For every positive, decreasing, summable sequence $a=(a_i)$, we can construct a Cantor set $C_a$ associated with $a$. These Cantor sets are not necessarily self-similar. Their dimensional properties and measures have been studied in terms of the sequence $a$. In this thesis, we extend these results to a more general collection of Cantor sets. We study their Hausdorff and packing measures, and compare the size of Cantor sets with the more refined notion of dimension partitions. The properties of these Cantor sets in relation to the collection of cut-out sets are then considered. The multifractal spectrum of $\mathbf{p}$-Cantor measures on these Cantor sets are also computed. We then focus on the special case of homogeneous Cantor sets and obtain a more accurate estimate of their exact measures. Finally, we prove the $L^p$-improving property of the $\mathbf{p}$-Cantor measure on a homogeneous Cantor set as a convolution operator.

No presente trabalho é apresentada uma versão do Método dos Elementos Discretos formado por barras (DEM) no estudo do colapso de estruturas. O Método dos Elementos Discretos foi introduzido, especialmente, para a simulação numérica de problemas de dano e fratura. Esse método tem habilidade natural para introduzir descontinuidades de uma maneira muito direta e intuitiva. Além disso, métodos discretos oferecem uma estrutura conveniente para dar conta da desordem da microestrutura do material por meio de modelos estatísticos. A versão do DEM utilizada neste trabalho consiste na discretização do contínuo em barras que formam uma treliça espacial regular, onde massas equivalentes são concentradas nos nós, e as rigidezes das barras são equivalentes ao contínuo que tentam representar. Leis uniaxiais de dano permitem modelar fratura e dano anisotrópico com relativa facilidade. Esta versão foi amplamente testada em diversos campos da Engenharia, entre eles, problemas dinâmicos, de impacto, geração e propagação de sismos, estudo de efeito de escala em rochas e concreto, análise da microestrutura de materiais. Este trabalho apresenta dois grandes temas, nos quais foram realizadas implementações no DEM que aumentam sua aplicabilidade. Também são implementadas modificações nas leis constitutivas antes utilizadas, e apresentadas, também, novas leis para dar flexibilidade na calibração dos modelos. São comparados os resultados utilizando as diversas leis na análise do efeito de escala de placas submetidas à tração. Também são analisados os resultados obtidos sob a óptica da teoria de escala multifractal. Neste campo, encontram-se respostas muito interessantes que explicam os mecanismos de fratura, assim como dão uma noção de que alterações deveriam ser realizadas no DEM para conseguir que o método fique completamente objetivo em relação à escala. Nesse processo, estudam-se diferentes formas de obter as dimensões fractais de placas de rocha submetidas à tração e é analisada a influência de alguns dos parâmetros do DEM, além da relação constitutiva utilizada. Finalmente, o DEM é introduzido dentro do sistema comercial Abaqus, com objetivo de resolver problemas com grande quantidade de graus de liberdade ou com as condições de contorno ou de carregamento muito complexos. Apresentam-se exemplos de validação e exemplos de aplicação que mostram as vantagens das inovações realizadas. / This paper presents a version of the Truss-like Discrete Element Method in the study of the collapse of structures. The discrete element method was introduced especially for numerical simulation of fracture and damage problems. This method has the natural ability to introduce discontinuities in a very direct and intuitive way. Moreover, discrete methods offer a convenient framework to account for the disorder of the material microstructure by means of statistical models. The truss-like Discrete Element Method (DEM) used in this work represents the continuum by means of a periodic spatial arrangement of bars with the masses lumped at their ends. The rigidity of the bars is equivalent to the continuum to trying to represent. Uniaxial damage Laws allow model fracture and anisotropic damage with relative ease. This version was widely tested in various engineering fields including: dynamics problems, impact, generation and propagation of earthquakes, study of scale effect in rock and concrete analysis of the microstructure of materials. This work presents two major issues in witch were performed DEM implementations that increase its applicability. To obtain a better description of the model modifications in the constitutive laws are implemented and new ones are presented. The scale effect results of plates of rock subjected to traction obtained to different laws are compared. These obtained results are examined under the Multifractal scaling law theory. In this field, very interesting answers that explain the mechanisms of fracture are found. They gives some notions of which changes should be made in DEM to obtain a fully scale objective method. In the process, different ways to obtain the fractal dimension of rock plates subjected to traction are studied. The influence of some DEM parameter and constitutive laws are also analyzed. Finally, the DEM has been implemented within the commercial system ABAQUS to solve problems with a large number of degrees of freedom or very complex contour or loading conditions. Presents examples of validation and application that show the benefits of innovations through.

