Bruno Motta de Carvalho

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Produções bibliográficas

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• TORREÃO, J. R. A. ; CARVALHO, B. M. . Linear Disparity-Based Photometric Stereo. In: VII SIBGRAPI, 1994, Curitiba. Anais do VII SIBGRAPI, 1994. v. 1. p. 61-67.

• Leandson R. F. de Lucena ; Carvalho, Bruno M. ; Marcelo F. Siqueira ; LIMA, S. A. ; Klein, V. . Obtaining Hydraulic Parameters of Aquifers from Thin Sections - A Methodological Proposal. In: 42nd IAH Congress, 2015, Rome. 42nd IAH Congress, 2015. p. 1.

• Marques, V. G. ; SILVA NETO, JOSÉ F. ; CARVALHO, B. M. ; SILVA, B. S. ; FERRAZ, J. B. ; GAMA, R. A. . Chronic Wound Tissue Classification Using Convolutional Networks And Color Space Reduction. 2018. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

Outras produções

Projetos de pesquisa

• 2021 - Atual

  Detecção e Classificação de Eventos Sísmicos Usando Aprendizado de Máquina, Descrição: Tem sido cada vez mais comum que se necessite processar enormes quantidades de dados sísmicos em aplicações acadêmicas e industriais. Vários pesquisadores têm procurado por maneiras de melhorar e otimizar o processamento desses dados que são relacionados a demandas rotineiras de geofísicos e geólogos. Uma dessas demandas é a classificação de eventos sísmicos, seja por região sísmica ou por tipo de onda. Neste projeto, nós propomos a utilização de técnicas de aprendizado de máquina para a detecção e classificação de sismos, com o objetivo de produzir classificadores rápidos e eficientes. Além disso, o projeto propõe desenvolver uma interface gráfica para que os usuários possam processa e analisar sismogramas individuais, bem como uma interface Web que permitirá que usuários consultem grandes catálogos sísmicos de forma rápida e acessem relatórios de eventos sumarizados.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (1) . , Integrantes: Bruno Motta de Carvalho - Coordenador / DO NASCIMENTO, ADERSON F. - Integrante.

• 2020 - Atual

  Reconstrução, Processamento, Análise e Visualização de Dados médicos Multidimensionais, Descrição: O principal objetivo deste projeto é o desenvolvimento de novas técnicas para reconstruir e analisar dados de ressonância magnética de respiração livre. Estas técnicas serão implementadas e validadas no framework XD-GRASP [3]. O método de reconstrução atualmente usado no XD-GRASP classifica os dados de acordo com os estados respiratórios associados a cada projeção e, em seguida, emprega uma abordagem de reconstrução de detecção comprimida para reconstruir os dados esparsos. Embora as técnicas de reconstrução a serem investigadas neste projeto sejam associadas aos dados de MRI, os métodos e ferramentas de compressão, segmentação, visualização e análise a serem desenvolvidos serão genéricos no sentido de que poderão ser usados com dados multidimensionais de outras fontes.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (3) / Mestrado acadêmico: (1) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Bruno Motta de Carvalho - Coordenador / Selan Rodrigues dos Santos - Integrante / Edson Alyppyo Gomes Coutinho - Integrante.

