Made available in DSpace on 2016-06-02T20:06:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5124.pdf: 1092134 bytes, checksum: 388bf73f3290c7488cfc2f6292329274 (MD5) Previous issue date: 2013-04-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / We review the Dirichlet process mixture model and investigate its performance as a classification method. The first aspect considered is its sensibility to the choice of location parameter of the base distribution. The second aspect considers the performance of the model regarding the departure of the parameters of the component distributions. Simulation results with mixture of normal distributions indicate sensibility to location parameters choices, of the base distribution, and good performance even when components with normal distributions differ only in variances. Finally, we apply the method to three data sets. / Neste trabalho, analisamos os aspectos práticos de um modelo bayesiano não paramétrico conhecido como modelo de mistura por processo de Dirichlet. Procedemos a um estudo de simulação com o objetivo de investigar a performance do modelo, no que diz respeito à classi _cação de dados oriundo de populações heterogêneas, em subgrupos (ou componentes). Os dados em cada componente identificado são assumidos terem uma distribuição normal, de forma que os dados de todos os componentes, juntos são assumidos serem originados de uma mistura de distribuições normais. Para veri_car este desempenho, procedemos a uma análise para investigar dois aspectos. O primeiro aspecto considerado está relacionado a sensibilidade do modelo, quanto a escolha do parâmetro de locação da distribuição base adotada, normal-gama-invertida, para o processo de Dirichlet, o qual é usado como distribuição a priori para o modelo, como em um simples problema de Bayes. O segundo aspecto diz respeito à performance do modelo em relação ao afastamento dos parâmetros, média e variância, das distribuições dos componentes. Os resultados das simulações com estas misturas de distribui ções normais, indicam sensibilidade do método para a escolha do parâmetro de locação da distribuição base normal-gama-invertida e também indicam uma boa performance, mesmo quando os componentes com distribuições normais diferem entre si apenas na variabilidade dos dados. Finalmente, aplicamos este método para três conjuntos de dados reais, sendo o último uma aplicação em dados de mistura de modelos de regressão.

Submitted by dayse paz (daysepaz@hotmail.com) on 2016-04-06T14:41:40Z No. of bitstreams: 1 Diserta_o_Vanessa_Brito.pdf: 1599477 bytes, checksum: 07d436c3a3d3c4454a7866d4dfa32c22 (MD5) / Approved for entry into archive by cleuza maria medina dos santos (cleuzamai@yahoo.com.br) on 2016-04-07T00:06:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Diserta_o_Vanessa_Brito.pdf: 1599477 bytes, checksum: 07d436c3a3d3c4454a7866d4dfa32c22 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-07T00:06:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diserta_o_Vanessa_Brito.pdf: 1599477 bytes, checksum: 07d436c3a3d3c4454a7866d4dfa32c22 (MD5) Previous issue date: 2013 / O presente trabalho investigou a dieta de Platalea ajaja (colhereiro) e Ardea alba (garça-brancagrande), em 2011/2012, em um ambiente límnico (banhado do Aguirre) e outro estuarino na Lagoa dos Patos (ilha dos Marinheiros), Rio Grande, RS, no sul do Brasil. Foram analisados regurgitados espontâneos, conteúdos gastrointestinais, pellets, lavagem estomacal e isótopos estáveis. Os itens alimentares mais importantes na caracterização direta da dieta de P. ajaja no estuário foram os insetos (PSIRI% = 47,2), seguido de crustáceos (PSIRI% = 30,4) e peixes (PSIRI% = 12,6). No ambiente límnico P. ajaja teve uma dieta com predomínio de insetos (PSIRI% = 59,9), seguido de peixes (PSIRI% = 19,8). No estuário a dieta de A. alba foi predominantemente piscívora (PSIRI% = 53,3), seguido em importância pelos crustáceos (PSIRI% = 30,8). Entretanto, no ambiente límnico A. alba teve os insetos como item alimentar principal (PSIRI% = 58,9), seguido de peixes (PSIRI% = 27,9). Sangue de filhotes com mais de três semanas de vida e presas/alimentos potenciais tiveram os isótopos estáveis de carbono (δ 13C) e nitrogênio (δ 15N) analisados. No ambiente límnico A. alba apresentou valores médios de δ 15N semelhantes a P. ajaja límnico, diferenciando-se de A. alba e P. ajaja estuarinos. Os valores médios de δ 13C nas duas espécies e locais foram semelhantes, porém menor em sangue de A. alba estuarina. O modelo linear generalizado (GLM) explicou 44% na variação dos dados de δ 15N, diferindo entre os locais e influenciado pelo tamanho do filhote. O GLM com os valores de δ 13C explicou 22% da variação nos valores, indicando que A. alba alimenta os filhotes com outros itens alimentares dependendo do local, enquanto os filhotes de P. ajaja possuem uma alimentação límnica nos dois ambientes. Os modelos bayesianos de misturas de isótopos (SIAR) indicaram presas límnicas para P. ajaja nos dois ambientes, corroborando os resultados do GLM e dos métodos de estudo de dieta tradicionais. Portanto, A. alba utiliza as áreas próximas ao local de reprodução para se alimentar, não apresentando preferência por área de forrageamento estuarino ou límnico. Em ambiente límnico as duas espécies podem utilizar recursos alimentares semelhantes, enquanto no ambiente estuarino a sobreposição na dieta diminui, por alimentaremse em diferentes locais e distintos itens alimentares. Através de diversas metodologias verificouse que P. ajaja alimenta-se de presas límnicas, apesar de reproduzir-se em ambos os ambientes, enquanto A. alba alimenta-se de presas límnicas e estuarinas dependendo do local onde ocorre sua reprodução. / This study investigated the diet of Roseate spoonbills (Platalea ajaja) and Great egrets (Ardea alba) in 2011/2012, in two colonies, one in a freshwater (Aguirre marsh) and another in the Lagoa dos Patos estuary (Marinheiros island), both in Rio Grande municipality, Rio Grande do Sul state, southern Brazil. Spontaneous regurgitations, gut contents, of dead chicks, pellets, stomach flushing and stable isotopes of chicks were analysed. The most important prey items for estuarine spoonbills were insects (PSIRI% = 47.2), crustaceans (PSIRI% = 30.4) and fish (PSIRI% = 12.6). In the freshwater colony, spoonbills had diet composed mostly by insects (PSIRI% = 59.9) and fish (PSIRI% = 19.8). In the estuary, egrets had a predominantly piscivorous diet (PSIRI% = 53.3), followed in importance by crustaceans (PSIRI% = 30.8). However, in the freshwater colony egrets had insects as the main food items (PSIRI% = 58.9), followed by fish (PSIRI% = 27.9). Blood of chicks over three weeks and tissues of potential food items had stable isotopes of carbon (δ 13C) and nitrogen (δ 15N) analised. In the freshwater environment, egrets had mean δ 15N values similar to freshwater spoonbills, but different from egrets and spoonbills from the estuarine site. Mean values of δ 13C in both places and sites were similar, but higher in estuarine egrets. A generalized linear model (GLM) explained 44% in the variation in δ 15N values, differing between sampling sites and influenced by chick size. The GLM on δ 13C values explained only 22% in data variation, suggesting that egrets feed their chicks with different prey items, depending on the place where the colony is placed. On the other hand, spoonbills had limnetic feeding only, no matter the place where they are breeding. Bayesian stable isotope mixing models (SIAR) indicate that limnetic prey were important for spoonbill chicks in both colonies, in line with GLM analysis and dietary data using traditional methods. Therefore, egrets forage in areas near breeding places, without preferences for freshwater or estuarine habitats. In the freshwater colony egrets and spoonbills could rely on similar feeding resources, while in estuarine environments competition seems to be relaxed by feeding on different places and prey items. By using different methodologies it was possible infer that spoonbills feed on freshwater food items, no matter where they breed, while egrets use both limnetic and estuarine food items, depending where the colony is placed.

Experiments with broiler chickens are common today, because due to the great market demand for chicken meat, the need to improve the factors related to the production of broiler chicken has arisen. Many studies have been done to improve handling techniques. In these studies statistical analysis methods and techniques are employed. In studies with comparisons between treatments, it is not uncommon to observe a lack of significant effect even when there is evidence to indicate the significance of the effects. In order to avoid such eventualities it is fundamental to carry out a good planning before conducting the experiment. In this context, a study of the power of the F test was made emphasizing the relationships between test power, sample size, mean difference to be detected and variance for chicken weights data. In the analysis of data from experiments with broilers with mixed sexes and that the experimental unit is the box, generally the models used do not take into account the variability between the sexes of the birds, this affects the precision of the inference on the population of interest . We propose a model for the total weight per box that takes into account the sex information of the broiler chickens. / Experimentos com frangos de corte são comuns atualmente, pois devido à grande demanda de mercado da carne de frango surgiu a necessidade de melhorar os fatores ligados à produção do frango de corte. Muitos estudos têm sido feitos para aprimorar as técnicas de manejo. Nesses estudos os métodos e técnicas estatísticas de análise são empregados. Em estudos com comparações entre tratamentos, não é incomum observar falta de efeito significativo mesmo quando existem evidências que apontam a significância dos efeitos. Para evitar tais eventualidades é fundamental realizar um bom planejamento antes da condução do experimento. Nesse contexto, foi feito um estudo do poder do teste F enfatizando as relações entre o poder do teste, tamanho da amostra, diferença média a ser detectada e variância para dados de pesos de frangos. Na análise de dados provenientes de experimentos com frangos de corte com ambos os sexos e que a unidade experimental é o boxe, geralmente os modelos utilizados não levam em conta a variabilidade entre os sexos das aves, isso afeta a precisão da inferência sobre a população de interesse. Foi proposto um modelo para o peso total por boxe que leva em conta a informação do sexo dos frangos.

Experiments with broiler chickens are common today, because due to the great market demand for chicken meat, the need to improve the factors related to the production of broiler chicken has arisen. Many studies have been done to improve handling techniques. In these studies statistical analysis methods and techniques are employed. In studies with comparisons between treatments, it is not uncommon to observe a lack of significant effect even when there is evidence to indicate the significance of the effects. In order to avoid such eventualities it is fundamental to carry out a good planning before conducting the experiment. In this context, a study of the power of the F test was made emphasizing the relationships between test power, sample size, mean difference to be detected and variance for chicken weights data. In the analysis of data from experiments with broilers with mixed sexes and that the experimental unit is the box, generally the models used do not take into account the variability between the sexes of the birds, this affects the precision of the inference on the population of interest . We propose a model for the total weight per box that takes into account the sex information of the broiler chickens. / Experimentos com frangos de corte são comuns atualmente, pois devido à grande demanda de mercado da carne de frango surgiu a necessidade de melhorar os fatores ligados à produção do frango de corte. Muitos estudos têm sido feitos para aprimorar as técnicas de manejo. Nesses estudos os métodos e técnicas estatísticas de análise são empregados. Em estudos com comparações entre tratamentos, não é incomum observar falta de efeito significativo mesmo quando existem evidências que apontam a significância dos efeitos. Para evitar tais eventualidades é fundamental realizar um bom planejamento antes da condução do experimento. Nesse contexto, foi feito um estudo do poder do teste F enfatizando as relações entre o poder do teste, tamanho da amostra, diferença média a ser detectada e variância para dados de pesos de frangos. Na análise de dados provenientes de experimentos com frangos de corte com ambos os sexos e que a unidade experimental é o boxe, geralmente os modelos utilizados não levam em conta a variabilidade entre os sexos das aves, isso afeta a precisão da inferência sobre a população de interesse. Foi proposto um modelo para o peso total por boxe que leva em conta a informação do sexo dos frangos.

[pt] Esta tese propõe uma metodologia para obter uma solução para problemas de programação linear fuzzy. A metodologia aqui descrita apresenta um conjunto de soluções em que tanto os valores das variáveis quanto o valor ótimo para a função de custo, ou função objetivo, possuem uma faixa de valores possíveis. Assim, é possível fornecer um conjunto de soluções factíveis que atendam a diferentes cenários, além de fornecer ao tomador de decisões uma ferramenta de análise mais útil, permitindo que sejam analisadas outras soluções possíveis antes de se escolher uma solução em particular. O problema é resolvido de forma iterativa, tornando mais simples e de fácil aplicação a metodologia desenvolvida. / [en] This work proposes an approach to obtain a solution to linear fuzzy programming problems. The approach described here presents a solution set in where both the variables values and the cost function optimun value to have an associated membership function. Thus, it is possible to provided not only a feasible solution set applicable to different scenarios but also to supply the decision maker with a more powerful tool for the analysis of other possible solutions. The problem is solved in an interactive way, so that the developed is approach easily applicable and simple to handle

Apresentamos o tópico e a teoria de Modelos de Mistura de Distribuições, revendo aspectos teóricos e interpretações de tais misturas. Desenvolvemos a teoria dos modelos nos contextos de máxima verossimilhança e de inferência bayesiana. Abordamos métodos de agrupamento já existentes em ambos os contextos, com ênfase em dois métodos, o algoritmo EM estocástico no contexto de máxima verossimilhança e o Modelo de Mistura com Processos de Dirichlet no contexto bayesiano. Propomos um novo método, uma modificação do algoritmo EM Estocástico, que pode ser utilizado para estimar os parâmetros de uma mistura de componentes enquanto permite soluções com número distinto de grupos. / We present the topics and theory of Mixture Models in a context of maximum likelihood and Bayesian inferece. We approach clustering methods in both contexts, with emphasis on the stochastic EM algorithm and the Dirichlet Process Mixture Model. We propose a new method, a modified stochastic EM algorithm, which can be used to estimate the parameters of a mixture model and the number of components.

Esta tese se concentra em aplicar os modelos de mistura de distribuições na segmentação de imagens SAR polarimétricas multi-look. Dentro deste contexto, utilizou-se o algoritmo SEM em conjunto com os estimadores obtidos pelo método dos momentos para calcular as estimativas dos parâmetros do modelo de mistura das distribuições Wishart, Kp ou G0p. Cada uma destas distribuições possui parâmetros específicos que as diferem no ajuste dos dados com graus de homogeneidade variados. A distribuição Wishart descreve bem regiões com características mais homogêneas, como cultivo. Esta distribuição é muito utilizada na análise de dados SAR polarimétricos multi-look. As distribuições Kp e G0p possuem um parâmetro de rugosidade que as permitem descrever tanto regiões mais heterogêneas, como vegetação e áreas urbanas, quanto regiões homogêneas. Além dos modelos de mistura de uma única família de distribuições, também foi analisado o caso de um dicionário contendo as três famílias. Há comparações do método SEM proposto para os diferentes modelos com os métodos da literatura k-médias e EM utilizando imagens reais da banda L. O método SEM com a mistura de distribuições G0p forneceu os melhores resultados quando os outliers da imagem são desconsiderados. A distribuição G0p foi a mais flexível ao ajuste dos diferentes tipos de alvo. A distribuição Wishart foi robusta às diferentes inicializações. O método k-médias com a distribuição Wishart é robusto à segmentação de imagens contendo outliers, mas não é muito flexível à variabilidade das regiões heterogêneas. O modelo de mistura do dicionário de famílias melhora a log-verossimilhança do método SEM, mas apresenta resultados parecidos com os do modelo de mistura G0p. Para todos os tipos de inicialização e grupos, a distribuição G0p predominou no processo de seleção das distribuições do dicionário de famílias. / The main focus of this thesis consists of the application of mixture models in multi-look polarimetric SAR image segmentation. Within this context, the SEM algorithm, together with the method of moments, were applied in the estimation of the Wishart, Kp and G0p mixture model parameters. Each one of these distributions has specific parameters that allows fitting data with different degrees of homogeneity. The Wishart distribution is suitable for modeling homogeneous regions, like crop fields for example. This distribution is widely used in multi-look polarimetric SAR data analysis. The distributions Kp and G0p have a roughness parameter that allows them to describe both heterogeneous regions, as vegetation and urban areas, and homogeneous regions. Besides adopting mixture models of a single family of distributions, the use of a dictionary with all the three family of distributions was proposed and analyzed. Also, a comparison between the performance of the proposed SEM method, considering the different models in real L-band images and two widely known techniques described in literature (k-means and EM algorithms), are shown and discussed. The proposed SEM method, considering a G0p mixture model combined with a outlier removal stage, provided the best classication results. The G0p distribution was the most flexible for fitting the different kinds of data. The Wishart distribution was robust for different initializations. The k-means algorithm with Wishart distribution is robust for segmentation of SAR images containing outliers, but it is not so flexible to variabilities in heterogeneous regions. The mixture model considering the dictionary of distributions improves the SEM method log-likelihood, but presents similar results to those of G0p mixture model. For all types of initializations and clusters, the G0p prevailed in the distribution selection process of the dictionary of distributions.

Submitted by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-22T14:32:30Z No. of bitstreams: 1 DissRCA.pdf: 1727058 bytes, checksum: 78d5444e767bf066e768b88a3a9ab535 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-22T14:32:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRCA.pdf: 1727058 bytes, checksum: 78d5444e767bf066e768b88a3a9ab535 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-22T14:32:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissRCA.pdf: 1727058 bytes, checksum: 78d5444e767bf066e768b88a3a9ab535 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-22T14:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissRCA.pdf: 1727058 bytes, checksum: 78d5444e767bf066e768b88a3a9ab535 (MD5) Previous issue date: 2017-06-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / We present the topics and theory of Mixture Models in a context of maximum likelihood and Bayesian inferece. We approach clustering methods in both contexts, with emphasis on the stochastic EM algorithm and the Dirichlet Process Mixture Model. We propose a new method, a modified stochastic EM algorithm, which can be used to estimate the parameters of a mixture model and the number of components. / Apresentamos o tópico e a teoria de Modelos de Mistura de Distribuições, revendo aspectos teóricos e interpretações de tais misturas. Desenvolvemos a teoria dos modelos nos contextos de máxima verossimilhança e de inferência bayesiana. Abordamos métodos de agrupamento já existentes em ambos os contextos, com ênfase em dois métodos, o algoritmo EM estocástico no contexto de máxima verossimilhança e o Modelo de Mistura com Processos de Dirichlet no contexto bayesiano. Propomos um novo método, uma modificação do algoritmo EM Estocástico, que pode ser utilizado para estimar os parâmetros de uma mistura de componentes enquanto permite soluções com número distinto de grupos.

Apresentamos o tópico e a teoria de Modelos de Mistura de Distribuições, revendo aspectos teóricos e interpretações de tais misturas. Desenvolvemos a teoria dos modelos nos contextos de máxima verossimilhança e de inferência bayesiana. Abordamos métodos de agrupamento já existentes em ambos os contextos, com ênfase em dois métodos, o algoritmo EM estocástico no contexto de máxima verossimilhança e o Modelo de Mistura com Processos de Dirichlet no contexto bayesiano. Propomos um novo método, uma modificação do algoritmo EM Estocástico, que pode ser utilizado para estimar os parâmetros de uma mistura de componentes enquanto permite soluções com número distinto de grupos. / We present the topics and theory of Mixture Models in a context of maximum likelihood and Bayesian inferece. We approach clustering methods in both contexts, with emphasis on the stochastic EM algorithm and the Dirichlet Process Mixture Model. We propose a new method, a modified stochastic EM algorithm, which can be used to estimate the parameters of a mixture model and the number of components.

Esta tese se concentra em aplicar os modelos de mistura de distribuições na segmentação de imagens SAR polarimétricas multi-look. Dentro deste contexto, utilizou-se o algoritmo SEM em conjunto com os estimadores obtidos pelo método dos momentos para calcular as estimativas dos parâmetros do modelo de mistura das distribuições Wishart, Kp ou G0p. Cada uma destas distribuições possui parâmetros específicos que as diferem no ajuste dos dados com graus de homogeneidade variados. A distribuição Wishart descreve bem regiões com características mais homogêneas, como cultivo. Esta distribuição é muito utilizada na análise de dados SAR polarimétricos multi-look. As distribuições Kp e G0p possuem um parâmetro de rugosidade que as permitem descrever tanto regiões mais heterogêneas, como vegetação e áreas urbanas, quanto regiões homogêneas. Além dos modelos de mistura de uma única família de distribuições, também foi analisado o caso de um dicionário contendo as três famílias. Há comparações do método SEM proposto para os diferentes modelos com os métodos da literatura k-médias e EM utilizando imagens reais da banda L. O método SEM com a mistura de distribuições G0p forneceu os melhores resultados quando os outliers da imagem são desconsiderados. A distribuição G0p foi a mais flexível ao ajuste dos diferentes tipos de alvo. A distribuição Wishart foi robusta às diferentes inicializações. O método k-médias com a distribuição Wishart é robusto à segmentação de imagens contendo outliers, mas não é muito flexível à variabilidade das regiões heterogêneas. O modelo de mistura do dicionário de famílias melhora a log-verossimilhança do método SEM, mas apresenta resultados parecidos com os do modelo de mistura G0p. Para todos os tipos de inicialização e grupos, a distribuição G0p predominou no processo de seleção das distribuições do dicionário de famílias. / The main focus of this thesis consists of the application of mixture models in multi-look polarimetric SAR image segmentation. Within this context, the SEM algorithm, together with the method of moments, were applied in the estimation of the Wishart, Kp and G0p mixture model parameters. Each one of these distributions has specific parameters that allows fitting data with different degrees of homogeneity. The Wishart distribution is suitable for modeling homogeneous regions, like crop fields for example. This distribution is widely used in multi-look polarimetric SAR data analysis. The distributions Kp and G0p have a roughness parameter that allows them to describe both heterogeneous regions, as vegetation and urban areas, and homogeneous regions. Besides adopting mixture models of a single family of distributions, the use of a dictionary with all the three family of distributions was proposed and analyzed. Also, a comparison between the performance of the proposed SEM method, considering the different models in real L-band images and two widely known techniques described in literature (k-means and EM algorithms), are shown and discussed. The proposed SEM method, considering a G0p mixture model combined with a outlier removal stage, provided the best classication results. The G0p distribution was the most flexible for fitting the different kinds of data. The Wishart distribution was robust for different initializations. The k-means algorithm with Wishart distribution is robust for segmentation of SAR images containing outliers, but it is not so flexible to variabilities in heterogeneous regions. The mixture model considering the dictionary of distributions improves the SEM method log-likelihood, but presents similar results to those of G0p mixture model. For all types of initializations and clusters, the G0p prevailed in the distribution selection process of the dictionary of distributions.