Estudo de algoritmos para classificação de séries temporais: uma aplicação em qualidade de energia elétrica

Aborda a classificação automática de faltas do tipo curto-circuito em linhas de transmissão. A maioria dos sistemas de transmissão possuem três fases (A, B e C). Por exemplo, um curto-circuito entre as fases A e B pode ser identicado como uma falta\AB". Considerando a possibilidade de um curto-circuito com a fase terra (T), a tarefa ao longo desse trabalho de classificar uma série temporal em uma das 11 faltas possíveis: AT, BT, CT, AB, AC, BC, ABC, ABT, ACT, BCT, ABCT. Estas faltas são responsáveis pela maioria dos distúrbios no sistema elétrico. Cada curto-circuito é representado por uma seqüência (série temporal) e ambos os tipos de classificação, on-line (para cada curto segmento extraído do sinal) e off-line (leva em consideração toda a seqüência), são investigados. Para evitar a atual falta de dados rotulados, o simulador Alternative Transient Program (ATP) é usado para criar uma base de dados rotulada e disponibilizada em domínio público. Alguns trabalhos na literatura não fazem distinção entre as faltas ABC e ABCT. Assim, resultados distinguindo esse dois tipos de faltas adotando técnicas de pré-processamento, diferentes front ends (por exemplo wavelets) e algoritmos de aprendizado (árvores de decisão e redes neurais) são apresentados. O custo computacional estimado durante o estágio de teste de alguns classificadores é investigado e a escolha dos parâmetros dos classificadores é feita a partir de uma seleção automática de modelo. Os resultados obtidos indicam que as árvores de decisão e as redes neurais apresentam melhores resultados quando comparados aos outros classificadores.

Detecção, classificação e quantificação automática de variações de tensão de curta duração para aplicação em análise de pós-operação em sistemas de energia elétrica

A análise de ocorrências no sistema de energia elétrica é de fundamento mportância para uma operação segura, e para manter a qualidade da energia elétrica lornecida aos consumidores. As concessionárias do setor de energia elétrica usam equipamentos, chamados registradores de perturbação (RP's), para monitora diagnosticar problemas nos sistemas elétrico e de proteção. As formas de onda normalmente analisadas nos centros de operação das concessionárias, são aquelas geradas por eventos que quase sempre causam a aocrtul je linhas devido a operação dos relés comandados pelos dispositivos de proteção .Contudo, uma grande quantidade de registros armazenados que podem conte informações importantes sobre o comportamento e desempenho do sistema elétricl jeixa de ser analisada. O objetivo desse trabalho é usar os dados disponíveis nos centros de ontrole, operação das concessionárias de energia elétrica obtidos pelos RP's, para classificar e quantificar de forma automática sinais que caracterizem problemas de qualidade da energia, quanto a variações de tensão de curta duração: afundamentos, elevações e interrupções. O método proposto usa a transformada wavelet para obter um vetor característico para as tensões das fases A, B e C, e uma rede neural probabilística para classificação. Os sinais classificados como apresentando variações de curta duração são quantilicados quanto a duração e amplitude, usando-se as propriedades da análise nultiresolução da decomposição do sinal. Esses parâmetros, então, irão formar uma Jase de dados onde procedimentos de análise estatística podem ser usados para gerar relatórios com as características da qualidade da energia. Os resultados obtidos com a metodologia proposta para um sistema real são também apresentados.

Classificação fonética utilizando Boosting e SVM

Para compor um sistema de Reconhecimento Automático de Voz, pode ser utilizada uma tarefa chamada Classificação Fonética, onde a partir de uma amostra de voz decide-se qual fonema foi emitido por um interlocutor. Para facilitar a classificação e realçar as características mais marcantes dos fonemas, normalmente, as amostras de voz são pré- processadas através de um fronl-en'L Um fron:-end, geralmente, extrai um conjunto de parâmetros para cada amostra de voz. Após este processamento, estes parâmetros são insendos em um algoritmo classificador que (já devidamente treinado) procurará decidir qual o fonema emitido. Existe uma tendência de que quanto maior a quantidade de parâmetros utilizados no sistema, melhor será a taxa de acertos na classificação. A contrapartida para esta tendência é o maior custo computacional envolvido. A técnica de Seleção de Parâmetros tem como função mostrar quais os parâmetros mais relevantes (ou mais utilizados) em uma tarefa de classificação, possibilitando, assim, descobrir quais os parâmetros redundantes, que trazem pouca (ou nenhuma) contribuição à tarefa de classificação. A proposta deste trabalho é aplicar o classificador SVM à classificação fonética, utilizando a base de dados TIMIT, e descobrir os parâmetros mais relevantes na classificação, aplicando a técnica Boosting de Seleção de Parâmetros.