• 2019 - Atual

  WATCH - Um Aplicativo Android para o Acompanhamento do Tratamento de Feridas Crônicas, Descrição: Todo ano, milhões de pessoas são acometidas por feridas crônicas em todo o mundo, sendo resultantes principalmente de doenças pré-existentes como diabetes e insuficiência venosa. Como o processo de tratamento de feridas crônicas é custoso e demanda tempo para que sejam eliminadas, o custo humano em termos de horas dispendidas por profissionais de enfermagem é considerável. Esses profissionais precisam executar diversas atividades durante a assistência aos pacientes, além da aplicação de medicamentos e curativos, como a correta identificação e classificação dos tecidos da ferida, medição da área da ferida e registro das atividades. Este projeto, parte do projeto de pesquisa e inovação tecnológica "Uso de um Sistema Computacional para Acompanhamento do Tratamento de Feridas'', se propõe a desenvolver um aplicativo para dispositivos móveis que auxiliará profissionais de enfermagem durante o tratamento de feridas crônicas. O aplicativo realizará a segmentação das feridas, seguida pela classificação dos tecidos que compõem a ferida, de modo a registrar a evolução do tratamento sendo utilizado. Os aplicativos atuais de auxílio ao tratamento de feridas crônicas têm limitações conhecidas quanto a acurácia das medições de áreas, pois, em sua maioria, se baseiam em retângulos projetados na tela do dispositivo e um objeto de referência para estimá-las. A metodologia proposta no nosso aplicativo utiliza métodos de segmentação e classificação com alta acurácia, além de utilizar reconstruções tridimensionais para a recuperação da profundidade das feridas, já que as medições baseadas em projeções bidimensionais são comprovadamente ineficazes, principalmente em áreas de alta curvatura. O aplicativo será desenvolvido para o sistema operacional Android, que possui a maior quota de mercado, possibilitando um maior alcance da ferramenta,, sendo que uma versão de testes com os métodos de segmentação e classificação foi utilizada com sucesso em diversos smartphones de alto, médio e baixo custos. O produto final será implementado em uma arquitetura híbrida, que permitirá que o aplicativo seja operado nos modos local (executando os métodos de segmentação, classificação e reconstrução nos smartphones) e cliente-servidor, onde a classificação e reconstrução são executadas no servidor, devido a maior demanda computacional. Finalmente, o aplicativo produzirá relatórios de atendimentos específicos e longitudinais, agrupando vários atendimentos, de modo a subsidiar os profissionais com informações sobre a evolução dos tratamentos.. , Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) Doutorado: (1) . , Integrantes: Bruno Motta de Carvalho - Coordenador / Bruno Santana da Silva - Integrante / Julianny Barreto Ferraz - Integrante.

• 2012 - 2018

  Modelagem e Simulação Computacional de Porosidade e Permeabilidade de Rochas Sedimentares Aquíferas e Portadoras de Hidrocarbonetos, Descrição: Atualmente, 1 em 8 pessoas não tem acesso a água limpa no mundo todo. Doenças resultantes da falta deágua não contaminada matam mais crianças com menos de 5 anos do que HIV/AIDS, malária etuberculose juntas. As Nações Unidas divulgaram que mais pessoas morrem de doenças resultantes dafalta de água limpa e tratamento de esgotos do que de todas as formas de violência, incluindo-se guerras.Para que os governos possam oferecer água limpa de forma sustentável, é de extrema importância que setenha acompanhamento e manejo adequados das reservas subterrâneas de água (aquíferos), de modo acompreender suas capacidades e propriedades, permitindo a exploração sustentável e a definição deações para a prevenção da contaminação dos mesmos.Apesar do desenvolvimento de novas alternativas energéticas e o alto investimento aplicado em energiaslimpas ou renováveis, a demanda crescente e contínua de energia de baixo custo e a grandedisponibilidade de recursos de hidrocarbonetos fazem com que o petróleo ainda seja a mais importantefonte da matriz energética mundial atualmente e por pelo menos mais algumas décadas. Para que estaenergia ainda se mantenha atrativa, pelo maior tempo possível é importante que os custos de prospecção eexploração sejam minimizados. Para tal, a modelagem e a simulação dos fluxos de fluidos dehidrocarbonetos em rochas é extremamente importante, pois pode permitir uma maior taxa de recuperaçãodos hidrocarbonetos.A análise de imagens de meios porosos é um campo científico tecnológico novo, que objetiva descrever esimular propriedades importantes das rochas, através de procedimentos computacionais sobre modeloscientíficos extremamente modernos e poderosos. Apesar de ser uma área de estudo recente, pesquisas járealizados por alguns centros de pesquisas nacionais e internacionais têm demonstrado que a referidametodologia representa uma ferramenta viável no estudo e na predição de propriedades das rochas,auxiliando principalmen. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (2) Doutorado: (1) . , Integrantes: Bruno Motta de Carvalho - Coordenador / Luiz Marcos G Gonçalves - Integrante / Leandson Roberto Fernades de Lucena - Integrante / Joana D'Arc Freire de Medeiros - Integrante / Marcelo Ferreira Siqueira - Integrante / Débora do Carmo Sousa - Integrante / Walter Eugênio de Medeiros - Integrante / Marcela Marques Vieira - Integrante., Financiador(es): Fundação de Apoio à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Norte - Auxílio financeiro.