No presente trabalho é apresentada uma versão do Método dos Elementos Discretos formado por barras (DEM) no estudo do colapso de estruturas. O Método dos Elementos Discretos foi introduzido, especialmente, para a simulação numérica de problemas de dano e fratura. Esse método tem habilidade natural para introduzir descontinuidades de uma maneira muito direta e intuitiva. Além disso, métodos discretos oferecem uma estrutura conveniente para dar conta da desordem da microestrutura do material por meio de modelos estatísticos. A versão do DEM utilizada neste trabalho consiste na discretização do contínuo em barras que formam uma treliça espacial regular, onde massas equivalentes são concentradas nos nós, e as rigidezes das barras são equivalentes ao contínuo que tentam representar. Leis uniaxiais de dano permitem modelar fratura e dano anisotrópico com relativa facilidade. Esta versão foi amplamente testada em diversos campos da Engenharia, entre eles, problemas dinâmicos, de impacto, geração e propagação de sismos, estudo de efeito de escala em rochas e concreto, análise da microestrutura de materiais. Este trabalho apresenta dois grandes temas, nos quais foram realizadas implementações no DEM que aumentam sua aplicabilidade. Também são implementadas modificações nas leis constitutivas antes utilizadas, e apresentadas, também, novas leis para dar flexibilidade na calibração dos modelos. São comparados os resultados utilizando as diversas leis na análise do efeito de escala de placas submetidas à tração. Também são analisados os resultados obtidos sob a óptica da teoria de escala multifractal. Neste campo, encontram-se respostas muito interessantes que explicam os mecanismos de fratura, assim como dão uma noção de que alterações deveriam ser realizadas no DEM para conseguir que o método fique completamente objetivo em relação à escala. Nesse processo, estudam-se diferentes formas de obter as dimensões fractais de placas de rocha submetidas à tração e é analisada a influência de alguns dos parâmetros do DEM, além da relação constitutiva utilizada. Finalmente, o DEM é introduzido dentro do sistema comercial Abaqus, com objetivo de resolver problemas com grande quantidade de graus de liberdade ou com as condições de contorno ou de carregamento muito complexos. Apresentam-se exemplos de validação e exemplos de aplicação que mostram as vantagens das inovações realizadas. / This paper presents a version of the Truss-like Discrete Element Method in the study of the collapse of structures. The discrete element method was introduced especially for numerical simulation of fracture and damage problems. This method has the natural ability to introduce discontinuities in a very direct and intuitive way. Moreover, discrete methods offer a convenient framework to account for the disorder of the material microstructure by means of statistical models. The truss-like Discrete Element Method (DEM) used in this work represents the continuum by means of a periodic spatial arrangement of bars with the masses lumped at their ends. The rigidity of the bars is equivalent to the continuum to trying to represent. Uniaxial damage Laws allow model fracture and anisotropic damage with relative ease. This version was widely tested in various engineering fields including: dynamics problems, impact, generation and propagation of earthquakes, study of scale effect in rock and concrete analysis of the microstructure of materials. This work presents two major issues in witch were performed DEM implementations that increase its applicability. To obtain a better description of the model modifications in the constitutive laws are implemented and new ones are presented. The scale effect results of plates of rock subjected to traction obtained to different laws are compared. These obtained results are examined under the Multifractal scaling law theory. In this field, very interesting answers that explain the mechanisms of fracture are found. They gives some notions of which changes should be made in DEM to obtain a fully scale objective method. In the process, different ways to obtain the fractal dimension of rock plates subjected to traction are studied. The influence of some DEM parameter and constitutive laws are also analyzed. Finally, the DEM has been implemented within the commercial system ABAQUS to solve problems with a large number of degrees of freedom or very complex contour or loading conditions. Presents examples of validation and application that show the benefits of innovations through.

