Este trabalho apresenta um estudo de inferência e diagnósticos em modelos assimétricos. A análise de influência é baseada na metodologia para modelos com dados incompletos, que é relacionada ao algoritmo EM (Zhu e Lee, 2001). Além dos modelos de regressão Normal Assimétrico (Azzalini, 1999) e t-Normal Assimétrico (Gómez, Venegas e Bolfarine, 2007) existentes, são desenvolvidas duas novas classes de modelos, denominados modelos de misturas de escala normal assimétricos (englobando as distribuições Normal, t-Normal, Slash, Normal-Contaminada e Exponencial-potência Assimétricas) e modelos lineares mistos robustos assimétricos, utilizando distribuições de misturas de escalas normais assimétricas para o efeito aleatório e distribuições de misturas de escalas para o erro aleatório. Para o modelo misto, a matriz de informação de Fisher observada é calculada utilizando a aproximação de Louis (1982) para dados incompletos. Para todos os modelos, algoritmos tipo EM são desenvolvidos de forma a fornecer uma solução numérica para os parâmetros dos modelos de regressão. Para cada modelo de regressão, medidas de bondade de ajuste são realizadas via inspeção visual do gráfico de envelope simulado. Para os modelos de misturas de escalas normais assimétricos, um estudo de robustez do algoritmo EM proposto é desenvolvido, determinando a eficácia dos estimadores apresentados. Aplicações dos modelos estudados são realizadas para os conjuntos de dados do Australian Institute of Sports (AIS), para o conjunto de dados sobre qualidade de vida de pacientes (mulheres) com câncer de mama, em um estudo realizado pelo Centro de Atenção Integral à Saúde da Mulher (CAISM) em conjunto com a Faculdade de Ciências Médicas, da Universidade Estadual de Campinas e para o conjunto de dados de colesterol de Framingham. / This work presents a study of inference and diagnostic in asymmetric models. The influence analysis is based in the methodology for models with incomplete data, that is related to the algorithm EM (Zhu and Lee, 2001). Beyond of the existing asymmetric normal (Azzalini, 1999) and t-Normal asymmetric (Gómez, Venegas and Bolfarine, 2007) regression models, are developed two new classes of models, namely asymmetric normal scale mixture models (embodying the asymmetric Normal, t-Normal, Slash, Contaminated-Normal and Power-Exponential distributions) and asymmetric robust linear mixed models, utilizing asymmetric normal scale mixture distributions for the random effect and normal scale mixture distributions for the random error. For the mixed model, the observed Fisher information matrix is calculated using the Louis\' (1982) approach for incomplete data. For all models, EM algorithms are developed, that provide a numeric solution for the parameters of the regression models. For each regression model, measures of goodness of fit are realized through visual inspection of the graphic of simulated envelope. For the asymmetric normal scale mixture models, a study of robustness of the proposed EM algorithm is developed to determine the efficacy of the presented estimators. Applications of the studied models are made for the data set of the Australian Institute of Sports (AIS), for the data set about quality of life of patients (women) with breast cancer, in a study made by Centro de Atenção Integral à Saúde da Mulher (CAISM) in conjoint with the Medical Sciences Faculty, of the Campinas State\'s University and for the data set of Framingham\'s cholesterol study.

Modelo de mistura de distribuições tem sido utilizado desde longa data, mas ganhou maior atenção recentemente devido ao desenvolvimento de métodos de estimação mais eficientes. Nesta dissertação, o modelo de mistura foi utilizado como uma forma de agrupar ou segmentar dados para as distribuições Poisson e Poisson truncada no zero. Para solucionar o problema do truncamento foram estudadas duas abordagens. Na primeira, foi considerado o truncamento em cada componente da mistura, ou seja, a distribuição Poisson truncada no zero. E, alternativamente, o truncamento na resultante do modelo de mistura utilizando a distribuição Poisson usual. As estimativas dos parâmetros de interesse do modelo de mistura foram calculadas via metodologia de máxima verossimilhança, sendo necessária a utilização de um método iterativo. Dado isso, implementamos o algoritmo EM para estimar os parâmetros do modelo de mistura para as duas abordagens em estudo. Para analisar a performance dos algoritmos construídos elaboramos um estudo de simulação em que apresentaram estimativas próximas dos verdadeiros valores dos parâmetros de interesse. Aplicamos os algoritmos à uma base de dados real de uma determinada loja eletrônica e para determinar a escolha do melhor modelo utilizamos os critérios de seleção de modelos AIC e BIC. O truncamento no zero indica afetar mais a metodologia na qual aplicamos o truncamento em cada componente da mistura, tornando algumas estimativas para a distribuição Poisson truncada no zero com viés forte. Ao passo que, na abordagem em que empregamos o truncamento no zero diretamente no modelo as estimativas apontaram menor viés. / Mixture models has been used since long but just recently attracted more attention for the estimations methods development more efficient. In this dissertation, we consider the mixture model like a method for clustering or segmentation data with the Poisson and Poisson zero truncated distributions. About the zero truncation problem we have two emplacements. The first, consider the zero truncation in the mixture component, that is, we used the Poisson zero truncated distribution. And, alternatively, we do the zero truncation in the mixture model applying the usual Poisson. We estimated parameters of interest for the mixture model through maximum likelihood estimation method in which we need an iterative method. In this way, we implemented the EM algorithm for the estimation of interested parameters. We apply the algorithm in one real data base about one determined electronic store and towards determine the better model we use the criterion selection AIC and BIC. The zero truncation appear affect more the method which we truncated in the component mixture, return some estimates with strong bias. In the other hand, when we truncated the zero directly in the model the estimates pointed less bias.