Aplicação de redes neurais artificiais na classificação de padrões filogeográficos com base na variabilidade genômica do DNA mitocondrial

Historicamente, o processo de formação das populações da Amazônia, assim como de todo território brasileiro, envolveu três grupos étnicos principais: o ameríndio, o europeu e o africano. Como conseqüência, estas populações possuem em geral constituição miscigenada do ponto de vista social e biológico. Desde o final do século passado, estudos do DNA mitocondrial (mtDNA) tem sido desenvolvidos com o propósito de estimar a mistura interétnica presente nestas populações. Para isto, é de fundamental importância a classificação de uma determinada linhagem de mtDNA em um dos mais de 250 haplogrupos/subclados propostos na literatura. Com o objetivo de desenvolver um sistema automatizado, preciso e acurado de classificação de seqüências (linhagens) de mtDNA, o presente trabalhou lançou mão da técnica de Redes Neurais Artificiais (RNA’s) tendo como base os estudos de filogeografia. Para esta classificação, foram desenvolvidas quatro redes neurais artificiais diretas, com múltiplas camadas e algoritmo de aprendizagem de retropropagação. As entradas de cada rede equivalem às posições nucleotídicas polimórficas da região hipervariável do DNA mitocondrial, as quais retornam como saída a classificação específica de cada linhagem. Posterior ao treinamento, todas as redes apresentaram índices de acerto de 100%, demonstrando que a técnica de Rede Neural Artificial pode ser utilizada, com êxito, na classificação de padrões filogeográficos com base no DNA mitocondrial.

Um método para classificação de imagens de satélite usando Transformada Cosseno Discreta com detecção e remoção de nuvens e sombras

Apresenta-se nesta dissertação a proposta de um algoritmo supervisionado de classificação de imagens de sensoreamento remoto, composto de três etapas: remoção ou suavização de nuvens, segmentação e classificação.O método de remoção de nuvens usa filtragem homomórfica para tratar as obstruções causadas pela presença de nuvens suaves e o método Inpainting para remover ou suavizar a preseça de sombras e nuvens densas. Para as etapas de segmentação e classificação é proposto um método baseado na energia AC dos coeficientes da Transformada Cosseno Discreta (DCT). O modo de classificação adotado é do tipo supervisionado. Para avaliar o algioritmo foi usado um banco de 14 imagens captadas por vários sensores, das quais 12 possuem algum tipo de obstrução. Para avaliar a etapa de remoção ou suavização de nuvens e sombras são usados a razão sinal-ruído de pico (PSNR) e o coeficiente Kappa. Nessa fase, vários filtros passa-altas foram comparados para a escolha do mais eficiente. A segmentação das imagens é avaliada pelo método da coincidência entre bordas (EBC) e a classificação é avaliada pela medida da entropia relativa e do erro médio quadrático (MSE). Tão importante quanto as métricas, as imagens resultantes são apresentadas de forma a permitir a avaliação subjetiva por comparação visual. Os resultados mostram a eficiência do algoritmo proposto, principalmente quando comparado ao software Spring, distribuído pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE).

Supressão de interferência em sistemas de banda ultra larga e classificação automática de modulação

Esta tese apresenta duas contribuições distintas na área de sistemas de comunicações sem fi o. Primeiro, é apresentada uma formulação analítica para a análise de desempenho de sistemas utilizando multiplexação multibanda por divisão ortogonal na frequência (MB-OFDM, do inglês Multi-Band Orthogonal Frequency-Division Multiplexing ) com um ltro notch para mitigar a interferência em banda estreita causada por outros sistemas que operam dentro da faixa de frequências alocada para sistemas UWB. Em seguida, um novo front end para classificação automática de modulações com o uso de aprendizado discriminativo é proposto. Esse front end pode ser utilizado por qualquer classi cador discriminativo e consiste em ordenar magnitude e fase do símbolos recebidos. Os resultados obtidos pelo classi cador proposto mostraram-se competitivos com outros algoritmos já existentes na literatura.