No presente trabalho é apresentada uma versão do Método dos Elementos Discretos formado por barras (DEM) no estudo do colapso de estruturas. O Método dos Elementos Discretos foi introduzido, especialmente, para a simulação numérica de problemas de dano e fratura. Esse método tem habilidade natural para introduzir descontinuidades de uma maneira muito direta e intuitiva. Além disso, métodos discretos oferecem uma estrutura conveniente para dar conta da desordem da microestrutura do material por meio de modelos estatísticos. A versão do DEM utilizada neste trabalho consiste na discretização do contínuo em barras que formam uma treliça espacial regular, onde massas equivalentes são concentradas nos nós, e as rigidezes das barras são equivalentes ao contínuo que tentam representar. Leis uniaxiais de dano permitem modelar fratura e dano anisotrópico com relativa facilidade. Esta versão foi amplamente testada em diversos campos da Engenharia, entre eles, problemas dinâmicos, de impacto, geração e propagação de sismos, estudo de efeito de escala em rochas e concreto, análise da microestrutura de materiais. Este trabalho apresenta dois grandes temas, nos quais foram realizadas implementações no DEM que aumentam sua aplicabilidade. Também são implementadas modificações nas leis constitutivas antes utilizadas, e apresentadas, também, novas leis para dar flexibilidade na calibração dos modelos. São comparados os resultados utilizando as diversas leis na análise do efeito de escala de placas submetidas à tração. Também são analisados os resultados obtidos sob a óptica da teoria de escala multifractal. Neste campo, encontram-se respostas muito interessantes que explicam os mecanismos de fratura, assim como dão uma noção de que alterações deveriam ser realizadas no DEM para conseguir que o método fique completamente objetivo em relação à escala. Nesse processo, estudam-se diferentes formas de obter as dimensões fractais de placas de rocha submetidas à tração e é analisada a influência de alguns dos parâmetros do DEM, além da relação constitutiva utilizada. Finalmente, o DEM é introduzido dentro do sistema comercial Abaqus, com objetivo de resolver problemas com grande quantidade de graus de liberdade ou com as condições de contorno ou de carregamento muito complexos. Apresentam-se exemplos de validação e exemplos de aplicação que mostram as vantagens das inovações realizadas. / This paper presents a version of the Truss-like Discrete Element Method in the study of the collapse of structures. The discrete element method was introduced especially for numerical simulation of fracture and damage problems. This method has the natural ability to introduce discontinuities in a very direct and intuitive way. Moreover, discrete methods offer a convenient framework to account for the disorder of the material microstructure by means of statistical models. The truss-like Discrete Element Method (DEM) used in this work represents the continuum by means of a periodic spatial arrangement of bars with the masses lumped at their ends. The rigidity of the bars is equivalent to the continuum to trying to represent. Uniaxial damage Laws allow model fracture and anisotropic damage with relative ease. This version was widely tested in various engineering fields including: dynamics problems, impact, generation and propagation of earthquakes, study of scale effect in rock and concrete analysis of the microstructure of materials. This work presents two major issues in witch were performed DEM implementations that increase its applicability. To obtain a better description of the model modifications in the constitutive laws are implemented and new ones are presented. The scale effect results of plates of rock subjected to traction obtained to different laws are compared. These obtained results are examined under the Multifractal scaling law theory. In this field, very interesting answers that explain the mechanisms of fracture are found. They gives some notions of which changes should be made in DEM to obtain a fully scale objective method. In the process, different ways to obtain the fractal dimension of rock plates subjected to traction are studied. The influence of some DEM parameter and constitutive laws are also analyzed. Finally, the DEM has been implemented within the commercial system ABAQUS to solve problems with a large number of degrees of freedom or very complex contour or loading conditions. Presents examples of validation and application that show the benefits of innovations through.