• 2010 - 2012

  Desenvolvimento de Algoritmos de Apoio ao Desenvolvimento de Aplicações Interativas para TV Digital usando GPUs (Graphics Processing Units): Processamento de Imagens, Realidade Virtual e Codec H.264, Descrição: Processamento de Imagens e Visão Computacional são sub-áreas da computação que manipulam imagens, de modo a melhorar sua qualidade de acordo com algum critério, ou a fim de extrair informações que possam caracterizar as imagens ou objetos presentes nas mesmas. A evolução da capacidade de processamento dos computadores tem permitido que técnicas cada vez mais complexas sejam aplicadas a imagens, volumes e filmes. Uma GPU (sigla do Inglês Graphics Processing Unit ? unidade de processamento gráfico) é um dispositivo dedicado à renderização gráfica utilizado em computadores pessoais (PCs), estações de trabalho e consoles de jogos. As GPUs mais modernas são altamente eficientes na manipulação de dados em grandes quantidades, e suas estruturas altamente paralelas as tornam mais eficientes do que CPUs na resolução de um grande número de algoritmos complexos. Uma GPU pode residir em uma placa de vídeo ou na placa-mãe, sendo geralmente menos potentes neste último caso. Este projeto propõe o desenvolvimento e implementação de algoritmos em GPUs em três áreas diferentes, que são processamento de imagens, visão computacional e realidade virtual. A seguir descrevemos brevemente as aplicações que serão implementadas e que poderão ser utilizadas no desenvolvimento de aplicações para TV digital. A primeira idéia proposta neste projeto é a do desenvolvimento de metodologias para acelerar a denominada visão de baixo nível (low-level vision) em algoritmos de visão robótica, ou seja, a etapa dos algoritmos de visão computacional que geralmente envolve o pré-processamento de imagens para fornecer dados mais adequados às etapas posteriores. A segunda idéia proposta neste projeto é a implementação paralela da segmentação fuzzy, que é uma técnica que determina, para cada elemento da imagem, um grau de pertinência (entre 0 e 1) indicando a certeza desse elemento pertencer ou não a um determinado objeto existente na imagem. A terceira idéia proposta versa sobre a implementação para. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Mestrado acadêmico: (2) / Doutorado: (1) . , Integrantes: Bruno Motta de Carvalho - Coordenador., Financiador(es): Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2007 - 2009

  Reconstrução e Processamento de Sinais Biológicos, Descrição: molecular. A técnica de aquisição single-particle imaging em microscopia eletrônica propicia uma nova forma de se estudar arranjos moleculares, que geralmente são muito grandes e flexíveis para serem adquiridos usando-se cristalografia de raios-X [Frank, 2002]. Entretanto, como as moléculas que são adquiridas usando-se microscopia eletrônica não são muito maiores que os elétrons que são atirados pelo microscópio, as amostras são irradiadas com uma quantidade muito pequena de energia, gerando imagens com uma razão de sinal-ruído (SNR) muito baixa (geralmente menor que 1.0). As técnicas do tipo Algebraic Reconstruction Techniques (ART) têm a característica de que seus resultados não são afetados pelo aumento do ângulo do cone de aquisição dos dados [Carvalho and Herman, 2003] e que, além disso, são mais robustas na presença de ruídos nos dados (característica de tomografias com baixa dosagem e de dados de microscopia eletrônica) do que os algoritmos de inversão comumente utilizados para reconstrução [Marabini, Herman and Carazo, 1998]. Um exemplo de aplicação onde são utilizados dados de baixa dosagem são triagens médicas que usam tomografias, onde pacientes em potencial são submetidos a exames na tentativa de se detectar doenças no seu início, como por exemplo na detecção de nódulos pulmonares na população em geral. Neste caso, é importante que o exame seja de baixa dosagem para que não se aumente muito a probabilidade do paciente adquirir alguma enfermidade devido a exposição à radiação. Este projeto propõe a aceleração de técnicas de reconstrução iterativas do tipo ART (que são menos sensíveis à ruídos que outras técnicas de reconstrução) usando placas gráficas programáveis (Graphics Processing Units - GPUs). Nestas implementações, projeções das funções de base (blobs), são armazenadas em texturas que são projetadas perspectivamente no plano dos detectores (usando o hardware da placa gráfica) na projeção direta, e de volta a solução iterativa na projeção inversa [M. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) / Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: Bruno Motta de Carvalho - Coordenador., Financiador(es): (CNPq) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2005 - 2007

