Elias Salomão Helou Neto.

Conhecimento preciso das condições reprodutivas da população de de peixes
ao longo do leito do Rio Madeira é de elevada importância para estudos
ecológicos, os quais são, por sua vez, fundamentais para a exploração
sustentável e planejada de recursos, com o objetivo de desenvolver as
comunidades ribeirinhas locais. Ovos de peixe passam por diversos
estágios durante o seu desenvolvimento, cada um dos quais é indicativo
de um certo grau de maturidade reprodutiva, e cada um desses estágios
pode ser caracterizado por características morfológicas distintas. Tais
características são passíveis de categorização através de algoritmos
de classificação automáticos, os quais podem então ser utilizados como
suporte para estudos ecológicos. Um ponto de interesse neste contexto é
o estabelecimento de padrões estatisticamente relevantes indicativos
dos diferentes estágios reprodutivos das principais espécies de peixe
sbre-exploradas e de interesse comercial, bem como daquelas espécies
ameaçadas e protegidas da exploração comercial tais como o Pirarucu
(Arapaima Gigas) e o Tambaqui (Colossoma Macropomum). A representação
precisa dos estágios reprodutivos através de micro-tomografia
volumétrica irá melhorar a compreensão da embriologia da espécie
estudada, em conexão com sua ecologia.

Este projeto tem por fim estudar modelos e métodos de solução para os problemas de planejamento da produção em vários contextos e desenvolvimento de métodos para problemas de programação inteira, além de contribuir para geração de novos conhecimentos na área de pesquisa operacional, formação de recursos humanos e fortalecer a relação universidade-empresa

A redução do tempo computacional na reconstrução de imagens tomográficas de alta resolução é essencial desde a pesquisa básica até as aplicações. Essa redução é importante tanto nos diferentes tipos tradicionais de tomografia não difrativa para o diagnóstico médico como nas aplicações a pesquisas em nanomateriais relacionadas com as mais modernas tecnologias. Alternativas para aliviar a parte computacionalmente intensa de cada uma das iterações dos métodos iterativos em reconstrução tomográfica foram todas baseadas em interpolações em uma grade regular no espaço de Fourier ou em transformadas rápidas não uniformes. Ambas as abordagens aceleram substancialmente a computação de cada iteração de algoritmos clássicos, mas não se prestam a serem utilizados em uma ampla classe de algoritmos mais avançados e rápidos: métodos incrementais como OS-EM, BRAMLA ou BSREM, dentre outros, não podem se beneficiar de tais técnicas. A proposta deste projeto é desenvolver a aplicação da interpolação da transformada de Radon numa grade log-polar, onde algoritmos de FFT podem ser utilizados para efetuar projeções/retroprojeções de parcelas dos dados eficientemente, a fim de acelerar cada iteração de métodos incrementais em reconstrução tomográfica de imagens. Para isto, além da inversão tomográfica clássica, também estudaremos a aplicação das técnicas desenvolvidas no cálculo dos operadores de projeção/retroprojeção generalizados que aparecem em técnicas mais recentes de aquisição.

O presente projeto trata do estabelecimento de métodos de otimização em dois níveis mais gerais dos que até agora obtivemos e de um novo critério para escolha de parâmetros, mais específico para modelos que envolvem um problema de otimização. Em particular é de nosso interesse estudar a aplicação destes algoritmos para a solução de modelos regularizados de forma a encontrar o parâmetro ideal para reconstrução durante o processamento das iterações, o que evitaria a necessidade de executar um método numérico computacionalmente pesado diversas vezes para obter uma reconstrução. Outro ponto a ser estudado é a uma implementação paralelizável dos algoritmos a fim de utilizarmos o recente desenvolvimento de hardware paralelo de baixo custo para habilitar reconstruções de alta qualidade em pouquíssimo tempo.