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Modelagem por redes (grafos) e técnicas de reconhecimento de padrões: estrutura, dinâmica e aplicações

Processo: 05/00587-5
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Temático
Vigência: 01 de junho de 2006 - 31 de maio de 2011
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Ciência da Computação - Metodologia e Técnicas da Computação
Convênio/Acordo: STIC-AmSud
Pesquisador responsável:Roberto Marcondes Cesar Junior
Beneficiário:Roberto Marcondes Cesar Junior
Pesq. responsável no exterior: Marie-France Sagot
Instituição no exterior: Université Claude Bernard Lyon 1, França
Pesq. responsável no exterior: Eric Goles
Instituição no exterior: Universidad Adolfo Ibáñez (UAI), Chile
Instituição-sede: Instituto de Matemática e Estatística (IME). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
Pesquisadores principais:Junior Barrera ; Luciano da Fontoura Costa
Bolsa(s) vinculada(s):10/14314-9 - Decomposição puramente sequencial a partir da sup-representação de w-operadores, BP.MS
10/01994-1 - Investigação sistemática da morfologia neuronal através da base de dados pública NeuroMorpho, BP.IC
10/04914-9 - Busca de objetos em vídeos baseada em modelos obtidos a partir de um conjunto de imagens, BP.MS
+ mais bolsas vinculadas 10/00927-9 - Classificação de textos com redes complexas, BP.DD
09/04450-5 - Aplicativo móvel para assistência a deficientes visuais na identificação de textos, BP.MS
09/12253-5 - Aspectos teóricos e práticos do classificador baseado em segmentos de retas em problemas de Multiclassificação, BP.MS
09/04274-2 - Implementação eficiente de operadores morfológicos usando técnicas de pré-processamento, BP.MS
10/00523-5 - Rotulação e extração de contornos de estruturas ramicadas, BP.IC
09/16799-2 - Análise de formas naturais em biologia e medicina, BP.PD
09/12107-9 - Gerente dos projetos de software livre ligados ao projeto temático, BP.TT
09/02941-1 - Uso de redes complexas em processamento de línguas naturais, BP.MS
09/03124-7 - Identificando genes canalizadores usando redes booleanas probabilísticas contextuais, BP.MS
09/04449-7 - Animação de faces tridimensionais baseada em registro estrutural, BP.MS
08/10882-2 - Gerente dos projetos de software livre ligados ao projeto temático, BP.TT
08/09006-3 - Programador para o software livre de análise de formas e reconhecimento de padrões, BP.TT
08/06081-4 - Segmentação, análise e classificação de imagens com estruturas finas, BP.DR
08/53721-9 - Amostragem em redes complexas, BP.PD
08/03052-3 - Análise e identificação de redes gênicas por meio de técnicas de análise de sistemas complexos e Teoria da Informação, BP.PD
08/53127-0 - Dinâmica de comunicação em redes corticais através da absorção de atividades, BP.IC
07/54742-7 - Dinâmicas de Ising/Potts e reação-difusão em redes complexas corticais e neuronais, BP.DR
08/01239-9 - Administrador de rede Linux, BP.TT
07/56288-1 - Reconhecimento estrutural de pontos-chave em visão computacional, BP.DR
07/01128-0 - Predição do comportamento estrutural e mecânico de misturas de concreto asfáltico utilizando técnicas de processamento digital de imagens, BP.PD
07/50633-9 - Redes complexas: uma abordagem por mineração de dados, BP.PD
07/50882-9 - Caracterização e modelagem de redes biológicas, BP.DR
07/50988-1 - Estudo da forma, função e expressão gênica em neurociência, BP.DR
06/52767-0 - Reconhecimento estrutural de padrões: abordagem por grafos, BP.DR
06/61743-7 - Relacionamento topologia dinâmica em redes complexas, BP.DR
06/56128-1 - Modelagem por redes (grafos) e técnicas de reconhecimento de padrões: estrutura, dinâmica e aplicações, BP.TT - menos bolsas vinculadas
Assunto(s):Biologia computacional  Processamento de imagens  Reconhecimento de padrões  Visão computacional 