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-05-25T15:27:20Z No. of bitstreams: 1 Carlos Andre Batista.pdf: 1088768 bytes, checksum: 7819bd86b2d74fe0f2599519c5bdf4cb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T15:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Andre Batista.pdf: 1088768 bytes, checksum: 7819bd86b2d74fe0f2599519c5bdf4cb (MD5) Previous issue date: 2006-02-16 / The main objective of the present work was to apply recently developed in methods in physics-statistics to the time series, especifically in this work, to intervals of heart beats obtained from blood pressure signs (BP) of the sloth (Bradypus variegatus), with the purpose of identifying differences in fractality terms in the system of autonomous control related to the different situations lived by the animal along 48 hours (light-dark cycles). One tried to investigate if environmental changings may produce tendencies or have influence on the autonomous control system, using analysis multifractal methods, like Multifractal Detrended Fluctuations Analysis (MF-DFA). Due to the conditions in which the sloth BP data were obtained, that is, obtained to intervals of 15 minutes, it was necessary the adaptation of data for application of the technique MF-DFA. For validation of the adaptations, tests with humans' electrocardiograms gave us support to work with the interbeats data of sloth. The obtained results showed asignificant increasement of multifractalidade in the intervals of heartbeats of the sloth in the light cycle in relation to the dark cycle. / O principal objetivo do presente trabalho foi aplicar métodos recentemente desenvolvidos em física-estatística às séries temporais, em especial neste trabalho, a intervalos de batimentos cardíacos obtidos a partir de sinais de pressão arterial (PA) do bicho preguiça (Bradypus variegatus), com a finalidade de identificar diferenças em termos de fractalidade no sistema de controle autonômico relacionadas às diferentes situações vividas pelo animal ao longo de 48 horas (períodos claro e escuro). Procurou-se investigar se alterações ambientais produzem tendências ou têm influências sobre o sistema de controle autonômico, utilizando métodos de análise multifractal, como Multifractal Detrended Fluctuations Analysis (MF-DFA). Devido às condições nas quais os dados de PA de preguiça foram obtidos, isto é, obtidos a intervalos de 15 minutos, fez-se necessário a adaptação dos dados para aplicação da técnica MF-DFA. Para validação das adaptações, testes com eletrocardiogramas de humanos nos deram suporte para trabalhar com os dados de intervalos de batimentos cardíacos do bicho-preguiça. Os resultados obtidos mostraram que existe um aumento significativo demultifractalidade nos intervalos de batimentos cardíacos do bicho preguiça no período claro em relação ao escuro.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-08-12T14:38:54Z No. of bitstreams: 1 Rosilda Benecio de Souza.pdf: 1979743 bytes, checksum: 6e2df03119bd441a84297bc73d2befeb (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-12T14:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosilda Benecio de Souza.pdf: 1979743 bytes, checksum: 6e2df03119bd441a84297bc73d2befeb (MD5) Previous issue date: 2011-02-17 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Vegetation and forest fires affect millions of hectares of Brazilian land and have severe ecological, social and economic consequences, including emissions of green house gases, loss of biodiversity, soil erosion etc. To establish efficient methods for prevention and suppression of fires, which is crucial for preservation of environment, it is necessarily to know the spatial location and time of occurrence of fires, burned area, why they occur, and how they initiate and propagate. Several satellite systems are currently available for monitoring different fire characteristics: dry areas that are susceptible to fire, actively flaming fires, burned area and smoke, and trace gas emissions. Hot pixels are satellite image pixels with infrared intensity corresponding to burning vegetation. Depending of image resolution, a hot pixel may represent one fire, or a part of a larger fire. Together with other satellite data, the number of hot pixels can be used to estimate the burned area and predict environmental and economics consequences. In this work we study the dynamics of hot pixels detected in Brazil by satellite NOAA-12 during the period 1998-2007, using the method Multifractal Detrended Fluctuation Analysis, which serves to detect and quantify multifractal properties of non-stationary temporal series. We calculate the generalized Hurst exponent h(q), Renyi exponent (q) and singularity spectrum f( ). The results show the existence of power-law long-term