, since sensors may not be aware of the existence of others. This work has two main contributions: an optimization of the overall storage capacity for large scale WSNs and a novel routing approach of deterministic "random" walk. We present a new storage model by building "on - demand" Distributed Storage Chains (DSC). These chains represent partnership between sensors that share their storage capacity. As a result, sensors are no longer subjected to their own storage limitations but to the total amount of available storage in the WSN. We construct these chains via deterministic walks over our suggested topology. However, we show that these walks resemble the behavior of random walks and are therefore highly efficient in terms of locating available storage Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: A verificação de identidades de forma confiável é cada vez mais necessária em nossa sociedade amplamente interconectada. Nesse contexto, a verificação biométrica é uma proposta alternativa, e mais segura, aos métodos tradicionalmente utilizados, como senhas e cartões. A análise multifractal, por sua vez, tem sido usada com sucesso em diversas aplicações de processamento de sinais, além disso, diversos estudos mostram a presença de características multifractais em processos naturais. Este trabalho tem como objetivo analisar os sinais referentes às assinaturas dinâmicas, provenientes de equipamentos como PDAs e tablet-pcs, sob o prisma da teoria multifractal. É estudada a capacidade de discriminação da característica multifractal na detecção de falsificações de assinaturas, tanto quando usadas isoladamente quanto em conjunto com características tradicionais, num contexto de fusão de informação, com resultados equivalentes ao estado da arte deste tema. Além disso, é realizada uma quantificação, através da teoria da informação, desta capacidade discriminatória. Por fim, é apresentada uma aplicação alternativa da informação multifractal no contexto da biometria: a análise de qualidade das amostras Abstract: Reliable identity verification is an increasing necessity in our largely networked society. On this topic, biometric verification is a safer alternative to the traditional methods, such as passwords and ID cards. On the other hand, multifractal analysis has been successfully used in a wide range of signal processing applications; moreover, many works show the occurrence of multifractal traits on biological processes. This work aims at analyzing dynamic signature signals collected through devices such as PDAs and tablet-pcs, from a multifractal perspective. A study of the multifractal features discriminative capabilities on signature forgery detection is realized on two scenarios: when it is the unique feature used by the system, and in tandem with traditional features on an information fusion scheme; with results as good as those found in the state of the art of this area. Furthermore, an information theoretic quantification of the discrimination capability is realized. Finally, an alternative application for such features is presented: the evaluation of samples quality Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Com este documento é descrito o desenvolvimento de um novo sistema de verificação de assinaturas híbrido on/off-line, em que os dados dinâmicos de referência são adquiridos a partir de um dispositivo especial de entrada de dados e servem de suporte ao sinal estático (imagem) correspondente. As assinaturas são segmentadas segundo a complexidade de seus traços constituintes, baseando-se em um modelo psicofísico delta-lognormal de reprodução da escrita manuscrita. Focos de atenção na imagem (janelas) são gerados e a partir de tais regiões um envelope estático personalizado composto pelos traços simples das assinaturas de um dado escritor é criado. Tal invólucro visa a focalizar a extração das primitivas locais, obtidas a partir de estimadores da estatística de dados direcionais aplicados sobre funções de distribuição de probabilidade extraídas da imagem e do esqueleto interpolado. Primitivas representando a distribuição espacial dos pixels também são calculadas. O envelope protótipo representativo da classe é gerado com os respectivos limiares de decisão durante a fase de aprendizagem através de um critério de minimização da distância intraclasse e delimita através de sua forma o escopo usado para a extração das primitivas locais. Características globais são extraídas, complementando o rol das primitivas utilizadas. Durante o processo de verificação uma imagem é apresentada ao sistema juntamente com o seu número de identificação. O envelope protótipo correspondente à assinatura original é lido da base de dados e superposto à imagem de teste. As primitivas são obtidas e a decisão sobre a autenticidade da assinatura é tomada baseando-se em um classificador limiarizado a voto. Tal projeto é essencialmente inovador pois procura conciliar vantagens das duas correntes existentes na área de verificação de assinaturas (on-line e off-line). Ao contrário dos sistemas puramente on-line, que apresentam de uma forma geral índice de desempenho superior mas que ao mesmo tempo são de aplicação limitada, um sistema híbrido tem aplicação direta no meio bancário e cartorário em que a aquisição supervisionada dos exemplares de referência