Classificação automática de cobertura vegetal em imagens aéreas e orbitais para uso em planejamento energético

Neste trabalho é apresentado um modelo de redes neurais que será utilizado como ferramenta para uso no planejamento energético e na construção de cenários energéticos através da identificação e agrupamento de pixels representativos de classes de água, vegetação e antropização no entorno do reservatório de Tucuruí, Estado do Pará (bacia do rio Tocantins). Para o estudo, foram utilizadas fotografias aéreas ortorretificadas e um recorte da imagem do satélite Landsat, ambos obtidos em agosto de 2001 e classificados utilizando a métrica da mínima distância no software Matlab 7.3.0 (Matrix Laboratory - software de matemática aplicada) e no Arcview 3.2a (programa de Sistemas de Informações Geográficas). Para classificação da área no Matlab, foram utilizadas redes neurais competitivas, mais especificamente as redes de Kohonen que são caracterizadas por realizar um mapeamento de um espaço de dimensão n (número de entradas) para um espaço de dimensão m (número de saídas). Os resultados obtidos no classificador utilizando rede neural e no classificador do Arcview foram semelhantes, mas houve uma divergência no que diz respeito à imagem de alta e média resolução que pode ser justificada pelo fato de que a imagem de alta resolução espacial ocasiona muita variação espectral em algumas feições, gerando dificuldades nas classificações. Esse classificador automático é uma ferramenta importante para identificar oportunidades e potenciais a serem desenvolvidos na construção de cenários energéticos programados. Os resultados deste trabalho confirmam que a imagem de média resolução ainda é a mais indicada para resolver a maioria dos problemas que envolvem identificação de cobertura do solo para utilização em planejamento energético.

Classificação de dados utilizando algoritmos genéticos e lógica difusa

Várias das técnicas tradicionais de Mineração de Dados têm sido aplicadas com êxito e outras esbarram em limitações, tanto no desempenho como na qualidade do conhecimento gerado. Pesquisas recentes têm demonstrado que as técnicas na área de IA, tais como Algoritmo Genético (AG) e Lógica Difusa (LD), podem ser utilizadas com sucesso. Nesta pesquisa o interesse é revisar algumas abordagens que utilizam AG em combinação com LD de forma híbrida para realizar busca em espaços grandes e complexos. Este trabalho apresenta o Algoritmo Genético (AG), utilizando Lógica Difusa, para a codificação, avaliação e reprodução dos cromossomos, buscando classificar dados através de regras extraídas de maneira automática com a evolução dos cromossomos. A Lógica Difusa é utilizada para deixar as regras mais claras e próximas da linguagem humana, utilizando representações lingüísticas para identificar dados contínuos.

Desempenho e características da carcaça e da carne de novilhos não-castrados alimentados com ou sem adição de monensina e/ou probiótico à dieta

O objetivo do estudo foi avaliar o desempenho e as características da carcaça e da carne de novilhos não-castrados alimentados com ou sem adição de monensina (M) e/ou probiótico (P) (Sacharomyces cerevisiae) à dieta. Os animais foram distribuídos em baias individuais, permanecendo 145 dias em confinamento. A dieta foi composta de silagem de milho e 1,2% do peso vivo de concentrado com base da matéria natural. Não houve efeito da adição dos aditivos fornecidos de forma isolada ou mesmo da associação destes sobre o consumo de alimento, o ganho de peso e a conversão alimentar. As médias de consumo, ganho de peso e conversão alimentar apresentaram comportamento quadrático com o avanço do período de confinamento. Embora a adição de M ou P à dieta tenha resultado no aumento numérico (P>0,05) do consumo (4,2%), a média de ganho de peso reduziu (5,8 e 5,3%, respectivamente), resultando em pior conversão alimentar (P>0,05). Já a associação de M+P aumentou (P>0,05) o consumo em 9,5%, com concomitante aumento (P>0,05) do ganho de peso (6,4%) em relação à dieta controle. Os animais alimentados com M+P apresentaram melhor acabamento de carcaça (5,5mm), seguidos por aqueles do grupo controle (4,7mm), sendo os valores inferiores verificados nas carcaças dos animais M (3,7mm) e P (3,5mm). A adição de monensina e/ou probiótico (Sacharomyces cerevisiae) na dieta de novilhos na fase de terminação em confinamento não proporciona melhora no desempenho e nas características da carcaça e da carne de novilhos.

Classificação multivariada de ervas medicinais da Região Amazônica e suas infusões de acordo com sua composição mineral

ABSTRACT: In this study, the mineral composition of leaves and teas of medicinal plants was evaluated. Ca, Cu, Fe, Mg, Mn e Zn were determined in the samples using flame atomic absorption spectrometry. Principal component analysis was applied to discriminate the samples studied. The samples were divided within the 2 groups according to their mineral composition. Copper and iron were the variables that contributed most to the separation of the samples followed by Ca, Mg, Mn and Zn. The information in the principal component analysis was confirmed by the dendrogram obtained by hierarchical cluster analysis.