correlations that are described by a hierarchy of scaling exponents, which is the consequence of an underlying multifractal stochastic process. Based on this empirical result we also show that the Multifractal Cascade Model can be used to produce synthetic data for hot pixels dynamics. The observed multifractal property of temporal series of hot pixels should be incorporated in theoretical models and computer simulations of the fire dynamics and related phenomena. / Queimadas e incêndios florestais atingem milhões de hectares de terras brasileiras, causando graves consequências ecológicas, sociais e econômicas, incluindo emissões de gases do efeito estufa, perda de biodiversidade, erosão do solo, etc. Para estabelecer métodos eficientes para prevenção e supressão do fogo, importantes para proteção do meio ambiente, é necessário conhecer onde, quando e porquê os incêndios ocorrem, a área queimada e como se iniciam e se propagam. Atualmente, vários satélites são disponibilizados para monitoramento das características do fogo: áreas de risco, incêndios atualmente ativos, área queimada, fumaça e emissão de gases. Focos de calor são pixels na imagem de satélite, com intensidade infravermelha correspondente a vegetação queimada. Dependendo da resolução, um foco pode representar uma queimada ou parte de um incêndio maior. O número de focos combinado a outras informações fornecidas pelos satélites pode ser usado para estimar a área queimada, e prever as consequências ecológicas e econômicas. Neste trabalho, foi estudada a dinâmica de focos de calor detectados no Brasil pelo satélite NOAA-12, durante o período 1998-2007, utilizando o método Multifractal Detrended Fluctuation Analysis, desenvolvido para detecção e quantificação das propriedades mutifractais das séries temporais não estacionárias. Foram calculados o expoente generalizado de Hurst h(q), o expoente Renyi (q) e o espectro de singularidade f( ). Os resultados mostraram a existência de correlações de longo alcance, caracterizadas por uma hierarquia dos expoentes de escala, conseqüência de um processo estocástico multifractal. Baseado nos resultados empíricos, também foram mostrados que o Multifractal Cascade Model pode ser usado para gerar séries artificiais dos focos de calor. A propriedade multifractal da dinâmica dos focos de calor poderá ser incorporada em modelos teóricos e simulações computacionais de dinâmica de incêndios e fenômenos relacionados.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-08-12T15:41:19Z No. of bitstreams: 1 Silvio Fernando Alves Xavier Junior.pdf: 1969278 bytes, checksum: 716d98cbb2937cd01be0ff1272ed5033 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-12T15:41:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvio Fernando Alves Xavier Junior.pdf: 1969278 bytes, checksum: 716d98cbb2937cd01be0ff1272ed5033 (MD5) Previous issue date: 2011-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Rainfall can be understood as an end product of a number of complex atmospheric processes, which vary in space and time, and it may be considered one of most important dominant factor of the meteorological-climatic features of an specified investigated area. In this study, we observed if the dynamics of rain in Piracicaba, São Paulo - Brazil is generated by a multifractal process and / or belongs to classes of Self-Organized Criticality systems. To detect long-term correlations and multifractal behavior, we apply MF-DFA method that systematically detect nonstationarities and overcome trends in the data at all timescales. We calculated the generalized Hurst exponent, h(q), and Renyi exponent, (q). The results showed the existence of power-law long-term correlations which are described by a hierarchy of scaling exponents, that is the consequence of an underlying multifractal stochastic process. For smaller scales of about 8 months, the dynamics of rain is generated by a multifractal process (the generalized Hurst exponent, h(q), decreases with the increase in order (q) meaning it can be modeled using the cascade models. For larger scales, the value of h(q) is between 0:35 �� 0:55 indicating a weaker multifractality. The hypothesis that rainfall may be a case of Self-Organized Criticality is assessed. We analyze two events: the daily amount of rain and drought events (days without rain), both are weather phenomena that are strongly linked to rainfall. It appears that the distribution of the daily amount of rain displays two different scaling regimes for small and large intensities. The value of the ratio of these exponents confirms the results that were obtained in regions with tropical and subtropical