Uno de los problemas que aborda la Mecánica Celeste es la determinación de las figuras de equilibrio de los cuerpos celestes. Para investigar su solución mediante métodos directos, se precisa evaluar el potencial generado por su autogravitación, el generado por su fuerza centrí­fuga y el generado por la fuerza de atracción entre los cuerpos. Los métodos clásicos de Finlay y Kopal que afrontan estos problemas, para determinar el potencial autogravitatorio en las configuraciones de equilibrio, emplean desarrollos en serie de los potenciales interior y exterior del potencial autogravitatorio. Estos métodos incurren en el error de suponer la convergencia en capas donde resulta cuestionable dicha convergencia para estos desarrollos en serie. En este trabajo se han elaborado unos algoritmos que contemplan toda la casuí­stica y que permiten una manipulación eficiente del producto de polinomios de Legendre, del producto de funciones asociadas de Legendre y del producto de armónicos esféricos como combinacióon lineal de ellos mismos, respectivamente. Se han obtenido, para primer y segundo orden en las amplitudes, los desarrollos correctos para los potenciales interior y exterior del potencial autogravitatorio para configuraciones de equilibrio aisladas, y , en primer orden de amplitudes, los mismos potenciales para los sistemas binarios próximos. Se ha elaborado un método analí­tico, en primer orden respecto de las amplitudes, para la determinación del potencial de marea en sistemas binarios próximos en el cual se manifiesta la forma de la componente secundaria del sistema.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo4097_1.pdf: 888475 bytes, checksum: 0cb3006c0211d4a3f7598e6efed04914 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Os sistemas de classificação de documentos servem, de modo geral, para facilitar o acesso do usuário a uma base de documentos. Esses sistemas podem ser utilizados para detectar spams; recomendar notícias de uma revista, artigos científicos ou produtos de uma loja virtual; refinar buscas e direcioná-las por assunto. Uma das maiores dificuldades na classificação de documentos é sua alta dimensionalidade. A abordagem bag of words, utilizada para extrair as características e obter os vetores que representam os documentos, gera dezenas de milhares de características. Vetores dessa dimensão demandam elevado custo computacional, além de possuir informações irrelevantes e redundantes. Técnicas de seleção de características reduzem a dimensionalidade da representação, de modo a acelerar o processamento do sistema e a facilitar a classificação. Entretanto, a seleção de características utilizada em problemas de classificação de documentos requer um parâmetro m que define quantas características serão selecionadas. Encontrar um bom valor para m é um procedimento complicado e custoso. A idéia introduzida neste trabalho visa remover a necessidade do parâmetro m e garantir que as características selecionadas cubram todos os documentos do conjunto de treinamento. Para atingir esse objetivo, o algoritmo proposto itera sobre os documentos do conjunto de treinamento e, para cada documento, escolhe a característica mais relevante. Se a característica escolhida já tiver sido selecionada, ela é ignorada, caso contrário, ela é selecionada. Deste modo, a quantidade de características é conhecida no final da execução do algoritmo, sem a necessidade de declarar um valor prévio para m. Os métodos propostos seguem essa ideia inicial com certas variações: inserção do parâmetro f para selecionar várias características por documento; utilização de informação local das classes; restrição de quais documentos serão usados no processo de seleção. Os novos algoritmos são comparados com um método clássico (Variable Ranking). Nos experimentos, foram usadas três bases de dados e cinco funções de avaliação de característica. Os resultados mostram que os métodos propostos conseguem melhores taxas de acerto

A análise de dados contendo informações sequenciais é um problema de crescente interesse devido à grande quantidade de informação que é gerada, entre outros, em processos de monitoramento. As séries temporais são um dos tipos mais comuns de dados sequenciais e consistem em observações ao longo do tempo. O algoritmo k-Nearest Neighbor - Time Series Prediction kNN-TSP é um método de previsão de dados temporais. A principal vantagem do algoritmo é a sua simplicidade, e a sua aplicabilidade na análise de séries temporais não-lineares e na previsão de comportamentos sazonais. Entretanto, ainda que ele frequentemente encontre as melhores previsões para séries temporais parcialmente periódicas, várias questões relacionadas com a determinação de seus parâmetros continuam em aberto. Este trabalho, foca-se em dois desses parâmetros, relacionados com a seleção de vizinhos mais próximos e a função de previsão. Para isso, é proposta uma abordagem simples para selecionar vizinhos mais próximos que considera a similaridade e a distância temporal de modo a selecionar os padrões mais similares e mais recentes. Também é proposta uma função de previsão que tem a propriedade de manter bom desempenho na presença de padrões em níveis diferentes da série temporal. Esses parâmetros foram avaliados empiricamente utilizando várias séries temporais, inclusive caóticas, bem como séries temporais reais referentes a variáveis