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21	Die raum-zeitliche Variation von Microcystis spp. (Cyanophyceae) und Microcystinen in der Talsperre Quitzdorf (Sachsen) Ihle, Tilo 23 June 2008 (has links) Cyanobakterien bilden zahlreiche bioaktive Substanzen mit zum Teil humantoxischer Relevanz. Nicht selten spielen dabei zyklische Peptide, zu denen unter anderem die Microcystine (MCYST) gehören, eine Schlüsselrolle. MCYST werden u.a. von Microcystis KÜTZING EX LEMMERMANN 1907 gebildet. Erkenntnisse zur ökophysiologischen Funktion der MCYST, die zweifelsfrei bei den Produzenten selbst zu suchen ist, liegen bisher kaum vor. Mit Hilfe von Freilanduntersuchungen sollten im Rahmen der vorliegenden Arbeit Kenntnisse zu einer möglichen ökologischen Funktion der MCYST erweitert und vertieft werden. Grundlage stellte dabei die Phänologie von Microcystis als einer der bedeutendsten limnischen MCYST-Produzenten dar. Microcystis zeigt im Freiland einen charakteristischen annuellen Lebenszyklus mit benthisch-pelagischer Kopplung. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die phänologischen Phasen des Lebenszyklus von Microcystis im Freiland zu differenzieren sowie die Dynamik der MCYST während dieser Phasen kompartimentübergreifend gesamtheitlich zu erfassen. Über eine MCYST-Massenbilanzierung sollen anschließend die dem annuellen Zyklus zugrundeliegenden Teilprozesse quantifiziert und zusammengeführt werden. Vordergründiges Anliegen war es, Phasen einzugrenzen, bei denen MCYST möglicherweise eine ökophysiologische Funktion haben könnte. Der annuelle Lebenszyklus von Microcystis wurde anhand von Biomasseänderungen am Sediment und im Pelagial der TS Quitzdorf in die phänologischen Phasen Überwinterung, Reinvasion, pelagisches Wachstum und Sedimentation unterteilt: Intakte, im Herbst aus dem Freiwasser aussedimentierte, Microcystis-Kolonien überwintern am Sediment und steigen im Frühjahr und Frühsommer zurück ins Freiwasser auf. Dort erfolgt der Wachstumsprozess, dem sich im darauffolgenden Herbst erneut ein Zusammenbruch und die Sedimentation der Freiwassergemeinschaft anschließt. Die benthisch-pelagische Kopplung wirkt dabei als interannuelles Bindeglied. Zwischen dem annuellen Lebenszyklus von Microcystis und der MCYST-Dynamik wurde eine enge Bindung nachgewiesen: Änderungen der absoluten MCYST-Konzentrationen während der Übergangsphasen Aufstieg (Frühjahr) und Sedimentation (Herbst) zeigen, dass MCYST mit den aufsteigenden bzw. aussedimentierenden Microcystis-Kolonien aus dem bzw. in das Sediment ‚transportiert’ werden. Ausschließlich während der pelagischen Phase, die sich dem Reinvasionsprozess anschließt, kommt es in Abhängigkeit vom Wachstum der Produzenten und deren Sukzession zur Neubildung von MCYST. Während den Wintermonaten wurden MCYST am Sediment intrazellulär ‚konserviert’. Der Verlauf der pelagischen MCYST-Konzentration wurde mit Hilfe eines Wachstumsmodells nachgebildet. In dieses Modell wurde die genetische Variabilität der MCYST-Produzenten sowie eine mögliche physiologische Steuerung der MCYST-Synthese über die Verfügbarkeit des anorganischen Kohlenstoffs integriert. Der prinzipielle Verlauf zeigte dabei weitestgehend Koinzidenz zwischen den real gemessenen und den simulierten MCYST-Konzentrationswerten. Abweichungen zwischen beiden konnten mit Hilfe des gesamtheitlich kompartimentübergreifenden MCYST-Bilanzierungsansatzes – in erster Linie über benthisch-pelagische Kopplungsprozesse – plausibel erklärt werden. Der Habitatwechsel ist für Microcystis prinzipiell mit Verlusten (Seneszenz/Lyse oder möglicherweise Apoptose) verbunden, sowohl für MCYST-Produzenten und Nichtproduzenten. Die auffallende Stabilität der benthischen MCYST-Zellquote während der Überwinterung gibt Grund zur Annahme, dass eine Funktion von MCYST am/im Sediment eher unwahrscheinlich ist. Da MCYST über derart lange Zeiträume am Sediment intrazellulär ‚konserviert’ werden, ist eine Bedeutung der MCYST während der Reinvasionsphase und in der frühen pelagischen Phase nicht auszuschließen. Im Speziellen wurde eine mögliche ökologische Funktion von MCYST in Zusammenhang mit der Variation der Koloniegröße bzw. dem epiphytischen Bewuchs von Microcystis-Kolonien mit Pseudanabaena mucicola geprüft: Aus dem Zusammenhang zwischen extra-/intrazellulärer MCYST-Konzentration und der Microcystis-Koloniegrößenverteilung waren keine konsistenten Schlussfolgerungen abzuleiten, welche auf eine Steuerung der Koloniebildung durch MCYST deuten. Vor dem Hintergrund, dass MCYST keinen nachweislich allelopathischen Effekt auf den Epibionten Pseudanabaena mucicola ausüben, wurde postuliert, dass zwischen dem beobachteten epiphytischen Besiedlungs-/Verteilungsmuster und der MCYST-Produktion ein indirekter Zusammenhang besteht, welcher die zeitweise Einnischung von Pseudanabaena mucicola auf Microcystis-Kolonien ermöglicht. Die Ergebnisse der vorliegenden Untersuchung lassen weder unmittelbar noch mittelbar eine Variabilität der ökophysiologischen Bedeutung von MCYST, die im Zusammenhang mit der raum-zeitlichen Verteilung potentieller Produzenten steht, erkennen. Eine divergierende Funktion der MCYST auf intra- bzw. extrazellulärer Ebene kann nicht zwingend ausgeschlossen werden. Die Mehrzahl der aus der MCYST-Phänologie und MCYST-Bilanzierung abzuleitenden Schlussfolgerungen deutet allerdings eher auf eine Funktion auf (intra-)zellulärer Ebene hin, wie etwa die Effizienzsteigerung des Kohlenstoffmetabolismus (d.h. der intrazellulä-ren Akkumulation anorganischen Kohlenstoffs) während der pelagischen (Wachstums-)Phase der Produzenten. info:eu-repo/classification/ddc/620 ddc:620
22	Fluctuations and Oscillations in Cell Membranes / Fluktuationen und Oszillationen in Zellmembranen Händel, Chris 29 March 2016 (has links) (PDF) Zellmembranen sind hochspezialisierte Mehrkomponentenlegierungen, welche sowohl die Zelle selbst als auch ihre Organellen umgeben. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei vielen biologisch relevanten Prozessen wie die Signaltransduktion und die Zellbewegung. Aus diesem Grund ist eine genaue Charakterisierung ihrer Eigenschaften der Schlüssel zum Verständnis der Bausteine des Lebens sowie ihrer Erkrankungen. Besonders Krebs steht im engen Zusammenhang mit Veränderungen der biomechanischen Eigenschaften vom Gewebe, Zellen und ihren Organellen. Während Veränderungen des Zytoskeletts von Krebszellen im Fokus vieler Biophysiker stehen, ist die Bedeutung der Biomechanik von Zellmembran weitgehend unklar. Zellmembranen faszinieren Wissenschaftler jedoch nicht nur wegen ihrer biomechanischen Eigenschaften. Sie sind auch Beispiele für eine selbstorganisierte und heterogene Landschaft, in der Prozesse fernab des Gleichgewichtes, wie z.B. räumliche und zeitliche Musterbildungen, auftreten. Die vorgelegte Dissertation untersucht erstmals umfassend die zentrale Rolle der Zellmembran und ihrer molekularen Architektur für die Signalübertragung, die Biomechanik und die Zellmigration. Hierfür werden einfache Modellmembranen aber auch komplexere Vesikel und ganze Zellen mittels etablierter physikalischer Methoden analysiert. Diese reichen von Fourier- Analysen zur Charakterisierung von thermisch angeregten Membranundulationen über Massenspektrometrie und ‘Optical Stretcher’ Messungen von ganzen Zellen bis hin zur Filmwaagentechnik. Des Weiteren wird ein Modellsystem vorgestellt, welches sowohl einen experimentellen als auch einen mathematischen Zugang zum ‘ME-switch’ ermöglicht. Die vorgelegte Dissertation bietet neue Einblicke in wichtige Funktionen von Zellmembranen und zeigt neue therapeutische Perspektiven in der Membran- und Krebsforschung auf. Krebs Biomembranen Membransteifigkeit Membranrigidität Membranbiophysik Biomechanik zeitliche Musterbildung MARCKS Cancer Biomembranes Membrane rigidity Membrane biophysics Biomechanics Physics of cancer temporal pattern formation MARCKS ddc:530
23	Oceanografia pesqueira dos estágios iniciais de Loliginidae (Cephalopoda: Myopsida): paralarvas ao longo da plataforma continental entre o Cabo de São Tomé (RJ) e Cananéia (SP) (22º-25ºS) / Fisheries oceanography of the early stages of Loliginidae (cephalopoda: Myopsida): paralarvae along the continental shelf between Cabo de São Tomé (22ºS) and Cananéia (25°S), SE Brazil Araujo, Carolina Costa de 26 February 2013 (has links) Lulas da família Loliginidae são recursos pesqueiros em crescente importância no ecossistema marinho da Plataforma Continental Sudeste (PCSE) do Brasil. No entanto, informações sobre a distribuição dos estágios iniciais do seu ciclo de vida são bastante escassas. Com base em amostras de plâncton coletadas por 11 cruzeiros oceanográficos pretéritos do Instituto Oceanográfico da USP entre 1991 e 2005, o presente estudo teve como objetivo a identificação da ocorrência de paralarvas de Loliginidae na região entre o Cabo de São Tomé (RJ) e Cananéia (SP). Das 644 amostras analisadas, foram encontradas 246 paralarvas, sendo 121 identificadas em nível de espécie (Doryteuthis sanpaulensis n=75, Doryteuthis plei n=39, Lolliguncula brevis n=6 e Pickfordiateuthis pulchella, n=1). Os padrões de distribuição da Família em relação aos processos oceanográficos foram identificados a partir de mapas de distribuição horizontal e vertical de abundância, temperatura e salinidade. Modelos Lineares Generalizados (GLMs) foram utilizados para detectar os fatores que explicariam a ocorrência e a abundância de Loliginidae, os quais indicaram que a profundidade e a temperatura superficial do mar são as principais variáveis explanatórias. Uma Análise de Redundância (RDA) evidenciou os principais padrões de distribuição observados das três principais espécies de Loliginidae em relação às variáveis oceanográficas. D. sanpaulensis predominou na região norte da área de estudo, associada a águas frias e a eventos de ressurgência. D. plei ocorreu principalmente na região sul da área e em águas mais quentes. L. brevis foi encontrada apenas na região estuarina de Santos, em águas rasas e menos salinas. Os resultados obtidos representam uma contribuição relevante ao conhecimento sobre a Oceanografia Pesqueira das lulas no ecossistema marinho regional. / Loliginid squids are fisheries resources of increasing importance in the shelf ecosystem of Southeastern Brazil. Therefore, information about distribution of the early stages of their life cycle is scarce. Based on plankton samples collected by eleven historical oceanographic surveys cruises of the University of São Paulo\'s Oceanographic Institute between 1991 and 2005, the present study aimed identification of the occurrence of Loliginidae paralarvae in the region between Cabo de São Tomé (22ºS) and Cananéia (25ºS). From 664 samples analyzed, 246 paralarvae were found, being 121 identified to the species level, (Doryteuthis sanpaulensis n=75, Doryteuthis plei n=39,, Lolliguncula brevis n=6 and Pickfordiateuthis pulchella, n=1). The distributional patterns of Loliginidae in relation to oceanographic processes were identified by using horizontal and vertical maps of abundance, temperature and salinity. Generalized Linear Models (GLMs) were used to detect the factors that explain Loliginidae occurrence and abundance, which indicated that depth and sea surface temperature, were major explanatory variables. A Redundancy Analyses (RDA) showed the main observed distribution patterns of the three species of Loliginidae in relation to oceanographic variables. D. sanpaulensis occurred in the northern region associated to cold waters and upwelling events. D. plei occurred mainly in the southern region of the study area and in warmer waters.L. brevis was found in the estuarine region of Santos, in shallow and low salinity waters. The obtained results represent a relevant contribution to squids Fisheries Oceanography in the regional marine ecosystem. distribuição horizontal Doryteuthis plei Doryteuthis plei Doryteuthis sanpaulensis Doryteuthis sanpaulensis Fisheries Oceanography horizontal distribution Lolliguncula brevis Lolliguncula brevis lulas Oceanografia pesqueira padrão espaço-temporal paralarva paralarvae spatio-temporal pattern squid
24	Oceanografia pesqueira dos estágios iniciais de Loliginidae (Cephalopoda: Myopsida): paralarvas ao longo da plataforma continental entre o Cabo de São Tomé (RJ) e Cananéia (SP) (22º-25ºS) / Fisheries oceanography of the early stages of Loliginidae (cephalopoda: Myopsida): paralarvae along the continental shelf between Cabo de São Tomé (22ºS) and Cananéia (25°S), SE Brazil Carolina Costa de Araujo 26 February 2013 (has links) Lulas da família Loliginidae são recursos pesqueiros em crescente importância no ecossistema marinho da Plataforma Continental Sudeste (PCSE) do Brasil. No entanto, informações sobre a distribuição dos estágios iniciais do seu ciclo de vida são bastante escassas. Com base em amostras de plâncton coletadas por 11 cruzeiros oceanográficos pretéritos do Instituto Oceanográfico da USP entre 1991 e 2005, o presente estudo teve como objetivo a identificação da ocorrência de paralarvas de Loliginidae na região entre o Cabo de São Tomé (RJ) e Cananéia (SP). Das 644 amostras analisadas, foram encontradas 246 paralarvas, sendo 121 identificadas em nível de espécie (Doryteuthis sanpaulensis n=75, Doryteuthis plei n=39, Lolliguncula brevis n=6 e Pickfordiateuthis pulchella, n=1). Os padrões de distribuição da Família em relação aos processos oceanográficos foram identificados a partir de mapas de distribuição horizontal e vertical de abundância, temperatura e salinidade. Modelos Lineares Generalizados (GLMs) foram utilizados para detectar os fatores que explicariam a ocorrência e a abundância de Loliginidae, os quais indicaram que a profundidade e a temperatura superficial do mar são as principais variáveis explanatórias. Uma Análise de Redundância (RDA) evidenciou os principais padrões de distribuição observados das três principais espécies de Loliginidae em relação às variáveis oceanográficas. D. sanpaulensis predominou na região norte da área de estudo, associada a águas frias e a eventos de ressurgência. D. plei ocorreu principalmente na região sul da área e em águas mais quentes. L. brevis foi encontrada apenas na região estuarina de Santos, em águas rasas e menos salinas. Os resultados obtidos representam uma contribuição relevante ao conhecimento sobre a Oceanografia Pesqueira das lulas no ecossistema marinho regional. / Loliginid squids are fisheries resources of increasing importance in the shelf ecosystem of Southeastern Brazil. Therefore, information about distribution of the early stages of their life cycle is scarce. Based on plankton samples collected by eleven historical oceanographic surveys cruises of the University of São Paulo\'s Oceanographic Institute between 1991 and 2005, the present study aimed identification of the occurrence of Loliginidae paralarvae in the region between Cabo de São Tomé (22ºS) and Cananéia (25ºS). From 664 samples analyzed, 246 paralarvae were found, being 121 identified to the species level, (Doryteuthis sanpaulensis n=75, Doryteuthis plei n=39,, Lolliguncula brevis n=6 and Pickfordiateuthis pulchella, n=1). The distributional patterns of Loliginidae in relation to oceanographic processes were identified by using horizontal and vertical maps of abundance, temperature and salinity. Generalized Linear Models (GLMs) were used to detect the factors that explain Loliginidae occurrence and abundance, which indicated that depth and sea surface temperature, were major explanatory variables. A Redundancy Analyses (RDA) showed the main observed distribution patterns of the three species of Loliginidae in relation to oceanographic variables. D. sanpaulensis occurred in the northern region associated to cold waters and upwelling events. D. plei occurred mainly in the southern region of the study area and in warmer waters.L. brevis was found in the estuarine region of Santos, in shallow and low salinity waters. The obtained results represent a relevant contribution to squids Fisheries Oceanography in the regional marine ecosystem. distribuição horizontal Doryteuthis plei Doryteuthis sanpaulensis Lolliguncula brevis lulas Oceanografia pesqueira padrão espaço-temporal paralarva Doryteuthis plei Doryteuthis sanpaulensis Fisheries Oceanography horizontal distribution Lolliguncula brevis paralarvae spatio-temporal pattern squid
25	Fluctuations and Oscillations in Cell Membranes Händel, Chris 22 February 2016 (has links) Zellmembranen sind hochspezialisierte Mehrkomponentenlegierungen, welche sowohl die Zelle selbst als auch ihre Organellen umgeben. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei vielen biologisch relevanten Prozessen wie die Signaltransduktion und die Zellbewegung. Aus diesem Grund ist eine genaue Charakterisierung ihrer Eigenschaften der Schlüssel zum Verständnis der Bausteine des Lebens sowie ihrer Erkrankungen. Besonders Krebs steht im engen Zusammenhang mit Veränderungen der biomechanischen Eigenschaften vom Gewebe, Zellen und ihren Organellen. Während Veränderungen des Zytoskeletts von Krebszellen im Fokus vieler Biophysiker stehen, ist die Bedeutung der Biomechanik von Zellmembran weitgehend unklar. Zellmembranen faszinieren Wissenschaftler jedoch nicht nur wegen ihrer biomechanischen Eigenschaften. Sie sind auch Beispiele für eine selbstorganisierte und heterogene Landschaft, in der Prozesse fernab des Gleichgewichtes, wie z.B. räumliche und zeitliche Musterbildungen, auftreten. Die vorgelegte Dissertation untersucht erstmals umfassend die zentrale Rolle der Zellmembran und ihrer molekularen Architektur für die Signalübertragung, die Biomechanik und die Zellmigration. Hierfür werden einfache Modellmembranen aber auch komplexere Vesikel und ganze Zellen mittels etablierter physikalischer Methoden analysiert. Diese reichen von Fourier- Analysen zur Charakterisierung von thermisch angeregten Membranundulationen über Massenspektrometrie und ‘Optical Stretcher’ Messungen von ganzen Zellen bis hin zur Filmwaagentechnik. Des Weiteren wird ein Modellsystem vorgestellt, welches sowohl einen experimentellen als auch einen mathematischen Zugang zum ‘ME-switch’ ermöglicht. Die vorgelegte Dissertation bietet neue Einblicke in wichtige Funktionen von Zellmembranen und zeigt neue therapeutische Perspektiven in der Membran- und Krebsforschung auf.:1 Introduction 2 Background 2.1 The Cell Membrane 2.1.1 Lipids in Cell Membranes 2.1.2 Membrane Proteins 2.1.3 An Overview on Membrane Models 2.1.4 Lipid Rafts 2.2 Model Membranes – An Experimental Access to Cell Membranes 2.2.1 Surface Tension and Thermodynamic Equilibrium 2.2.2 Langmuir Monolayer 2.2.3 The Polymorphism of Langmuir Monolayers 2.2.4 Membrane Vesicles 2.3 Biological Membranes as Semiflexible Shells 2.3.1 Elasticity of Soft Shells 2.3.2 Helfrichs Theory About Bending Deformations 2.3.3 Membrane Undulation 2.4 Membranes in Cell Signaling 2.4.1 Signal Transduction Fundamentals 2.4.2 Phosphoinositides 2.4.3 Phosphatidylinositol Signaling Pathway 2.4.4 The Myristoyl-Electrostatic Switch 2.5 Reaction-Diffusion Systems 2.5.1 Diffusion 2.5.2 Michaelis-Menten Kinetics 2.5.3 Reaction-Diffusion Systems 3 Methods, Materials and Theory 3.1 Optical Microscopy 3.1.1 Fluorescence Microscopy 3.1.2 Phase Contrast Microscopy 3.2 Cell Culture and GPMV Formation 3.2.1 Tumor Dissociation and Cell Culturing of Primary Cells 3.2.2 Cell Lines and Cell Culturing 3.2.3 Preparation of Giant Plasma Membrane Vesicles 3.3 Optical Stretcher 3.4 Fourier Analysis of Thermally Excited Membrane Fluctuations 3.4.1 The Quasi-Spherical Model – Membrane Fluctuations 3.4.2 Determination of the Bending Rigidity 3.5 Mass Spectrometry 3.5.1 MALDI-TOF Mass Spectrometry 3.5.2 ESI Mass Spectrometry 3.6 Migration, Invasion and Cell Death Assays 3.7 Langmuir-Blodgett Technique 3.7.1 Langmuir Troughs and Film Balances 3.7.2 Experimental Setup and Monolayer Preperation 3.7.3 Phospholipids, Dyes and Buffer Solutions 4 Fluctuations in Cell Membranes 4.1 Cell Membrane Softening in Human Breast and Cervical Cancer Cells 4.1.1 Bending Rigidity of Human Beast and Cervical Cell Membranes 4.1.2 MALDI-TOF Analysis of Lipid Composition 4.1.3 Summary and Discussion 4.2 Targeting of Membrane Rigidity – Implications on Migration 4.2.1 ESI Tandem Analysis of Lipid Composition 4.2.2 Biomechanical Behavior of Whole Cells and Membranes 4.2.3 Migration and Invasion Behavior 4.2.4 Summary and Discussion 5 Oscillations in Cell Membranes 5.1 Mimicking the ME-switch 5.1.1 DPPC/PIP2 monolayers at the presence of MARCKS 5.1.2 Lateral organization of PIP2 in DPPC/PIP2 monolayers 5.1.3 Translocation of MARCKS 5.1.4 Phosphorylation of MARCKS by PKC 5.1.5 Summary and Discussion 5.2 Dynamic Membrane Structure Induces Temporal Pattern Formation 5.2.1 Mechanism of the Oscillation 5.2.2 Modeling the ME-switch 5.2.3 Time Evolution 5.2.4 Phase Diagrams and Open Systems 5.2.5 Summary and Discussion 6 Conclusion and Outlook Appendix Bibliography List of Figures List of Abbreviations Acknowledgement info:eu-repo/classification/ddc/530 ddc:530
26	Advanced natural language processing and temporal mining for clinical discovery Mehrabi, Saeed 17 August 2015 (has links) Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / There has been vast and growing amount of healthcare data especially with the rapid adoption of electronic health records (EHRs) as a result of the HITECH act of 2009. It is estimated that around 80% of the clinical information resides in the unstructured narrative of an EHR. Recently, natural language processing (NLP) techniques have offered opportunities to extract information from unstructured clinical texts needed for various clinical applications. A popular method for enabling secondary uses of EHRs is information or concept extraction, a subtask of NLP that seeks to locate and classify elements within text based on the context. Extraction of clinical concepts without considering the context has many complications, including inaccurate diagnosis of patients and contamination of study cohorts. Identifying the negation status and whether a clinical concept belongs to patients or his family members are two of the challenges faced in context detection. A negation algorithm called Dependency Parser Negation (DEEPEN) has been developed in this research study by taking into account the dependency relationship between negation words and concepts within a sentence using the Stanford Dependency Parser. The study results demonstrate that DEEPEN, can reduce the number of incorrect negation assignment for patients with positive findings, and therefore improve the identification of patients with the target clinical findings in EHRs. Additionally, an NLP system consisting of section segmentation and relation discovery was developed to identify patients' family history. To assess the generalizability of the negation and family history algorithm, data from a different clinical institution was used in both algorithm evaluations. Deep learning Family history Natural language processing Negation Pancreatic cancer Temporal pattern discovery Medical records -- Data processing Forms management Electronic records -- Access control Computational linguistics Data mining
27	Adding temporal plasticity to a self-organizing incremental neural network using temporal activity diffusion / Om att utöka ett självorganiserande inkrementellt neuralt nätverk med temporal plasticitet genom temporal aktivitetsdiffusion Lundberg, Emil January 2015 (has links) Vector Quantization (VQ) is a classic optimization problem and a simple approach to pattern recognition. Applications include lossy data compression, clustering and speech and speaker recognition. Although VQ has largely been replaced by time-aware techniques like Hidden Markov Models (HMMs) and Dynamic Time Warping (DTW) in some applications, such as speech and speaker recognition, VQ still retains some significance due to its much lower computational cost — especially for embedded systems. A recent study also demonstrates a multi-section VQ system which achieves performance rivaling that of DTW in an application to handwritten signature recognition, at a much lower computational cost. Adding sensitivity to temporal patterns to a VQ algorithm could help improve such results further. SOTPAR2 is such an extension of Neural Gas, an Artificial Neural Network algorithm for VQ. SOTPAR2 uses a conceptually simple approach, based on adding lateral connections between network nodes and creating “temporal activity” that diffuses through adjacent nodes. The activity in turn makes the nearest-neighbor classifier biased toward network nodes with high activity, and the SOTPAR2 authors report improvements over Neural Gas in an application to time series prediction. This report presents an investigation of how this same extension affects quantization and prediction performance of the self-organizing incremental neural network (SOINN) algorithm. SOINN is a VQ algorithm which automatically chooses a suitable codebook size and can also be used for clustering with arbitrary cluster shapes. This extension is found to not improve the performance of SOINN, in fact it makes performance worse in all experiments attempted. A discussion of this result is provided, along with a discussion of the impact of the algorithm parameters, and possible future work to improve the results is suggested. / Vektorkvantisering (VQ; eng: Vector Quantization) är ett klassiskt problem och en enkel metod för mönsterigenkänning. Bland tillämpningar finns förstörande datakompression, klustring och igenkänning av tal och talare. Även om VQ i stort har ersatts av tidsmedvetna tekniker såsom dolda Markovmodeller (HMM, eng: Hidden Markov Models) och dynamisk tidskrökning (DTW, eng: Dynamic Time Warping) i vissa tillämpningar, som tal- och talarigenkänning, har VQ ännu viss relevans tack vare sin mycket lägre beräkningsmässiga kostnad — särskilt för exempelvis inbyggda system. En ny studie demonstrerar också ett VQ-system med flera sektioner som åstadkommer prestanda i klass med DTW i en tillämpning på igenkänning av handskrivna signaturer, men till en mycket lägre beräkningsmässig kostnad. Att dra nytta av temporala mönster i en VQ-algoritm skulle kunna hjälpa till att förbättra sådana resultat ytterligare. SOTPAR2 är en sådan utökning av Neural Gas, en artificiell neural nätverk-algorithm för VQ. SOTPAR2 använder en konceptuellt enkel idé, baserad på att lägga till sidleds anslutningar mellan nätverksnoder och skapa “temporal aktivitet” som diffunderar genom anslutna noder. Aktiviteten gör sedan så att närmaste-granne-klassificeraren föredrar noder med hög aktivitet, och författarna till SOTPAR2 rapporterar förbättrade resultat jämfört med Neural Gas i en tillämpning på förutsägning av en tidsserie. I denna rapport undersöks hur samma utökning påverkar kvantiserings- och förutsägningsprestanda hos algoritmen självorganiserande inkrementellt neuralt nätverk (SOINN, eng: self-organizing incremental neural network). SOINN är en VQ-algorithm som automatiskt väljer en lämplig kodboksstorlek och också kan användas för klustring med godtyckliga klusterformer. Experimentella resultat visar att denna utökning inte förbättrar prestandan hos SOINN, istället försämrades prestandan i alla experiment som genomfördes. Detta resultat diskuteras, liksom inverkan av parametervärden på prestandan, och möjligt framtida arbete för att förbättra resultaten föreslås. ANN artificial neural network SOINN SOTPAR SOTPAR2 prediction spatio-temporal pattern detection temporal activity diffusion pattern recognition unsupervised learning vector quantization ANN artificiellt neuralt nätverk artificiella neurala nätverk SOINN SOTPAR SOTPAR2 förutsägelse spatio-temporal mönsterdetekion temporal aktivitetsdiffusion mönsterigenkänning oövervakad inlärning vektorkvantisering Computer Sciences Datavetenskap (datalogi)
28	Channel Probing for an Indoor Wireless Communications Channel Hunter, Brandon 13 March 2003 (has links) (PDF) The statistics of the amplitude, time and angle of arrival of multipaths in an indoor environment are all necessary components of multipath models used to simulate the performance of spatial diversity in receive antenna configurations. The model presented by Saleh and Valenzuela, was added to by Spencer et. al., and included all three of these parameters for a 7 GHz channel. A system was built to measure these multipath parameters at 2.4 GHz for multiple locations in an indoor environment. Another system was built to measure the angle of transmission for a 6 GHz channel. The addition of this parameter allows spatial diversity at the transmitter along with the receiver to be simulated. The process of going from raw measurement data to discrete arrivals and then to clustered arrivals is analyzed. Many possible errors associated with discrete arrival processing are discussed along with possible solutions. Four clustering methods are compared and their relative strengths and weaknesses are pointed out. The effects that errors in the clustering process have on parameter estimation and model performance are also simulated. multipath multipath propagation propagation environment indoor propagation indoor multipath indoor multipath propagation channel probing channel probing indoor wireless communications channel indoor wireless communications indoor wireless communications wireless communications wireless communications channel MIMO SISO multiple input multiple output single input single output antenna diversity antenna diversity antenna array channel modeling modeling model wireless propagation clustering methods clustering algorithms clustering parameter estimation parameter channel matrix h matrix ray tracing point spread function psf deconvolution clean algorithm clean algorithm antenna pattern network analyzer temporal pattern 2.4 ghz system 6 ghz system channel capacity capacity estimate channel capacity estimate propagation environment scattering transfer matrix matrix water filling solution water filling method water filling Saleh Valenzuela Saleh and Valenzuela Model arrival time of arrival angle of arrival direction of arrival arrival amplitude arrivals antenna positioner data simulations measurements angle of departure direction of departure correlation convolution errors error CFA CFAD constant false alarm constant false alarm detection signal signal dependent clutter clutter returns transmitter transmit receive receiver transmit antenna receive antenna spatial correlation system PSF system point spread function mapping fuzzy c-means clustering fuzzy clustering c-means clustering c-means fuzzy k-means euclidean distance time amplitude delay performance prediction performance prediction errors fuzzy weighted distance method rectangular method weighted rectangular method statistics statistical statistical model Electrical and Computer Engineering

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