climates. However, for the distribution of drought events we find two distinct scaling exponents with values that are closer than those observed in the daily amount of rain. The multifractal properties and self-organized criticality should be incorporated into theoretical models and computer simulations of the dynamics of rainfall and related phenomena.Rainfall can be understood as an end product of a number of complex atmospheric processes, which vary in space and time, and it may be considered one of most important dominant factor of the meteorological-climatic features of an specified investigated area. In this study, we observed if the dynamics of rain in Piracicaba, São Paulo - Brazil is generated by a multifractal process and / or belongs to classes of Self-Organized Criticality systems. To detect long-term correlations and multifractal behavior, we apply MF-DFA method that systematically detect nonstationarities and overcome trends in the data at all timescales. We calculated the generalized Hurst exponent, h(q), and Renyi exponent, (q). The results showed the existence of power-law long-term correlations which are described by a hierarchy of scaling exponents, that is the consequence of an underlying multifractal stochastic process. For smaller scales of about 8 months, the dynamics of rain is generated by a multifractal process (the generalized Hurst exponent, h(q), decreases with the increase in order (q) meaning it can be modeled using the cascade models. For larger scales, the value of h(q) is between 0:35 �� 0:55 indicating a weaker multifractality. The hypothesis that rainfall may be a case of Self-Organized Criticality is assessed. We analyze two events: the daily amount of rain and drought events (days without rain), both are weather phenomena that are strongly linked to rainfall. It appears that the distribution of the daily amount of rain displays two different scaling regimes for small and large intensities. The value of the ratio of these exponents confirms the results that were obtained in regions with tropical and subtropical climates. However, for the distribution of drought events we find two distinct scaling exponents with values that are closer than those observed in the daily amount of rain. The multifractal properties and self-organized criticality should be incorporated into theoretical models and computer simulations of the dynamics of rainfall and related phenomena. / A precipitação pode ser entendida como um produto final de processos atmosféricos complexos, os quais variam no tempo e espaço, e pode ser considerada um dos mais importantes fatores dominante das características meteorológicas-climáticas de uma determinada área investigada. Neste trabalho, verificamos se a dinâmica da chuva em Piracicaba, São Paulo - Brasil é gerada por um processo multifractal e/ou pertence as classes dos sistemas com propriedade da criticalidade auto-organizada. Para detectar a correlação de longo alcance e o comportamento multifractal, aplicamos o método MF-DFA que sistematicamente detecta não-estacionariedades e tendências nos dados para todas escalas de tempo. Calculamos o expoente generalizado de Hurst, h(q), e o expoente de Renyi, (q). Os resultados mostraram a existência de correlações de longo alcance, caracterizadas por uma hierarquia dos expoentes de escala, consequência de um processo estocástico multifractal. Para as escalas menores, aproximadamente 8 meses, a dinâmica de chuva é gerada por um processo multifractal (o expoente de Hurst generalizado, h(q), diminui com o aumento de ordem q) significando que pode ser modelada utilizando os modelos de cascata. Para as escalas maiores, o valor de h(q) está entre 0,35-0,55 o que indica a multifractalidade mais fraca. A hipótese de que a precipitação pode ser um caso de Self- Organized Criticality é avaliada. Analisamos dois eventos: a quantidade diária de chuva e eventos de seca (dias sem chuva), ambos são fenômenos metereológicos os quais são fortemente ligados à precipitação. Verifica-se que a distribuição da quantidade diária de chuva exibe dois regimes de escala distintos para pequenas e grandes quantidades. O valor da razão desses expoentes encontrados confirmam os resultados que foram obtidos nas regiões com climas tropical e subtropical. No entanto, para a distribuição de eventos de seca encontramos dois expoentes de escala distintos com valores bem mais próximos comparados com os observados na quantidade diária de chuva. As propriedades multifractais e criticalidade auto-organizada deverão ser incorporados em modelos teóricos e simulações computacionais da dinâmica das chuvas e fenômenos relacionados.