ambientais do reservatório de Itaipu, disponibilizadas pela Itaipu Binacional. Três variáveis limnológicas fortemente correlacionadas são consideradas nos experimentos de previsão: temperatura da água, temperatura do ar e oxigênio dissolvido. Uma análise de correlação é realizada para verificar se os dados previstos mantem a correlação das variáveis. Os resultados mostram que, o critério de seleção de vizinhos próximos e a função de previsão, propostos neste trabalho, são promissores / Treating data that contains sequential information is an important problem that arises during the data mining process. Time series constitute a popular class of sequential data, where records are indexed by time. The k-Nearest Neighbor - Time Series Prediction kNN-TSP method is an approximator for time series prediction problems. The main advantage of this approximator is its simplicity, and is often used in nonlinear time series analysis for prediction of seasonal time series. Although kNN-TSP often finds the best fit for nearly periodic time series forecasting, some problems related to how to determine its parameters still remain. In this work, we focus in two of these parameters: the determination of the nearest neighbours and the prediction function. To this end, we propose a simple approach to select the nearest neighbours, where time is indirectly taken into account by the similarity measure, and a prediction function which is not disturbed in the presence of patterns at different levels of the time series. Both parameters were empirically evaluated on several artificial time series, including chaotic time series, as well as on a real time series related to several environmental variables from the Itaipu reservoir, made available by Itaipu Binacional. Three of the most correlated limnological variables were considered in the experiments carried out on the real time series: water temperature, air temperature and dissolved oxygen. Analyses of correlation were also accomplished to verify if the predicted variables values maintain similar correlation as the original ones. Results show that both proposals, the one related to the determination of the nearest neighbours as well as the one related to the prediction function, are promising

A complexidade dos dados armazenados em grandes bases de dados aumenta cada vez mais, criando a necessidade de novas operações de consulta. Uma classe de operações que tem apresentado interesse crescente são as chamadas Consultas por Similaridade, sendo as mais conhecidas as consultas por Abrangência (\'R IND. q\') e por k-Vizinhos mais Proximos (kNN), sendo que esta ultima obtem quais são os k elementos armazenados mais similares a um dado elemento de referência. Outra consulta que é interessante tanto para consultas diretas quanto como parte de operações de análises mais complexas e a operação de consulta aos k-Vizinhos mais Próximos Reversos (RkNN). Seu objetivo e obter todos os elementos armazenados que têm um dado elemento de referência como um dos seus k elementos mais similares. Devido a complexidade de execução da operação de RkNN, a grande maioria das soluções existentes restringem-se a dados representados em espaços multidimensionais euclidianos (nos quais estão denidas tambem operações cardinais e topológicas, além de se considerar a similaridade como sendo a distância Euclidiana entre dois elementos), ou então obtém apenas respostas aproximadas, sujeitas a existência de falsos negativos. Várias aplicações de análise de dados científicos, médicos, de engenharia, financeiros, etc. requerem soluções eficientes para o problema da operação de RkNN sobre dados representados em espaços métricos, onde os elementos não podem ser considerados estar em um espaço nem Euclidiano nem multidimensional. Num espaço métrico, além dos próprios elementos armazenados existe apenas uma função de comparação métrica entre pares de objetos. Neste trabalho, são propostas novas podas de espaço de busca e o algoritmo RkNN-MG que utiliza essas novas podas para solucionar o problema de consultas RkNN exatas em espaços métricos sem limitações. Toda a proposta supõe que o conjunto de dados esta em um espaço métrico imerso isometricamente em espaço euclidiano e utiliza propriedades da geometria métrica válida neste espaço para realizar podas eficientes por lei dos cossenos combinada com as podas tradicionais por desigualdade triangular. Os experimentos demonstram comparativamente que as novas podas são mais eficientes que as tradicionais podas por desigualdade triangular, tendo desempenhos equivalente quando comparadas em conjuntos de alta dimensionalidade ou com dimensão fractal alta. Assim, os resultados confirmam as novas podas propostas como soluções alternativas eficientes para o problema de consultas RkNN / Data stored in large databases present an ever increasing complexity, pressing for the development of new classes of query operators. One such class, which is enticing an increasing interest, is the so-called Similarity Queries, where the most common are the similarity range queries (\'R IND. q\') and the k-nearest neighbor queries (kNN). A k-nearest neighbor query aims at retrieving the k stored elements nearer (or more similar) to a given reference element. Another important similarity query is the reverse k-nearest neighbor (RkNN), useful both for queries posed directly by the analyst and for