Entomofauna decompositora de carcaças de porcos na região de Belém, Pará, Brasil, com ênfase na família Calliphoridae (Diptera)

O presente trabalho a visou estudar o desenvolvimento da sucessão da entomofauna em carcaças de porcos e a influência do tamanho da carcaça sobre esta sucessão, verificando quais espécies são de potencial interesse forense para a região amazônica, com ênfase nas espécies de dípteros da família Calliphoridae. Quatro porcos mortos foram expostos em uma área urbana de Belém, tendo-se realizado coletas diárias de insetos adultos e larvas. As larvas foram criadas até a emergência dos adultos com a finalidade de verificar quais espécies utilizaram as carcaças como substrato de oviposição. Dados de desenvolvimento ovariano em fêmeas de califorídeos indicava o tipo de utilização da carcaça (alimentação e/ ou oviposição). Um total de 195.940 artrópodes foram coletados sobre as carcaças, sendo os mais abundantes os das ordens Diptera 98,20% e Coleoptera (1,23%). Dos 192.416 dípteros coletados, as famílias mais abundantes foram Calliphoridae (10,96%), Muscidae (17,91%) e Sarcophagidae (10,79%). Foi verificado o padrão de sucessão entomológica que ocorre em carcaças da região metropolitana de Belém do Pará, na qual a família Calliphoridae é a primeira a chegar, sendo seguida por Sarcophagidae, Muscidae e Stratiomiidae; após estes, a família Phoridae é a mais freqüentemente vista. Por fim, os coleópteros são detectados nos últimos dias da decomposição. O tamanho da carcaça foi um fator que influenciou na abundância dos insetos decompositores coletados e criados, mas não na sucessão entomológica, nem na diversidade, na composição ou na riqueza de táxons dos insetos decompositores. Os estágios de decomposição observados foram ajustados à classificação de Bornemissza (1957), obteve-se assim uma caracterização dos estágios de decomposição para a região de Belém do Pará. O processo de decomposição neste caso ocorreu mais rapidamente que os relatados em trabalhos feitos em outras regiões. As espécies exóticas do gênero Chrysomya estão predominando na fauna de dípteros e causando uma exclusão das espécies nativas colonizadoras de carcaças. Os estágios classificados como Putrefação e putrefação escura parecem ser os mais atrativos às espécies da família Calliphoridae. A análise de desenvolvimento ovariano indicou que grande parte das fêmeas de califorídeos parecem estar procurando preferencialmente pequenas carcaças para realizar oviposição. Através dos resultados da análise de desenvolvimento e de criação larva' concluímos que as espécies que podem contribuir para estudos de entomologia forense são: Chrysomya albiceps, Chrysomya megacephala, Chrysomya pularia, Lucilia eximia e Hemilucilia segmentaria.

Comparação de peso e rendimento de carcaça entre vacas bovinas e bubalinas

Registros de peso vivo, peso de carcaça, peso de cortes primários e rendimento de carcaça, provenientes do Matadouro Frigorífico da Cooperativa da Indústria Pecuária do Pará Ltda. (SOCIPE), localizada no distrito de Icoaraci, município de Belém, Estado do Pará, foram utilizados para discriminar possíveis diferenças entre fêmeas bubalinas e bovinas, abatidas durante o ano de 2007. Os registros de peso vivo foram utilizados para separar a amostra em fêmeas leves e pesadas, separadamente em cada espécie, utilizando como limiar o valor correspondente à mediana do peso vivo em cada espécie. Assim, foram compostos quatro grupos de fêmeas, bubalinas e bovinas, leves e pesadas. Para comparação entre fêmeas, vetores de médias dos pesos vivo, pesos carcaça quente, carcaça quente esquerda e direita, peso da carcaça fria, peso dianteiro, peso traseiro, peso ponta-de-agulha e peso couro, entre vacas bubalinas e bovinas, leves e pesadas, foram utilizados procedimentos de inferência multivariada. Os resultados revelaram a heterogeneidade para o peso de abate dos animais, dentro e entre espécies, não havendo um padrão bem definido de peso ideal ao abate. Vacas bubalinas obtiveram maiores pesos para componente de carcaça, quando comparadas às fêmeas do grupo bovino. Excetuando o peso da carcaça fria e a ponta de agulha, bubalinas do grupo pesado, obtiveram maiores médias quando comparadas ao grupo leve. Dentro do grupo de fêmeas bovinas não houve diferença estatística para o peso da caraça fria (P>0,05). Verifica-se que, em média, fêmeas bovinas apresentaram maior rendimento, exceto para o dianteiro. Os grupos intra-raciais apresentaram-se significativamente diferentes entre si (P<0,01). Por outro lado, não foram verificadas diferenças intra-raciais para os rendimentos de carcaças quentes, carcaça fria, dianteiro e traseiro.