pode ser solicitada sem maiores dificuldades e a verificação feita a posteriori sem a presença necessária do autor da firma. Também original é o conceito de criação de um envelope estático gerado automaticamente segundo critérios estabelecidos por um modelo de reprodução da escrita manuscrita, bem como a sua personalização por protótipos visando à redução da distância intraclasse Abstract: Through this document the development of a new hybrid on/off-line signature verification system is described, where the dynamic reference data is acquired by either a tablet or an instrumented pen and it is used to support the corresponding static signal (image). The signatures are segmented according to the complexity of their constituent strokes based upon a delta-lognormal psychophysical handwritten reproduction scheme. Foci of attention in the image (windows) are generated and from those regions a personalized static envelope is created. Such envelope helps in localizing the extraction of the local features, obtained through circular data statistics applied over directional probability distribution functions which are extracted from the image and from the interpolated skeleton. Other measures representing the spatial distribution of pixels are also used. The class representative envelope prototype is generated with the respective decision thresholds during the learning stage through an inter-class minimization criterion and its boundaries spatially limit the extraction of local features. Global features are also used, complementing the group of characteristics thence extracted. During the verification process an image is presented to the system with its identification key. The corresponding prototype envelope of the original signature is then read from the database and placed over the test image. The features are obtained and the decision about the authenticity of the specimen is made by a threshold classifier. Such project is original in its essence, since it tries to conciliate advantages of both signature verification methodologies (on-line and off-line). Differently from purely on-line systems, which generally present a better performance, but are of limited use, a hybrid system has direct application on the bank industry, where the supervised acquisition of the reference specimen can be asked without difficulties and the verification is done without author's presence. Other new features include the concept behind the creation of an automatically generated static envelope, inspired by a handwritten reproduction model, as well as its personalization by prototypes, in order to reduce the within-class variation Doutorado Telecomunicações e Telemática Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Lee Luan Ling, Flavio Henrique Teles Vieira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O presente trabalho propõe um esquema de controle adaptativo de ?uxos baseado no modelo fuzzy TSK. Neste esquema de controle, o modelo fuzzy TSK é utilizado para prever adaptativamente o tamanho da ?la no buffer em um enlace. Com o objetivo de ajustar dinamicamente os parâmetros do modelo fuzzy TSK, propomos um algoritmo de treinamento adaptativo. Na primeira etapa do algoritmo de treinamento proposto, os parâmetros das partes premissas e das partes conseqüentes do modelo são obtidos. A segunda etapa consiste de um algoritmo de re?namento dos parâmetros do modelo baseado em gradiente descendente. A e?ciência do preditor proposto é avaliada através da comparação com outros preditores adaptativos fazendo uso de traços de tráfego reais. A partir dos parâmetros do modelo fuzzy TSK, derivamos uma expressão para a taxa da fonte controlável a qual minimiza a variância do tamanho de ?la no buffer. O controle de congestionamento proposto é então aplicado em diferentes cenários de rede com vários nós. Comparações realizadas com outros métodos de controle de congestionamento demonstram que o controle de congestionamento proposto obtém menores taxas de perdas e consegue de fato manter o tamanho da ?la no buffer abaixo do valor desejado Abstract: The present work proposes a adaptive control of traf?c ?ows based in the TSK fuzzy model. In this control, the TSK fuzzy model is used to predict in a manner adaptive the buffer length in one output link. With the objective of dynamically adjust the parameters of the TSK fuzzy model, we proposed a adaptive training algorithm. In the ?rst stage of the proposed training algorithm, the parameters of the premise and consequent parts of the model are obtained. The second stage consists of a re?ning algorithm of the parameters based in descent gradient. The effectiveness of the proposed predictor is evaluated through comparison with other adaptive predictors by using real network traf?c traces. With the parameters of the TSK model, we derive an expression for the controllable source rate which minimizes the variance of the buffer length. The proposed congestion control is applied in different network sceneries with several nodes. Comparison made with others congestion control methods demonstrates that the proposed congestion control obtain lesser loss rate and gets in fact to keep the buffer length below of the reference level Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: A modelagem multifractal generaliza os modelos de