queries that are part of more complex analysis processes. The objective of a reverse k-nearest neighbor queries is obtaining the stored elements that has the query reference element as one of their k-nearest neighbors. As the RkNN operation is a rather expensive operation, from the computational standpoint, most existing solutions only solve the query when applied over Euclidean multidimensional spaces (as these spaces also define cardinal and topological operations besides the Euclidean distance between pairs of elements) or retrieve only approximate answers, where false negatives can occur. Several applications, like the analysis of scientific, medical, engineering or financial data, require efficient and exact answers for the RkNN queries over data which is frequently represented in metric spaces, that is where no other property besides the similarity measure exists. Therefore, for applications handling metrical data, the assumption of Euclidean metric or even multidimensional data cannot be used. In this work, we propose new pruning rules based on the law of cosines, and the RkNN-MG algorithm, which uses them to solve RkNN queries in a way that is exact, faster than the existing approaches, that is not limited for any value of k, and that can be applied both over static and over dynamic datasets. The new pruning rules assume that the data set is in a metric space that can be embedded into an Euclidean space and use metric geometry properties valid in this space to perform effective pruning based on the law of cosines combined with the traditional pruning based on the triangle inequality property. The experiments show that the new pruning rules are alkways more efficient than the traditional pruning rules based solely on the triangle inequality. The experiments show that for high high dimensionality datasets, or for metric datasets with high fractal dimensionality, the performance improvement is smaller than for for lower dimensioinality datasets, but it\'s never worse. Thus, the results confirm that the our pruning rules are efficient alternative to solve RkNN queries in general

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-09-04T17:47:07Z No. of bitstreams: 1 MarcusLopes.pdf: 2085041 bytes, checksum: 14f6f9bbe0d5b050a23103874af8c783 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-04T17:47:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcusLopes.pdf: 2085041 bytes, checksum: 14f6f9bbe0d5b050a23103874af8c783 (MD5) Previous issue date: 2017-07-26 / The growing demand for energy and the limitations of oil reserves have led to the search for renewable and sustainable energy sources to replace, even partially, fossil fuels. Biodiesel has become in last decades the main alternative to petroleum diesel. Its quality is evaluated by given parameters and specifications which vary according to country or region like, for example, in Europe (EN 14214), US (ASTM D6751) and Brazil (RANP 45/2014), among others. Some of these parameters are intrinsically related to the composition of fatty acid methyl esters (FAMEs) of biodiesel, such as viscosity, density, oxidative stability and iodine value, which allows to relate the behavior of these properties with the size of the carbon chain and the presence of unsaturation in the molecules. In the present work four methods for direct classification (support vector machine, K-nearest neighbors, decision tree classifier and artificial neural networks) were optimized and compared to classify biodiesel samples according to their compliance to viscosity, density, oxidative stability and iodine value, having as input the composition of fatty acid methyl esters, since those parameters are intrinsically related to composition of biodiesel. The classifi- cations were carried out under the specifications of standards EN 14214, ASTM D6751 and RANP 45/2014. A comparison between these methods of direct classification and empirical equations (indirect classification) distinguished positively the direct classification methods in the problem addressed, especially when the biodiesel samples have properties values very close to the limits of the considered specifications. / A demanda crescente por fontes de energia renováveis e como alternativa aos combustíveis fósseis tornam o biodiesel como uma das principais alternativas para substituição dos derivados do petróleo. O controle da qualidade do biodiesel durante processo de produção e distribuição é extremamente importante para garantir um combustível com qualidade confiável e com desempenho satisfatório para o usuário final. O biodiesel é caracterizado pela medição de determinadas propriedades de acordo com normas internacionais. A utilização de métodos de aprendizagem de máquina para a caracterização do biodiesel permite economia de tempo e dinheiro. Neste trabalho é mostrado que para a determinação da conformidade de um biodiesel os classificadores SVM, KNN e Árvore de decisões apresentam melhores resultados que os métodos de predição de trabalhos anteriores. Para as propriedades de viscosidade densidade, índice de iodo e estabilidade oxidativa (RANP 45/2014, EN14214:2014 e ASTM D6751-15) os classificadores KNN e Árvore de decisões apresentaram-se como melhores opções. Estes resultados mostram que os classificadores podem ser aplicados de forma prática visando economia de tempo, recursos financeiros e humanos.