Resumo

Dentre os desafios enfrentados atualmente pela pesquisa em reconhecimento de padrões, cabe ressaltar três linhas fundamentais: (a) problemas em que elementos devem ser descritos estruturalmente através de uma rede indicando conexões entre tais elementos; (b) problemas envolvendo a evolução da informação ao longo de alguma variável independente (e.g. tempo, no caso de seqüências de vídeo); (c) problemas envolvendo ambos aspectos, i.e. uma rede de elementos cuja dinâmica evolui ao longo de alguma variável independente. O presente projeto temático, unindo os grupos de visão do IME-USP e IFSC-USP, além de pesquisadores colaboradores de outras instituições, prevê o estudo, desenvolvimento e aplicação de técnicas de reconhecimento de padrões com esses três itens formando o tema de integração da pesquisa. Além da área de reconhecimento de padrões, o projeto inclui técnicas e problemas de visão computacional, processamento de imagens e de sinais e bioinformática, todas sendo áreas de trabalho dos pesquisadores proponentes. As atividades de pesquisa tratarão de aspectos de reconhecimento de padrões e de redes em ambas direções: (1) utilização de técnicas de reconhecimento de padrões para auxiliar na análise de redes em aplicações específicas; (2) desenvolvimento de técnicas de reconhecimento de padrões baseadas em redes. Esta linha de pesquisa incluirá a utilização de grafos em reconhecimento estrutural de padrões e raciocínio espacial. Os métodos em tais abordagens são marcados pelo fato que a tarefa de reconhecimento não envolve apenas os objetos em uma imagem, mas igualmente as relações entre tais objetos. Parte da importância da utilização dessas relações advém do fato que tais relações são frequentemente mais estáveis nas cenas que muitas propriedades dos objetos em si. Em particular, pretende-se explorar técnicas que descrevem a estrutura dos elementos em imagens através de grafos. Nesse caso, a rede é formada por elementos de uma imagem cujos arcos representam relações entre tais elementos. A segunda linha de ação do projeto trata de reconhecimento de padrões aplicado a problemas envolvendo dinâmica, ou seja, padrões que evoluem ao longo de alguma variável independente. Uma das áreas que serão cobertas no projeto é a análise de vídeo digital, em que a informação visual evolui em função do tempo. Finalmente, problemas envolvendo redes e dinâmica são considerados os mais difíceis, ou seja, problemas modelados por uma rede de elementos de interesse cujo comportamento evolui com o tempo. Um exemplo importante ocorre em bioinformática com as chamadas redes de genes. Nesse caso, os genes são modelados em uma rede em que as ligações representam a capacidade de um gene influenciar (ou ser influenciado) no comportamento de um outro gene. A dinâmica de tal rede nasce da evolução do comportamento dos genes na medida que o tempo (ou alguma outra variável) progride. As técnicas desenvolvidas serão aplicadas na resolução de problemas nas duas principais áreas de atuação dos pesquisadores principais: visão computacional e biologia computacional (bioinformática). Em relação à visão computacional, as seguintes aplicações serão abordadas: (1) Processamento de imagens por w-operadores; (2) Análise de vídeo digital para rastreamento, segmentação e reconhecimento; (3) Classificação de formas e reconhecimento estrutural de padrões; (4) Análise de estruturas de ramificação formando redes. Em relação à biologia computacional, as seguintes aplicações serão abordadas: (1) Identificação de redes de dependência gênica; (2) Aplicação de técnicas de processamento multi-escala de sinais e de reconhecimento de padrões em problemas de classificação em bioinformática. (AU)

Matéria(s) publicada(s) na Agência FAPESP sobre o auxílio:
Células “mães” se sacrificam por “filhas” 
Genes escolhidos 
Matéria(s) publicada(s) na Revista Pesquisa FAPESP sobre o auxílio:
Pesquisadores revelam a relação entre células 'mães' e 'filhas' 
A arquitetura dos tecidos 

Publicações científicas (77)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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MOREIRA-FILHO, CARLOS ALBERTO; BANDO, SILVIA YUMI; BERTONHA, FERNANDA BERNARDI; SILVA, FILIPI NASCIMENTO; COSTA, LUCIANO DA FONTOURA; FERREIRA, LEANDRO RODRIGUES; FURLANETTO, GLAUCIO; CHACUR, PAULO; NOGUEIRA ZERBINI, MARIA CLAUDIA; CARNEIRO-SAMPAIO, MAGDA. Modular transcriptional repertoire and MicroRNA target analyses characterize genomic dysregulation in the thymus of Down syndrome infants. ONCOTARGET, v. 7, n. 7, p. 7497-7533, FEB 16 2016. Citações Web of Science: 2.
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