tráfego existentes na literatura e se mostra apropriada para descrever as características encontradas nos fluxos de tráfego das redes atuais. A presente tese investiga abordagens para alocação de banda, predição de tráfego e estimação de probabilidade de perda de bytes considerando as características multifractais de tráfego. Primeiramente, um Modelo Multifractal baseado em Wavelets (MMW) é proposto. Levando em consideração as propriedades deste modelo, são derivados o parâmetro de escala global, a função de autocorrelação e a banda efetiva para processos multifractais. A capacidade de atualização em tempo real do MMW aliada à banda efetiva proposta permite o desenvolvimento de um algoritmo de estimação adaptativa de banda efetiva. Através deste algoritmo é introduzido um esquema de provisão adaptativo de banda efetiva. Estuda-se também a alocação de banda baseada em predição de tráfego. Para este fim, propõe-se um preditor adaptativo fuzzy de tráfego, o qual é aplicado em uma nova estratégia de alocação de banda. O preditor fuzzy adaptativo proposto utiliza funções de base ortonormais baseadas nas propriedades do MMW. Com relação à probabilidade de perda para tráfego multifractal, derivase uma expressão analítica para a estimação da probabilidade de perda de bytes considerando que o tráfego obedece ao MMW. Além disso, uma caracterização mais completa do comportamento de fila é efetuada pela obtenção de limitantes para a probabilidade de perda e para a ocupação média do buffer em termos da banda efetiva do MMW. Por fim, é apresentado um esquema de controle de admissão usando o envelope efetivo proposto para o MMW oriundo do cálculo de rede estatístico, que garante que os fluxos admitidos obedeçam simultaneamente aos requisitos de perda e de retardo. As simulações realizadas evidenciam a relevância das propostas apresentadas Abstract: Multifractal modeling generalizes the existing traffic models and is believed to be appropriate to describe the characteristics of traffic flows of modern communication networks. This thesis investigates some novel approaches for bandwidth allocation, traffic prediction and byte loss probability estimation, by considering the multifractal characteristics of the network traffic. Firstly, a Wavelet based Multifractal Model (WMM) is proposed. Taking into account the properties of this multifractal model, we derive the global scaling parameter, the autocorrelation function and the effective bandwidth for multifractal processes. The real time updating capacity of the WMM in connection with our effective bandwidth proposal allows us to develop an algorithm for adaptive effective bandwidth estimation. Then, through this algorithm, an adaptive bandwidth provisioning scheme is introduced. In this work, we also study a prediction-based bandwidth allocation case. For this end, we develop an adaptive fuzzy predictor, which is incorporated into a novel bandwidth allocation scheme. The proposed adaptive fuzzy predictor makes use of orthonormal basis functions based on the properties of the WMM. Additionally, we derive an analytical expression for the byte loss probability estimation assuming that the traffic obeys the MMW. Besides, a more complete characterization of the queuing behavior is carried out through the estimation of the bounds for the loss probability and mean queue length in buffer in terms of the WMM based effective bandwidth. Finally, an admission control scheme is presented that uses the WMM based effective envelope derived through the statistical network calculus, guaranteeing that the admitted flows simultaneously attend the loss and delay requirements. The computer simulation results confirm the relevance of the presented proposals Doutorado Telecomunicações e Telemática Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: A utilização de esquemas dinâmicos de controle de tráfego possibilita uma maior eficiência na utilização dos recursos da rede. A estrutura de correlação do tráfego fractal das modernas redes de comunicação pode ser explorada a fim de se implementar esquemas dinâmicos de controle de tráfego. Indispensáveis aos esquemas dinâmicos de controle, os preditores de tráfego podem ser obtidos a partir de modelos estatísticos que descrevam as características do tráfego das redes reais. Inicialmente, o presente trabalho inova ao propor uma extensão ao amplamente utilizado modelo tráfego Browniano fracionário, tornando-o apto a descrever não somente as características auto-similares, mas também as características multifractais do tráfego. Em seguida, supondo-se que as estatísticas do tráfego sejam modeladas através da extensão proposta ao modelo tráfego Browniano fracionário, uma proposta original de preditor de tráfego é apresentada. As avaliações realizadas mostram que a extensão proposta ao modelo tráfego Browniano fracionário é capaz de descrever o comportamento multifractal existente no tráfego das redes, proporcionando ganhos de modelagem e conduzindo a resultados de predição mais precisos Abstract: Dynamic traffic control mechanisms can improve network resource utilization. The fractal traffic correlation structure can be exploited for designing dynamic network control mechanisms. Playing the most important role in the dynamic control mechanisms, traffic predictors can be accomplished from statistic traffic models able to describe the network traffic behavior. Firstly, this work proposes an extension to the widely used fractional Brownian traffic model, making it able to describe not only the self-similar, but also the multifractal traffic characteristics. In the following, assuming that the traffic statistic behavior can be modeled by the extended fractional Brownian traffic model, a novel traffic predictor is proposed. Experimental investigations show that the extended fractional Brownian traffic can match the multifractal traffic behavior, leading to modeling improvements and better prediction results Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Mestrado