  Geração de Animações Não-Realistas para Estilização de Vídeos, Descrição: As principais questões a serem investigadas neste projeto são técnicas mais robustas de segmentação e extração de movimentos em sequências de vídeo, e a investigação de técnicas de renderização não-realistas e de interação com os usuários. Isso possibilitará a diminuição do número de quadros-chave necessários para a geração da animação e da quantidade de tempo de intervenção do usuário necessário, deste modo acelerando a produção das animações. No âmbito de segmentação, nós pretendemos investigar e desenvolver dois tipos de algoritmos para a segmentação de vídeos e extração de movimentos: métodos baseados em wavelets e métodos de segmentação por crescimento de regiões. Enquanto a própria estrutura das wavelets se mostra apropriada para tratar problemas deste tipo, no caso de técnicas de segmentação por crescimento de regiões, faz-se necessária a introdução de para a manutenção da consistência de segmentações inter-quadros. Isto pode ser feito através da propagação de segmentações e informações relativas ao movimento de pixels em quadros vizinhos. No âmbito de renderização, nós propomos investigar quais tipos de renderização não-realistas existentes podem ser aplicados a vídeos produzindo resultados agradáveis, e desenvolver novos estilos de renderização não-realistas. Tipos de renderização não-realistas a serem implementados serão inspirados em técnicas meio artístico. Os resultados das implementações destas técnicas serão avaliados de acordo com sua capacidade de reproduzir tais efeitos. Como não é desejável o adiamento do início do desenvolvimento destas técnicas até que se obtenha resultados satisfatórios dos algoritmos de segmentação, nos propomos a utilização das animações realistas usadas para testes dos algoritmos de segmentação como entradas iniciais.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (2) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (2) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (0) . , Integrantes: Bruno Motta de Carvalho - Coordenador., Financiador(es): (CNPq) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - Auxílio financeiro.

• 2003 - 2005

  Interactive Implicit Shape Transformation, Descrição: A metamorphosis, or morph, describes how a source shape gradually deforms until it takes on the form of a target shape. Morphs are also called shape transformations, and are used in CAD (to construct novel shapes from basic primitives) and in motion picture special effects (to show one character transforming into another). Morphs can be represented parametrically or implicitly. In the parametric representation, points of the source shape gradually move to the final shape through a linear or smooth path. Essential to a parametrical transformation is a dense set o point correspondence between the shapes, whereas this dense set is often generated from a sparse user-defined set. In an implicit morph, an implicit function describes the geometry. Intermediate shapes are acquired by extracting level sets of the function at different time slices. The primary advantages of implicit methods for shape transformations are that they can generate a plausible transition between shapes of different topologies and that they do not require user-defined point correspondences between the source and target shapes. The approach advocated in this project is the use of programable graphics card hardware for speeding up the construction of the implicit shape transformations in real-time. This allows a user to interactively modify parameters of the morph (such as scaling, translation, rotation and warps) and immediately visualize the resulting changes in the intermediate shapes.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (0) . , Integrantes: Bruno Motta de Carvalho - Integrante / Quynh Dihn H. - Coordenador., Financiador(es): Stevens Institute Of Technology - Outra.