Determinação de parâmetros para a avaliação de carcaça em bubalinos machos no Estado do Pará

O presente estudo objetivou criar um protocolo para identificação da qualidade da carcaça de bubalinos machos abatidos no Estado do Pará. Para isso, efetuou-se o estudo em duas etapas: na primeira, utilizou-se 174 animais para a criação e implantação do protocolo de identificação da idade através do desenvolvimento dos pares de dentes incisivos e das mensurações lineares, altura de garupa e cernelha, perímetro torácico e comprimento corporal. A segunda etapa constou da comprovação do protocolo pré-estabelecido inserido dentro da avaliação das características de carcaça, através dos rendimentos de carcaça quente e fria, do traseiro, dianteiro, ponta de agulha, área de olho de lombo e espessura de gordura subcutânea de 76 animais abatidos. Verificou-se a ausência dos cantos decíduos 4º par nos animais de zero a três meses de idade. Os cantos estabeleceram-se definitivamente entre três e seis meses de idade. A partir dos seis meses de idade, os dentes incisivos decíduos estão todos presentes e estabelecidos. Aos 24 meses observou-se o início da troca dentária das pinças (1º par). Entre os 30 a 55 meses de idade ocorreu a troca dentária dos primeiros e segundos médios (2º e 3º par, respectivamente) e acima dos 55 meses, a troca dos cantos. Dos 55 aos 100 meses de idade, todos os dentes incisivos permanentes estavam estabelecidos. O peso vivo dos animais apresentou uma correlação positiva e significativa com as mensurações lineares, altura de garupa e cernelha, perímetro torácico e comprimento corporal. Dos 25,7 meses até os 30 meses de idade houve uma redução da taxa de crescimento, conseqüência da puberdade e acabamento da gordura de cobertura. A partir dos 18 meses de idade não houve diferença significativa de rendimento de carcaça quente e fria, do traseiro, da área de olho de lombo e da espessura de gordura subcutânea dos animais. O rendimento dianteiro foi maior em búfalos acima de 24 meses de idade e o rendimento de ponta de agulha foi maior para búfalos mais jovens. Concluiu-se que o início da troca dentária das pinças é a idade ideal para o abate, onde coincide com a redução da taxa de crescimento e da deposição de gordura de cobertura da carcaça.

Busca e classificação sistemática das proteínas oxigenases com ferro não hêmico em plantas

As proteínas oxigenases com ferro não hêmico compartilham um domínio conservado composto por oito histidinas, podem ser encontradas em organismos eucariotos e procariotos, e participam de importantes vias de biossíntese lipídica. Para compreender a relação evolutiva existente entre essas proteínas, foram realizadas análises comparativa e filogenética em procariotos e eucariotos que permitiram uma classificação dessa família, até então inexistente. A busca de seqüências resultou, após a curadoria, em uma coleção de 448 proteínas, pertencentes a 58 organismos previamente selecionados dentro dos principais taxa. O alinhamento múltiplo de seqüências gerado com a ferramenta MAFFT (BLOSUM 62; L-INS-i) mostrou a presença do domínio de histidinas com espaçamento conservado entre os motivos. A classificação das proteínas feita com o software CLANS gerou 28 grupos a partir da similaridade entre pares de seqüências. Dentre esses, 2 contêm seqüências que não tiveram similaridade com proteínas já caracterizadas e 48 seqüências não foram atribuídas a quaisquer dos grupos formados. As seqüências de plantas, representadas por 119 seqüências da coleção, foram distribuídas em 7 grupos correspondentes às funções C4 metilesterol monoxigenase, C5 esterol desaturase, ácido graxo hidroxilase, esfingolipídeo C4 monooxigenase, aldeído decarbonilase, β-caroteno hidroxilase e Acil-ACP desaturase. A análise filogenética, utilizando o método de máxima verossimilhança com a ferramenta PhyML, mostrou a formação de grupos bem definidos e que foram similares aos gerados por CLANS. Esses resultados começam a preencher a lacuna existente até o momento acerca da relação evolutiva e da classificação das oxigenases com ferro não hêmico. Além disso, sugerem que dentro dessa família ainda há proteínas com funções desconhecidas, reforçando a necessidade de realizar mais estudos de caracterização funcional das mesmas.