Orientador: Lee Luan Ling Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: O desenvolvimento de métodos para reconhecer palavras manuscritas de vários estilos de escrita, em razão das variações envolvidas, não é trivial. Nesta tese é desenvolvido um método para extração de características topológicas e geométricas de palavras manuscritas baseado na teoria de conjuntos Fuzzy. Durante o processo de reconhecimento a imagem de uma palavra manuscrita é representada por uma seqüência ordenada de segmentos de linha. Esses segmentos são extraídos de cada fração resultante do processo de segmentação da palavra em caracteres. Para cada segmento de linha é atribuído, através de conjuntos fuzzy, valores representando sua similaridade a padrões específicos de linhas retas e curvas. O processo de segmentação desenvolvido é explícito e emprega morfologia matemática para determinar possíveis pontos de segmentação da palavra. A classificação de palavras baseia-se nos modelos ocultos de Markov. Também é utilizado no processo de classificação uma generalização dos modelos ocultos de Markov empregando medidas e integrais fuzzy. Para treinamento e testes do sistema de reconhecimento utiliza-se uma base de dados composta por palavras empregadas na escrita da quantia numérica em cheques brasileiros Abstract: Due to the large variability of human handwriting, the development of unconstrained methods for recognizing handwritten words is not trivial. This thesis presents a fuzzy set based method for extracting topologic and geometric characteristics from handwritten words. During the recognition process a handwritten word image is represented by an ordered sequence of line segments. The line segments are extracted from each word fraction produced by the segmentation algorithm. Fuzzy set theory is applied to attribute to each line segment a set of values representing degrees of similarity to straight line and curve line patterns. The developed word segmentation algorithm is explicit and employs mathematical morphology to assign segmentation points on a word image. The classification of the handwritten words is a Hidden Markov Model based process. A generalization of the Hidden Markov Models employing fuzzy measures and fuzzy integrals is also used as a handwritten word classifier. The recognition system is trained and tested with a database compound by Brazilian bank check words Doutorado Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: A implementação de um sistema de reconhecimento de padrões requer a solução de alguns problemas básicos: Aquisição de Dados, Extração de Características e Classificação dos padrões. Apesar de muitos trabalhos estarem sendo feitos na tentativa de resolver o problema de Reconhecimento de Padrões utilizando Redes Neurais, poucos são os trabalhos que abordam o Problema de Extração de Características. Assim, nesta Tese propomos o Algoritmo de Extração de Características via Redes Neurais Lee/Cavalcanti. Este algoritmo encontra a quantidade mínima de características necessárias para resolver o problema de classificação de padrões utilizando uma rede neural do tipo Multilayer Parceptron (MLP). E baseia-se no fato de que todas as características informativas podem ser encontradas a partir da fronteira de decisão do problema. Então, mostramos como construímos o algoritmo e apresentamos alguns experimentos que provam a eficiência do mesmo. Inicialmente, alguns experimentos foram feitos utilizando dados sintéticos, mostrando a relação entre a fronteira de decisão teórica e a fronteira de decisão prática encontrada a partir da rede treinada. Em seguida, implementamos urna rede neural para classificação de assinaturas estáticas. Neste experimento, utilizamos originalmente 32 características. E, em seguida, utilizando o algoritmo de extração de características Lee/Cavalcanti, conseguimos 98,84% de precisão de classificação, com apenas 16 características. Desta forma, mostramos que o uso do algoritmo Lee/Cavalcanti pode encontrar a quantidade mínima de características de um problema de classificação de padrões. E, desta maneira, fazer com que a classificação do padrão seja realizada de forma mais rápida do que utilizando o conjunto original de amostras Abstract: The design and implementation of Pattern Recognition systems require the solution ofthe following problems: Data Acquisition, Feature Extraction and Pattern Classification. Although, much effort has been expended to solve a Pattern Recognition problem using the Neural Networks approach, not many works have being done to solve the Feature Extraction problem. In this thesis, we propose the Lee/Cava1canti Feature Extraction Algorithm Via Neural Networks, which finds the minimum number of features necessary to solve the classification problem using Multilayer Perception (MLP) Neural Networks. This algorithm is based on informative features found from the Decision Boundary. We present how the algorithm was built and some experiments to prove its efficiency. Some experiments using synthetic data are shown, indicating the relationship between the practical decision boundary, obtained from the trained neural network, and the theoretic one. Then, we design a neural classifier for a static signature recognition and we test it using 32 features. Finally, using only 16 features, we test the classifier obtaining a 98,84% accuracy in relation to the accuracy gained in the first test. The use of only 16 features was obtained using Lee/Cava1canti Algorithm. The use of the Lee/Cava1canti Algorithm can reduce the number of features involved in a classification problem. Furthermore, it can make the system work faster with the same classification accuracy provided by the original set of features Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: A crescente competição no mundo dos negócios tem exigido que as empresas racionalizem e otimizem a utilização de seus recursos. Aliado a esse fato, o desenvolvimento de novos recursos computacionais e de telecomunicações nos últimos anos têm promovido uma evolução das aplicações e um crescimento da necessidade de serviços sem precedentes. Ambos os fatos têm causado substanciais alterações nas características de tráfego. Como conseqüência, a alocação de banda torna-se um importante aspecto no projeto de redes de telecomunicações. As duas maiores abordagens para alocação de banda levam em consideração a probabilidade de perda de células e o atraso das células mas sem considerar a característica auto-similar do tráfego, podendo subestimar a banda necessária. O objetivo deste trabalho é apresentar um método de caracterização de tráfego facilitando o cálculo da banda necessária para redes ATM. Neste estudo generalizamos o método proposto por Kesidis provendo uma estimativa mais realista considerando a característica auto-similar do tráfego. O resultado é otimizado através de método experimental e combinado com o método de Le Boudec. Neste estudo foram aplicados métodos analíticos, heurísticos e de simulação para validar o método proposto Abstract: The increase of economic competition in the world has demanded companies rationalize and optimize the use of their resources. Jointly with this fact, the development of new computational and telecommunication facilities in the recent years have promoted some unprecedented evolution of application and increasing necessity of communication services. Both facts have caused remarkable changes in traffic characteristics. Therefore the bandwiih allocation become an important issue for telecommunication networks design. Cell loss probability and cell latency have been two major approaches to estimate the effective bandwidth of communication network connections. Unfortunately, most of methods underestimated values when traffic is self-similar. The goal of this work is to present traffic characterization method for ATM networks, facilitating their bandwidth allocation and design. In this study, we generalize the effective bandwidth estimation method proposed by Kesidis providing a more realistic estimate value whether the traffic is self-similar or not. Experimentally the estimated effective bandwidth is optimized to reduce the impact provoked by traffic highly self-similar and the results are combined with the Le Boudec's approach. For this end, analytical, heuristical and simulation methods were used jointly both in design and validation of the proposed method Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: : A investigação dos aspectos de desempenho de sistemas de gerência de redes de telecomunicações baseados em plataformas TMN toma-se fundamental para as empresas operadoras de telecomunicações e para os fornecedores de sistemas de gerência. Uma vez que o número de sistemas especificados/desenvolvidos baseados na arquitetura TMN cresce de forma muito acentuada e que não existem parâmetros quantitativos para o estabelecimento de arquiteturas físicas otimizadas para tais sistemas. Esta dissertação objetiva a investigação de fatores que influenciam no desempenho, portabilidade e interoperabilidade de sistemas de gerência TMN. Apresenta-se primeiramente a estrutura básica de uma plataforma TMN genérica, com o objetivo de identificar os componentes que mais podem afetar o desempenho de um sistema de gerência. São descritos então os testes que foram especificados/desenvolvidos para quantificar alguns parâmetros de desempenho de tais plataformas e apresenta-se os resultados obtidos deste trabalho. Estes resultados, muito embora não caracterizem todos os fatores a serem analisados, já podem ser muito úteis para a especificação de arquiteturas de sistemas de gerência, auxiliando na definição da distribuição física de dispositivos mediadores, sistemas de adaptação e etc Abstract: This work presents an analysis of the performance, portability and interoperability aspects in the development of telecommunications management applications running in commercial TMN platforms. This