• 2001 - 2003

  Image Processing in Biological 3D Electron Microscopy, Descrição: Three-dimensional electron microscopy (3D EM) is a powerful technique for imaging complex biological macromolecules in order to further the understanding of their functions. It is achieving high goals and exceeding expectations unthinkable only a few years ago. However, there are still some problem areas where either not enough work has been invested or the work has not as yet been fruitful. A multidisciplinary approach is proposed to shed light on three of these areas by the application of image processing techniques: (i) Incorporation of realistic image formation models into new reconstruction algorithms which take into account image blurring models of the aberrations of the electron microscope and which are at the same time noise-resistant and flexible with respect to the different data collection geometries. (ii) Incorporation of knowledge regarding the specimen obtained by means other than EM, such as high resolution surface relief information and information regarding the chemical nature of the specimen. (iii) Improvement of the rendering and the analysis of the reconstructed volumes by the development of more accurate segmentation (of the specimen from its background) and visualization algorithms. These basic aims are to be complemented by a rigorous approach to validating claims of superiority of any of the newly developed methods over those used in current practice. The approach will include very realistic simulations of the electron microscopic imaging process on structures in the Protein Data Bank. Image processing methodology for obtaining more accurate structural information by 3D EM than what can be achieved by current techniques will contribute to our understanding of the detailed molecular mechanisms of some of the key cell functions and, consequently, impact on the field of drug discovery. The proposed work is relevant to cardiovascular and pulmonary disease and health and to blood research.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (7) . , Integrantes: Bruno Motta de Carvalho - Integrante / Gabor T. Herman - Coordenador / Eilat Vardi - Integrante / Edgar Garduño - Integrante / Deniz Sarioz - Integrante / Hstau Y Liao - Integrante / Joel Dubowy - Integrante / Miroslaw Kalinowski - Integrante., Financiador(es): National Institute Of Health - Outra., Número de produções C, T & A: 8

• 1997 - 2001

  IMAGE RECONSTRUCTION IN TOMOGRAPHIC RADIOLOGY, Descrição: The overall aim of this proposal is the development, implementation, testing and evaluation of computer methods for image reconstruction in tomographic radiology, and the application and evaluation of the resulting software for some specific problems in medicine. Algorithms for image reconstruction from projections form the foundations of modem methods of tomographic imaging in radiology, such as computed tomography (CT) and positron emission tomography (PET). We aim at demonstrable improvements in the efficacy of reconstruction algorithms for specific applications of such radiological modalities. The proposed work is sub-divided into three symbiotic projects: (i) image modeling; (ii) image reconstruction algorithms; (iii) image evaluation. The first project aims at the development of a methodology to provide statistical models of ensembles of images so that random samples from these ensembles will resemble images that we are likely to come across in some specific radiological applications. The second project aims at improving the state of the art in the area of reconstruction algorithms, specifically by making use of the image models of the first project and considering the needs of the third project. The third project aims at developing and applying a methodology for the evaluation of the problem-specific efficacy of reconstruction algorithms. It will feed back to the first two projects by providing a means of problem-specific optimal selection of free parameters in both image models and in reconstruction algorithms. The combined result of the successful completion of these three projects will be the statistically rigorous demonstration of the superior medical efficacy of images produced by computationally efficient reconstruction algorithms which make use of image modeling priors. The health-related significance of this work is two-fold. In the short- term, it will lead to higher quality images in a number of clinically useful applications of CT and PET (in p. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (0) / Especialização: (0) / Mestrado acadêmico: (0) / Mestrado profissional: (0) / Doutorado: (0) . , Integrantes: Bruno Motta de Carvalho - Integrante / Gabor T. Herman - Coordenador / Samuel Matej - Integrante / Eilat Vardi - Integrante / Edgar Garduño - Integrante / Hstau Y Liao - Integrante / T K Narayan - Integrante., Financiador(es): National Institute Of Health - Outra., Número de produções C, T & A: 8

Prêmios