A complexidade dos dados armazenados em grandes bases de dados aumenta cada vez mais, criando a necessidade de novas operações de consulta. Uma classe de operações que tem apresentado interesse crescente são as chamadas Consultas por Similaridade, sendo as mais conhecidas as consultas por Abrangência (\'R IND. q\') e por k-Vizinhos mais Proximos (kNN), sendo que esta ultima obtem quais são os k elementos armazenados mais similares a um dado elemento de referência. Outra consulta que é interessante tanto para consultas diretas quanto como parte de operações de análises mais complexas e a operação de consulta aos k-Vizinhos mais Próximos Reversos (RkNN). Seu objetivo e obter todos os elementos armazenados que têm um dado elemento de referência como um dos seus k elementos mais similares. Devido a complexidade de execução da operação de RkNN, a grande maioria das soluções existentes restringem-se a dados representados em espaços multidimensionais euclidianos (nos quais estão denidas tambem operações cardinais e topológicas, além de se considerar a similaridade como sendo a distância Euclidiana entre dois elementos), ou então obtém apenas respostas aproximadas, sujeitas a existência de falsos negativos. Várias aplicações de análise de dados científicos, médicos, de engenharia, financeiros, etc. requerem soluções eficientes para o problema da operação de RkNN sobre dados representados em espaços métricos, onde os elementos não podem ser considerados estar em um espaço nem Euclidiano nem multidimensional. Num espaço métrico, além dos próprios elementos armazenados existe apenas uma função de comparação métrica entre pares de objetos. Neste trabalho, são propostas novas podas de espaço de busca e o algoritmo RkNN-MG que utiliza essas novas podas para solucionar o problema de consultas RkNN exatas em espaços métricos sem limitações. Toda a proposta supõe que o conjunto de dados esta em um espaço métrico imerso isometricamente em espaço euclidiano e utiliza propriedades da geometria métrica válida neste espaço para realizar podas eficientes por lei dos cossenos combinada com as podas tradicionais por desigualdade triangular. Os experimentos demonstram comparativamente que as novas podas são mais eficientes que as tradicionais podas por desigualdade triangular, tendo desempenhos equivalente quando comparadas em conjuntos de alta dimensionalidade ou com dimensão fractal alta. Assim, os resultados confirmam as novas podas propostas como soluções alternativas eficientes para o problema de consultas RkNN / Data stored in large databases present an ever increasing complexity, pressing for the development of new classes of query operators. One such class, which is enticing an increasing interest, is the so-called Similarity Queries, where the most common are the similarity range queries (\'R IND. q\') and the k-nearest neighbor queries (kNN). A k-nearest neighbor query aims at retrieving the k stored elements nearer (or more similar) to a given reference element. Another important similarity query is the reverse k-nearest neighbor (RkNN), useful both for queries posed directly by the analyst and for queries that are part of more complex analysis processes. The objective of a reverse k-nearest neighbor queries is obtaining the stored elements that has the query reference element as one of their k-nearest neighbors. As the RkNN operation is a rather expensive operation, from the computational standpoint, most existing solutions only solve the query when applied over Euclidean multidimensional spaces (as these spaces also define cardinal and topological operations besides the Euclidean distance between pairs of elements) or retrieve only approximate answers, where false negatives can occur. Several applications, like the analysis of scientific, medical, engineering or financial data, require efficient and exact answers for the RkNN queries over data which is frequently represented in metric spaces, that is where no other property besides the similarity measure exists. Therefore, for applications handling metrical data, the assumption of Euclidean metric or even multidimensional data cannot be used. In this work, we propose new pruning rules based on the law of cosines, and the RkNN-MG algorithm, which uses them to solve RkNN queries in a way that is exact, faster than the existing approaches, that is not limited for any value of k, and that can