Orientadores: Lee Luan Ling, Fábio Violaro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T05:40:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GonzalezGonzalez_DianaCristina_M.pdf: 2589944 bytes, checksum: ddbbbef6076eb402f4abe638ebcd232b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Esta dissertação apresenta a implementação de um sistema de Reconhecimento Automático de Locutor (ASR). Este sistema emprega um novo parâmetro de características de locutor baseado no modelo multifractal "VVGM" (Variable Variance Gaussian Multiplier). A metodologia adotada para o desenvolvimento deste sistema foi formulada em duas etapas. Inicialmente foi implementado um sistema ASR tradicional, usando como vetor de características os MFCCs (Mel-Frequency Cepstral Coefficients) e modelo de mistura gaussiana (GMM) como classificador, uma vez que é uma configuração clássica, adotada como referência na literatura. Este procedimento permite ter um conhecimento amplo sobre a produção de sinais de voz, além de um sistema de referência para comparar o desempenho do novo parâmetro VVGM. A segunda etapa foi dedicada ao estudo de processos multifractais em sinais de fala, já que eles enfatizam-se na análise das informações contidas nas partes não estacionárias do sinal avaliado. Aproveitando essa característica, sinais de fala são modelados usando o modelo VVGM. Este modelo é baseado no processo de cascata multiplicativa binomial, e usa as variâncias dos multiplicadores de cada estágio como um novo vetor de característica. As informações obtidas pelos dois métodos são diferentes e complementares. Portanto, é interessante combinar os parâmetros clássicos com os parâmetros multifractais, a fim de melhorar o desempenho dos sistemas de reconhecimento de locutor. Os sistemas propostos foram avaliados por meio de três bases de dados de fala com diferentes configurações, tais como taxas de amostragem, número de falantes e frases e duração do treinamento e teste. Estas diferentes configurações permitem determinar as características do sinal de fala requeridas pelo sistema. Do resultado dos experimentos foi observado que o sistema de identificação de locutor usando os parâmetros VVGM alcançou taxas de acerto significativas, o que mostra que este modelo multifractal contém informações relevantes sobre a identidade de cada locutor. Por exemplo, a segunda base de dados é composta de sinais de fala de 71 locutores (50 homens e 21 mulheres) digitalizados a 22,05 kHz com 16 bits/amostra. O treinamento foi feito com 20 frases para cada locutor, com uma duração total de cerca de 70 s. Avaliando o sistema ASR baseado em VVGM, com locuções de teste de 3 s de comprimento, foi obtida uma taxa de reconhecimento de 91,30%. Usando estas mesmas condições, o sistema ASR baseado em MFCCs atingiu uma taxa de reconhecimento de 98,76%. No entanto, quando os dois parâmetros foram combinados, a taxa de reconhecimento aumentou para 99,43%, mostrando que a nova característica acrescenta informações importantes para o sistema de reconhecimento de locutor / Abstract: This dissertation presents an Automatic Speaker Recognition (ASR) system, which employs a new parameter based on the ¿VVGM? (Variable Variance Gaussian Multiplier) multifractal model. The methodology adopted for the development of this system is formulated in two stages. Initially, a traditional ASR system was implemented, based on the use of Mel-Frequency Cepstral Coefficients (MFCCs) and the Gaussian mixture models (GMMs) as the classifier, since it is the method with the best results in the literature. This procedure allows having a broad knowledge about the production of speech signals and a reference system to compare the performance of the new VVGM parameter. The second stage was dedicated to the study of the multifractal processes for speech signals, given that with them, it is possible to analyze information contained in non-stationary parts of the evaluated signal. Taking advantage of this characteristic, speech signals are modeled using the VVGM model, which is based on the binomial multiplicative cascade process, and uses the variances of multipliers for each state as a new speech feature. The information obtained by the two methods is different and complementary. Therefore, it is interesting to combine the classic parameters with the multifractal parameters in order to improve the performance of speaker recognition systems. The proposed systems were evaluated using three databases with different settings, such as sampling rates, number of speakers and phrases, duration of training and testing. These different configurations allow the determination of characteristics of the speech signal required by the system. With the experiments, the speaker identification system based on the VVGM parameters achieved significant success rates, which shows that this multifractal model contains relevant information of the identity of each speaker. For example, the second database is composed of speech signals of 71 speakers (50 men and 21 women) digitized at 22.05 kHz with 16 bits/sample. The training was done with 20 phrases for each speaker, with an approximately total duration of 70 s. Evaluating the ASR system based on VVGM, with this database and using test locutions with 3s of duration, it was obtained a recognition rate of 91.3%. Using these same conditions, the ASR system based on MFCCs reached a recognition rate of 98.76%. However, when the two parameters are combined, the recognition rate increased to 99.43%, showing that the new feature adds substantial information to the speaker recognition system / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

The thesis aims to investigate some of the approaches to modelling portfolio returns with heavy-tailed risk factors. It first elaborates on the univariate time series models, and compares the benchmark model (GARCH with Student t innovations or its GJR extension) predictive performance with its two competitors, the EVT-GARCH model and the Markov-Switching Multifractal (MSM) model. The motivation of EVT extension of GARCH specification is to use a more proper distribution of the innovations, based on the empirical distribution function. The MSM is one of the best performing models in the multifractal literature, a markov-switching model which is unique by its parsimonious specification and variability. The performance of these models is assessed with Mincer-Zarnowitz regressions as well as by comparison of quality of VaR and expected shortfall predictions, and the empirical analysis shows that for the risk management purposes the EVT-GARCH dominates the benchmark as well as the MSM. The second part addresses the dependence structure modelling, using the Gauss and t-copula to model the portfolio returns and compares the result with the classic variance-covariance approach, concluding that copulas offer a more realistic estimates of future extreme quantiles.