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.

Em um programa de ensaio de prociência (EP) conduzido pelo Grupo de Motores, um grupo de onze laboratórios da área de temperatura realizaram medições em cinco pontos da escala de um termopar. Neste trabalho, propomos um modelo de regressão com variável explicativa X (aleatória) representando o termopar padrão que denominaremos por artefato e a variável dependente Y representando as medições dos laboratórios. O procedimento para a realização da comparação é simples, ambos termopares são colocados no forno e as diferenças entre as medições são registradas. Para a análise dos dados, vamos trabalhar com a diferença entre a diferença das medições do equipamento do laboratório e o artefato, e o valor de referência (que é determinado por 2 laboratórios que pertencem a Rede Brasileira de Calibração (RBC)). O erro de medição tem variância determinada por calibração, isto é, conhecida. Assim, vamos encontrar aproximações para as estimativas de máxima verossimilhança para os parâmetros do modelo via algoritmo EM. Além disso, propomos uma estratégia para avaliar a consistência dos laboratórios participantes do programa de EP / In a program of proficiency assay, a group of eleven laboratories of the temperature area had carried through measurements in ¯ve points on the scale of the thermopair. In this work, we propose a regression model with a random explanatory variable representing the temperature measured by the standard thermopair, which will be called device. The procedure for the comparison accomplishment is as follows. The device and the laboratory\'s thermopair to be tested are placed in the oven and the difererences between the measurements are registered. For the analysis of the data, the response variable is the diference between those diference and the reference value, which is determined by two laboratories that belong to the Brazilian Net of Calibration (RBC). The measurement error has variance determined by calibration which is known. Therefore, we ¯and the maximum likelihood estimates for the parameters of the model via EM algorithm. We consider a strategy to establish the consistency of the participant laboratories of the program of proficiency assay

Neste trabalho, aplicamos um modelo de regressão binária com erros de medição na variável explicativa para analisar sistemas de medição do tipo atributo. Para isto, utilizamos o modelo logístico com erros na variável, para o qual obtemos as estimativas de máxima verossimilhança via o algoritmo EM e a matriz de informação de Fisher observada. Além disso, fizemos um estudo de simulação para compararmos o método analítico e os modelos logístico sem erros na variável (ingênuo) e logístico com erros na variável. Finalmente, aplicamos nossa metodologia para avaliarmos um sistema de medição passa/não passa da maior montadora de motores Diesel (MWM International). / In this work, we apply a study of binary regression model with errors-in-variable to analyze attributive measurement systems. For this, we use the logistic model with errors-in-variable to obtain parameter estimates of maximum likelihood through EM algorithm and the observed Fisher information matrix. In addition we do a simulation study to compare analytic method and the logistic model with and without measurement errors-in-variable. Finally, we apply our methodology to evaluate a attributive measurement system for the largest Diesel motor company of the world (MWM International).

Este trabalho apresenta um estudo de inferência e diagnósticos em modelos assimétricos. A análise de influência é baseada na metodologia para modelos com dados incompletos, que é relacionada ao algoritmo EM (Zhu e Lee, 2001). Além dos modelos de regressão Normal Assimétrico (Azzalini, 1999) e t-Normal Assimétrico (Gómez, Venegas e Bolfarine, 2007) existentes, são desenvolvidas duas novas classes de modelos, denominados modelos de misturas de escala normal assimétricos (englobando as distribuições Normal, t-Normal, Slash, Normal-Contaminada e Exponencial-potência Assimétricas) e modelos lineares mistos robustos assimétricos, utilizando distribuições de misturas de escalas normais assimétricas para o efeito aleatório e distribuições de misturas de escalas para o erro aleatório. Para o modelo misto, a matriz de informação de Fisher observada é calculada utilizando a aproximação de Louis (1982) para dados incompletos. Para todos os modelos, algoritmos tipo EM são desenvolvidos de forma a fornecer uma solução numérica para os parâmetros dos modelos de regressão. Para cada modelo de regressão, medidas de bondade de ajuste são realizadas via inspeção visual do gráfico de envelope simulado. Para os modelos de misturas de escalas normais assimétricos, um estudo de robustez do algoritmo EM proposto é desenvolvido, determinando a eficácia dos estimadores apresentados. Aplicações dos modelos estudados são realizadas para os conjuntos de dados do Australian Institute of Sports (AIS), para o conjunto de dados sobre qualidade de vida de pacientes (mulheres) com câncer de mama, em um estudo realizado pelo Centro de Atenção Integral à Saúde da Mulher (CAISM) em conjunto com a Faculdade de Ciências Médicas, da Universidade Estadual de Campinas e para o conjunto de dados de colesterol de Framingham. / This work presents a study of inference and diagnostic in asymmetric models. The influence analysis is based in the methodology for models with incomplete data, that is related to the algorithm EM (Zhu and Lee, 2001). Beyond of the existing asymmetric normal (Azzalini, 1999) and t-Normal asymmetric (Gómez, Venegas and Bolfarine, 2007) regression models, are developed two new classes of models, namely asymmetric normal scale mixture models (embodying the asymmetric Normal, t-Normal, Slash, Contaminated-Normal and Power-Exponential distributions) and asymmetric robust linear mixed models, utilizing asymmetric normal scale mixture distributions for the random effect and normal scale mixture distributions for the random error. For the mixed model, the observed Fisher information matrix is calculated using the Louis\' (1982) approach for incomplete data. For all models, EM algorithms are developed, that provide a numeric solution for the parameters of the regression models. For each regression model, measures of goodness of fit are realized through visual inspection of the graphic of simulated envelope. For the asymmetric normal scale mixture models, a study of robustness of the proposed EM algorithm is developed to determine the efficacy of the presented estimators. Applications of the studied models are made for the data set of the Australian Institute of Sports (AIS), for the data set about quality of life of patients (women) with breast cancer, in a study made by Centro de Atenção Integral à Saúde da Mulher (CAISM) in conjoint with the Medical Sciences Faculty, of the Campinas State\'s University and for the data set of Framingham\'s cholesterol study.

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[pt] Construímos um algoritmo tipo EM para estimar os parâmetros por máxima verossimilhança. Os valores imputados são calculados pela média condicional sujeito a ser maior (ou menor) do que o valor observado. Como a estimação é por máxima verossimilhança, a matriz de informação permite o cálculo de intervalos de confiança para os parâmetros e para os valores imputados. Fizemos experiência com dados simulados e há também um estudo de dados reais (onde na verdade a hipótese de normalidade não se aplica). / [en] An EM algorithm was developed to parameter estimation of a multivariate truncate normal distribution. The multiple imputation is evaluated by the conditional expectation becoming the estimated values greater or lower than the observed value. The information matrix gives the confident interval to the parameter and values estimations. The proposed algorithm was tested with simulated and real data (where the normality is not followed).

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.

Modelo de mistura de distribuições tem sido utilizado desde longa data, mas ganhou maior atenção recentemente devido ao desenvolvimento de métodos de estimação mais eficientes. Nesta dissertação, o modelo de mistura foi utilizado como uma forma de agrupar ou segmentar dados para as distribuições Poisson e Poisson truncada no zero. Para solucionar o problema do truncamento foram estudadas duas abordagens. Na primeira, foi considerado o truncamento em cada componente da mistura, ou seja, a distribuição Poisson truncada no zero. E, alternativamente, o truncamento na resultante do modelo de mistura utilizando a distribuição Poisson usual. As estimativas dos parâmetros de interesse do modelo de mistura foram calculadas via metodologia de máxima verossimilhança, sendo necessária a utilização de um método iterativo. Dado isso, implementamos o algoritmo EM para estimar os parâmetros do modelo de mistura para as duas abordagens em estudo. Para analisar a performance dos algoritmos construídos elaboramos um estudo de simulação em que apresentaram estimativas próximas dos verdadeiros valores dos parâmetros de interesse. Aplicamos os algoritmos à uma base de dados real de uma determinada loja eletrônica e para determinar a escolha do melhor modelo utilizamos os critérios de seleção de modelos AIC e BIC. O truncamento no zero indica afetar mais a metodologia na qual aplicamos o truncamento em cada componente da mistura, tornando algumas estimativas para a distribuição Poisson truncada no zero com viés forte. Ao passo que, na abordagem em que empregamos o truncamento no zero diretamente no modelo as estimativas apontaram menor viés. / Mixture models has been used since long but just recently attracted more attention for the estimations methods development more efficient. In this dissertation, we consider the mixture model like a method for clustering or segmentation data with the Poisson and Poisson zero truncated distributions. About the zero truncation problem we have two emplacements. The first, consider the zero truncation in the mixture component, that is, we used the Poisson zero truncated distribution. And, alternatively, we do the zero truncation in the mixture model applying the usual Poisson. We estimated parameters of interest for the mixture model through maximum likelihood estimation method in which we need an iterative method. In this way, we implemented the EM algorithm for the estimation of interested parameters. We apply the algorithm in one real data base about one determined electronic store and towards determine the better model we use the criterion selection AIC and BIC. The zero truncation appear affect more the method which we truncated in the component mixture, return some estimates with strong bias. In the other hand, when we truncated the zero directly in the model the estimates pointed less bias.