work was done at CPqD TELEBRÁS, which has a TMN laboratory that studies and analysis the implementation aspects of TMN architecture applied to telecommunications enterprises. Firstly, it is presented the basic architecture of a generic TMN platform and it is identified its components which could be responsible for the main performance, portability and interoperability aspects. After that, it is presented the tests that were specified/developed in order to obtain figures regarding performance. This figures address mainly the number of transactions per second that a system can perform depending of some factors as the number of agents running in the system, etc. Finally, the results are presented, and nevertheless it is necessary to get more data about the subject, it is already possible to use these results to aid in the specification of telecommunication management systems Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação Resumo: Neste trabalho apresentamos um estudo estatístico sobre seleção de variáveis e classificação de objetos em relação a dois padrões. Descrevemos alguns métodos de classificação conhecidos na literatura, construídos com base nas observações dos dois padrões. Dentre eles destacamos a classificação via Análise Discriminante e Modelos de Regressão Logística. Mais resumidamente descrevemos o Classificador de Bayes e um outro classificador, baseado nas observações de apenas um padrão fixado, que utiliza uma aproximação da distância de um objeto ao centro da distribuição normal, pela distribuição Qui-quadrado. Introduzimos um novo classificador, baseado apenas nas observações de um padrão fixado, que utiliza uma aproximação da distância de Mahalanobis de um objeto ao centro da distribuição normal, pela distribuição 'T POT. 2' de Hotelling. Comparamos seu desempenho, através de um estudo de simulação, com os demais classificadores em termos de taxa de classificação errônea. Descrevemos também alguns métodos de seleção de características significantes com base nos respectivos classificadores, além de outros métodos de seleção conhecidos na literatura, construídos com base nas observações apenas de um padrão fixado. Introduzimos um novo método de seleção com base no novo classificador. Um estudo de simulação para comparar o desempenho dos métodos de seleção apresentados foi realizado, onde o processo de classificação utiliza apenas as características significantes Abstract: In this work, we describe and compile statistical classification methods about feature selection and object recognition for the case of two pattern classification. First of all, we describe some well-known statistical classification methods when observed samples of both patterns are avaliable. We provide some special attention to the description of the Discriminant Analysis and the Logistic Regression Models. A brief description of the Bayes classification method is provided. We also analyse the case when only one pattern is observable. In this case, the distance measure between the input feature vector and reference vector is assumed to have Qui-squared distribution. We also introduce a novel statistical classification method for the one-pattern observable case, by considering the distance measure as being the 'T POT. 2' Hotelling distribution. Performance comparison in terms of misclassification error is done via simulation. Next, we describe some, well-known, selection methods in the literature and suggest some feature selection strategies based on the classification methods previously described. Simulation investigation is performed to evaluate the classification methods using only significant selected features in terms of misclassification error. Finally, we apply the proposed feature selection and classification methods to signature verification problems, involving both static and dynamic human signatures Doutorado Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: A principal dificuldade em reconhecimento de caracteres manuscritos está em desenvolver métodos que possibilitem um ótimo índice de reconhecimento, apesar da grande variabilidade dos caracteres. Este trabalho apresenta um sistema para reconhecimento de numerais manuscritos desconectados, baseado na análise da topologia e distribuição pictorial de numerais e no emprego da rede de Hopfield discreta como memória associativa. O processo de classificação de numerais é dividido em dois estágios. No primeiro estágio, o numeral desconhecido é classificado de acordo com características extraídas de sua topologia e distribuição pictorial. Caso isto não seja possível, devido a distorções e ruídos na imagem do numeral desconhecido, a classificação é efetuada no segundo estágio de classificação do sistema, via rede de Hopfield. A rede de Hopfield é implementada de dois modos. No primeiro modo, a rede tem seus pesos calculados pelo método da projeção, no segundo modo, a rede tem os pesos calculados pelo método de síntese para sistemas lineares operando em modo saturado (LSSM). O sistema é testado com 1500 numerais manuscritos, sendo obtido uma taxa de 85% de reconhecimento com o sistema utilizando, no segundo estágio, a rede de Hopfield implementada conforme o primeiro modo. Uma taxa de reconhecimento de 84,4% é obtida com o sistema utilizando, no segundo estágio, a rede de Hopfield implementada de acordo com o segundo modo Abstract: The main difficultyin handwritten character recognition consists in developing methods that provide a high recognition rate, although of the large degree of variability of the characteres. This work presents a system for recognition of disconnected handwritten numeraIs, based in analysis of the topology and distribution of pixels from the numerals, and application of a discrete Hopfield neural net used as associative memory. ln the system, the process of classification is divided in two stages. ln the first stage, the unknown numeral is classified considering features extracted from its topology and distribution of pixels. lf it is not possible, due to distortions and noise in numeral image, the classificationis effectuated in the second stage, via Hopfield netoThe Hopfield net is implemented of two manners. ln the first manner, the net has weights calculated by projection method and, in the second manner, the net has weights calculated by sinthesis procedures to linear systems operating in the saturated mode (LSSM systems). The system is tested with 1500 handwritten numerals. A recognition rate over 85% is obtained with the system making use in the second stage of the Hopfield net implemented by the first manner. A recognition rate over 84,4% is obtained with the system making use in the second stage of the Hopfield net implemented by the second manner Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Lee Luan Ling Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica Resumo: Propomos o uso de buffers na Manhattan Street Network (MSN) para evitar ou minimizar a perda de pacotes e realizamos a análise da perda de pacotes para a rede com e sem filas. A fim de entender melhor o fenômeno da perda de pacotes, introduzimos um modelo estatístico para a MSN com e sem filas. O modelo fornece a relação probabilística entre a utilização de enlace e a ocupação do buffer. Experimentalmente, obtivemos algumas estatísticas da rede, através da resolução do modelo e de simulações. Comparações entre essas estatísticas validam nossa proposta. Objetivando otimizar o desempenho da Manhattan Street Network, sugerimos um novo algoritmo de roteamento. Esse algoritmo é baseado nos algoritmos de Maxemchuk e tira melhor proveito do uso de filas para evitar a perda de pacotes. Chamamos de Queueing Manhattan Street Network (QMSN) a MSN com filas e o novo algoritmo. A fim de avaliarmos o ganho em desempenho obtido, introduzimos um modelo estatístico para a QMSN, o Modelo de Nó Único para a QMSN, baseado no Modelo de Nó Único sugerido por Greenberg e Goodman. Baseando-nos em nosso modelo, derivamos expressões para as estatísticas de desempenho da rede. Experimentalmente, resolvemos o modelo e obtivemos as estatísticas de desempenho. Os resultados, confirmados por simulações, provam que a QMSN é uma variante da MSN com desempenho superior. Os conceitos de capacidade da rede e taxa de capacidade são introduzidos para a Manhattan Street Network. Um limite superior é encontrado para a taxa de capacidade da rede, o que habilita-nos a classificar a MSN em duas categorias: região de operação normal e região de colapso. Os resultados da análise da perda de pacotes sugerem que ajustando-se a MSN para operar abaixo da taxa de capacidade, garante-se um melhor compromisso entre uma alta vazão, baixo atraso e perda de pacotes tolerável Abstract: We propose the use of buffers in the Manhattan Street Network (MSN) either to avoid or minimize packet losses and perform the packet loss analysis for the network with or without buffering. To have better understanding about the packet loss in MSN, we introduce a statistical model for the MSN with buffering. The model provides a probabilistic relationship between network link utilization and buffer occupation. ln the experimental studies, we compute some network statistics by solving the model as well as simulation. The results of the comparison among these statistics validates our approach. With the intention of optimizing the performance of The Manhattan Street Network, we propose a new routing algorithm. This algorithm is based on the Maxemchuk's routing algorithms and takes advantage of the use of queues to avoid the packet losses. We called Queueing Manhattan Street Network (QMSN) the MSN with queues and the new routing algorithm. ln order to evaluate the gain in performance obtained, we introduce a statistical model for QMSN, the One Node Model for QMSN, based on the One Node Model suggested by Greenberg e Goodman. Based on our model, we derive expressions for network performance statistics. ln experimental studies, we solved the model and obtained the performance statistics. The results, confirmed by simulations, prove that QMSN is a variant of MSN with better performance. A new concepts of network capacity and capacity rate are introduced to the Manhattan Street Network. An upper bound is found for the network capacity rate, which enables us to classify MSN into two categories: the normal operation region and the collpase region. The results from the packet loss analysis suggest that setting MSN to opearate below the network capacity rate guarantees the best trade-off among a high network throughput, low packet delay and light packet losses Mestrado Mestre em Engenharia Elétrica