be applied both over static and over dynamic datasets. The new pruning rules assume that the data set is in a metric space that can be embedded into an Euclidean space and use metric geometry properties valid in this space to perform effective pruning based on the law of cosines combined with the traditional pruning based on the triangle inequality property. The experiments show that the new pruning rules are alkways more efficient than the traditional pruning rules based solely on the triangle inequality. The experiments show that for high high dimensionality datasets, or for metric datasets with high fractal dimensionality, the performance improvement is smaller than for for lower dimensioinality datasets, but it\'s never worse. Thus, the results confirm that the our pruning rules are efficient alternative to solve RkNN queries in general

Orientador: Prof. Dr. Ricardo Suyama / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, Santo André, 2018. / De forma geral a Classificação de Padrões voltada a Processamento de Sinais vem sendo estudada e utilizada para a interpretação de informações diversas, que se manifestam em forma de imagens, áudios, dados geofísicos, impulsos elétricos, entre outros. Neste trabalho são estudadas técnicas de Machine Learning aplicadas ao problema de identificação de instrumentos musicais, buscando obter um sistema automático de reconhecimento de timbres. Essas técnicas foram utilizadas especificamente com cinco instrumentos da categoria de Sopro de Madeira (o Clarinete, o Fagote, a Flauta, o Oboé e o Sax). As técnicas utilizadas foram o kNN (com k = 3) e o SVM (numa configuração não linear), assim como foram estudadas algumas características (features) dos áudios, tais como o MFCC (do inglês Mel-Frequency Cepstral Coefficients), o ZCR (do inglês Zero Crossing Rate), a entropia, entre outros, sendo fonte de dados para os processos de treinamento e de teste. Procurou-se estudar instrumentos nos quais se observa uma aproximação nos timbres, e com isso verificar como é o comportamento de um sistema classificador nessas condições específicas. Observou-se também o comportamento dessas técnicas com áudios desconhecidos do treinamento, assim como com trechos em que há uma mistura de elementos (gerando interferências para cada modelo classificador) que poderiam desviar os resultados, ou com misturas de elementos que fazem parte das classes observadas, e que se somam num mesmo áudio. Os resultados indicam que as características selecionadas possuem informações relevantes a respeito do timbre de cada um dos instrumentos avaliados (como observou-se em relação aos solos), embora a acurácia obtida para alguns dos instrumentos tenha sido abaixo do esperado (como observou-se em relação aos duetos). / In general, Pattern Classification for Signal Processing has been studied and used for the interpretation of several information, which are manifested in many ways, like: images, audios, geophysical data, electrical impulses, among others. In this project we study techniques of Machine Learning applied to the problem of identification of musical instruments, aiming to obtain an automatic system of timbres recognition. These techniques were used specifically with five instruments of Woodwind category (Clarinet, Bassoon, Flute, Oboe and Sax). The techniques used were the kNN (with k = 3) and the SVM (in a non-linear configuration), as well as some audio features, such as MFCC (Mel-Frequency Cepstral Coefficients), ZCR (Zero Crossing Rate), entropy, among others, used as data source for the training and testing processes. We tried to study instruments in which an approximation in the timbres is observed, and to verify in this case how is the behavior of a classifier system in these specific conditions. It was also observed the behavior of these techniques with audios unknown to the training, as well as with sections in which there is a mixture of elements (generating interferences for each classifier model) that could deviate the results, or with mixtures of elements that are part of the observed classes, and added in a same audio. The results indicate that the selected characteristics have relevant information regarding the timbre of each one of evaluated instruments (as observed on the solos results), although the accuracy obtained for some of the instruments was lower than expected (as observed on the duets results).

Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-03-21T19:40:25Z No. of bitstreams: 2 LEANDRO JUVENCIO MOREIRA.pdf: 1183496 bytes, checksum: b7b7de6c9a5112b9705c906c6cbdaaec (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2017-03-22T15:01:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 LEANDRO JUVENCIO MOREIRA.pdf: 1183496 bytes, checksum: b7b7de6c9a5112b9705c906c6cbdaaec (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T15:01:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 LEANDRO JUVENCIO MOREIRA.pdf: 1183496 bytes, checksum: b7b7de6c9a5112b9705c906c6cbdaaec (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-12-14 / The data classification is a data mining task with relevant utilization in various areas of application, such as medicine, industry, marketing, financial market, teaching and many others. Although this task is an element search for many autors, there are open issues such as, e.g., in situations where there is so much data, noise data and unbalanced classes. In this way, this work will present a data classifier proposal that combines the SOM (Self-Organizing Map) neural network with INN (Informative Nearest Neighbors). The combination of these two algorithms will be called in this work as SOM-INN. Therefore, the SOM-INN process to classify a new object will be done in a first step with the SOM that has a functionality to map a reduced dataset through an approach that utilizes the prototype generation concept, also called the winning neuron and, in a second step, with the INN algorithm that is used to classify the new object through an approach that finds in the reduced dataset by SOM the most informative object. Were made experiments using 21 public datasets comparing classic data classification algorithms of the literature, from the indicators of reduction training set, accuracy, kappa and time consumed in the classification process. The results obtained show that the proposed SOM-INN algorithm, when compared with the others classifiers of the literature, presents better accuracy in databases where the border region is not well defined. The main differential of the SOM-INN is in the classification time, which is extremely important for real applications. Keywords: data classification; prototype generation; K nearest neighbors; self-organizing / A classificação de dados é uma tarefa da mineração de dados com utilização relevante em diversas áreas de aplicação, tais como, medicina, indústria, marketing, mercado financeiro, ensino e muitas outras. Embora essa tarefa seja elemento de pesquisa de muitos autores, ainda há problemas em aberto como, por exemplo, em situações onde há abundância de dados, dados ruidosos e desbalanceamento de classes. Nesse sentido, este trabalho apresenta uma proposta de classificador de dados em um processo de duas etapas que combina a rede neural SOM (Self-Organizing Maps) com o classificador vizinhos informativos mais próximos ou INN (Informative Nearest Neighbors). A combinação desses dois algoritmos será aqui chamada como SOM-INN. Portanto, o processo de uso do SOM-INN na classificação de um novo objeto será feito em uma primeira etapa com o SOM que tem a funcionalidade de mapear um conjunto reduzido dos dados de treinamento por meio de uma abordagem que utiliza o conceito de geração de protótipo, também denominado de neurônio vencedor e, em uma segunda etapa, com o algoritmo INN que é usado para classificar o novo objeto por meio de uma abordagem que encontra no conjunto de treinamento reduzido pelo SOM os objetos mais informativos. Foram realizados experimentos usando 21 conjuntos de dados públicos, comparando com os algoritmos clássicos da literatura de classificação de dados, a partir dos indicadores de redução do conjunto de treinamento, acurácia, kappa e tempo consumido no processo de classificação. Os resultados obtidos mostram que o algoritmo proposto SOM-INN, quando comparado com outros classificadores da literatura, apresenta acurácia melhor em bases de dados em que a região de fronteira não é bem definida. O principal diferencial do SOM-INN está no tempo de classificação, o que é de suma importância para aplicações reais.

A análise de dados contendo informações sequenciais é um problema de crescente interesse devido à grande quantidade de informação que é gerada, entre outros, em processos de monitoramento. As séries temporais são um dos tipos mais comuns de dados sequenciais e consistem em observações ao longo do tempo. O algoritmo k-Nearest Neighbor - Time Series Prediction kNN-TSP é um método de previsão de dados temporais. A principal vantagem do algoritmo é a sua simplicidade, e a sua aplicabilidade na análise de séries temporais não-lineares e na previsão de comportamentos sazonais. Entretanto, ainda que ele frequentemente encontre as melhores previsões para séries temporais parcialmente periódicas, várias questões relacionadas com a determinação de seus parâmetros continuam em aberto. Este trabalho, foca-se em dois desses parâmetros, relacionados com a seleção de vizinhos mais próximos e a função de previsão. Para isso, é proposta uma abordagem simples para selecionar vizinhos mais próximos que considera a similaridade e a distância temporal de modo a selecionar os padrões mais similares e mais recentes. Também é proposta uma função de previsão que tem a propriedade de manter bom desempenho na presença de padrões em níveis diferentes da série temporal. Esses parâmetros foram avaliados empiricamente utilizando várias séries temporais, inclusive caóticas, bem como séries temporais reais referentes a variáveis ambientais do reservatório de Itaipu, disponibilizadas pela Itaipu Binacional. Três variáveis limnológicas fortemente correlacionadas são consideradas nos experimentos de previsão: temperatura da água, temperatura do ar e oxigênio dissolvido. Uma análise de correlação é realizada para verificar se os dados previstos mantem a correlação das variáveis. Os resultados mostram que, o critério de seleção de vizinhos próximos e a função de previsão, propostos neste trabalho, são promissores / Treating data that contains sequential information is an important problem that arises during the data mining process. Time series constitute a popular class of sequential data, where records are indexed by time. The k-Nearest Neighbor - Time Series Prediction kNN-TSP method is an approximator for time series prediction problems. The main advantage of this approximator is its simplicity, and is often used in nonlinear time series analysis for prediction of seasonal time series. Although kNN-TSP often finds the best fit for nearly periodic time series forecasting, some problems related to how to determine its parameters still remain. In this work, we focus in two of these parameters: the determination of the nearest neighbours and the prediction function. To this end, we propose a simple approach to select the nearest neighbours, where time is indirectly taken into account by the similarity measure, and a prediction function which is not disturbed in the presence of patterns at different levels of the time series. Both parameters were empirically evaluated on several artificial time series, including chaotic time series, as well as on a real time series related to several environmental variables from the Itaipu reservoir, made available by Itaipu Binacional. Three of the most correlated limnological variables were considered in the experiments carried out on the real time series: water temperature, air temperature and dissolved oxygen. Analyses of correlation were also accomplished to verify if the predicted variables values maintain similar correlation as the original ones. Results show that both proposals, the one related to the determination of the nearest neighbours as well as the one related to the prediction function, are promising

Com o crescente aumento no número de imagens geradas em mídias digitais surgiu a necessidade do desenvolvimento de novas técnicas de recuperação desses dados. Um critério de busca que pode ser utilizado na recuperação das imagens é o da dissimilaridade, no qual o usuário deseja recuperar as imagens semelhantes à uma imagem de consulta. Para a realização das consultas são empregados vetores de características extraídos das imagens e funções de distância para medir a dissimilaridade entre pares desses vetores. Infelizmente, a busca por conteúdo de imagens em consultas simples tende a gerar resultados que não correspondem ao interesse do usuário misturados aos resultados significativos encontrados, pois em geral há uma descontinuidade semântica entre as características extraídas automaticamente e a subjetividade da interpretação humana. Com o intuito de tratar esse problema, diversos métodos foram propostos para a diminuição da descontinuidade semântica. O foco principal desta tese é o desenvolvimento de métodos escaláveis para a redução da descontinuidade semântica em sistemas recuperação de imagens por conteúdo em tempo real. Nesta sentido, são apresentados: a formalização de consultas por similaridade que permitem a utilização de múltiplos centros de consulta em espaços métricos como base para métodos de realimentação de relevância; um método exato para otimização dessas consultas nesses espaços; e um modelo para tratamento da diversidade em consultas por similaridade e heurísticas para sua otimização / The increasing number of images captured in digital media fostered the developmet of new methods for the recovery of these images. Dissimilarity is a criteria that can be used for image retrieval, where the results are images that are similar to a given reference. The queries are based on feature vectors automatically extracted from the images and on distance functions to measure the dissimilarity between pair of vectors. Unfortunately, the search for images in simple queries may result in images that do not fulfill the user interest together with meaningful images, due to the semantic gap between the image features and to the subjectivity of the human interpretation. This problem leaded to the development of many methods to deal with the semantic gap. The focus of this thesis is the development of scalable methods aiming the semantic gap reduction in real time for content-based image retrieval systems. For this purpose, we present the formal definition of similarity queries based on multiple query centers in metric spaces to be used in relevance feedback methods, an exact method to optimize these queries and a model to deal with diversity in nearest neighbor queries including heuristics for its optimization