Orientador: Lee Luan Ling / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T01:26:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vieira_FlavioHenriqueTeles_D.pdf: 4214611 bytes, checksum: 755dfe9865aff1214f8e551afde7541d (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A modelagem multifractal generaliza os modelos de tráfego existentes na literatura e se mostra apropriada para descrever as características encontradas nos fluxos de tráfego das redes atuais. A presente tese investiga abordagens para alocação de banda, predição de tráfego e estimação de probabilidade de perda de bytes considerando as características multifractais de tráfego. Primeiramente, um Modelo Multifractal baseado em Wavelets (MMW) é proposto. Levando em consideração as propriedades deste modelo, são derivados o parâmetro de escala global, a função de autocorrelação e a banda efetiva para processos multifractais. A capacidade de atualização em tempo real do MMW aliada à banda efetiva proposta permite o desenvolvimento de um algoritmo de estimação adaptativa de banda efetiva. Através deste algoritmo é introduzido um esquema de provisão adaptativo de banda efetiva. Estuda-se também a alocação de banda baseada em predição de tráfego. Para este fim, propõe-se um preditor adaptativo fuzzy de tráfego, o qual é aplicado em uma nova estratégia de alocação de banda. O preditor fuzzy adaptativo proposto utiliza funções de base ortonormais baseadas nas propriedades do MMW. Com relação à probabilidade de perda para tráfego multifractal, derivase uma expressão analítica para a estimação da probabilidade de perda de bytes considerando que o tráfego obedece ao MMW. Além disso, uma caracterização mais completa do comportamento de fila é efetuada pela obtenção de limitantes para a probabilidade de perda e para a ocupação média do buffer em termos da banda efetiva do MMW. Por fim, é apresentado um esquema de controle de admissão usando o envelope efetivo proposto para o MMW oriundo do cálculo de rede estatístico, que garante que os fluxos admitidos obedeçam simultaneamente aos requisitos de perda e de retardo. As simulações realizadas evidenciam a relevância das propostas apresentadas / Abstract: Multifractal modeling generalizes the existing traffic models and is believed to be appropriate to describe the characteristics of traffic flows of modern communication networks. This thesis investigates some novel approaches for bandwidth allocation, traffic prediction and byte loss probability estimation, by considering the multifractal characteristics of the network traffic. Firstly, a Wavelet based Multifractal Model (WMM) is proposed. Taking into account the properties of this multifractal model, we derive the global scaling parameter, the autocorrelation function and the effective bandwidth for multifractal processes. The real time updating capacity of the WMM in connection with our effective bandwidth proposal allows us to develop an algorithm for adaptive effective bandwidth estimation. Then, through this algorithm, an adaptive bandwidth provisioning scheme is introduced. In this work, we also study a prediction-based bandwidth allocation case. For this end, we develop an adaptive fuzzy predictor, which is incorporated into a novel bandwidth allocation scheme. The proposed adaptive fuzzy predictor makes use of orthonormal basis functions based on the properties of the WMM. Additionally, we derive an analytical expression for the byte loss probability estimation assuming that the traffic obeys the MMW. Besides, a more complete characterization of the queuing behavior is carried out through the estimation of the bounds for the loss probability and mean queue length in buffer in terms of the WMM based effective bandwidth. Finally, an admission control scheme is presented that uses the WMM based effective envelope derived through the statistical network calculus, guaranteeing that the admitted flows simultaneously attend the loss and delay requirements. The computer simulation results confirm the relevance of the presented proposals / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica