Unsupervised automatic music genre classification

Trabalho apresentado no âmbito do Mestrado em Engenharia Informática, como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Informática

ANÁLISE MULTIVARIADA DA DIVERGÊNCIA GENÉTICA EM 29 POPULAÇÕES DE CUBIU (Solanum sessiliflorumDunal) AVALIADA NA ZONA DA MATA DO ESTADO DE PERNAMBUCO

A amplitude da variabilidade genética em 29 populações de cubiu do Programa de Melhoramento Genético de Hortaliças do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia-INPA, foi avaliada num experimento conduzido na Estação Experimental da Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária-IPA, em Vitória de Santo Antão, Estado de Pernambuco. Adotou-se o delineamento experimental em blocos casualizados com 4 repetições. Coletaram-se dados referentes a: largura do fruto (cm); comprimento do fruto (cm); diâmetro do colo (cm); área da folha (cm2); altura da planta (cm); número total de frutos/planta; peso médio de frutos/planta (g); produção estimada de frutos (ton/ha); número de lóculos; espessura da polpa (mm) e de sólidos solúveis totais (%). A análise de agrupamento, pelo Método de Otimização de Tocher, usando a Distância Generalizada de Mahalanobis, agrupou as 29 populações de cubiu em 9 diferentes grupos. Entre os pares de menor e maior divergências genéticas, foram identificadas as populações procedentes de Umariaçu (AM) e de São Paulo de Olivença (AM) e as de Borba (AM) e de São Gabriel da Cachoeira (AM), respectivamente. As populações originárias de Ataláia do Norte (AM), Borba (AM), Iquitos (Peru), São Gabriel da Cachoeira (AM) e de Belém (PA) apresentaram as maiores distâncias genéticas entre os grupos formados. Portanto, podem ser indicadas como progenitores potenciais em programa de melhoramento genético do cubiu.

Effective diagnosis of Alzheimer's disease by means of large margin-based methodology.

BACKGROUND Functional brain images such as Single-Photon Emission Computed Tomography (SPECT) and Positron Emission Tomography (PET) have been widely used to guide the clinicians in the Alzheimer's Disease (AD) diagnosis. However, the subjectivity involved in their evaluation has favoured the development of Computer Aided Diagnosis (CAD) Systems. METHODS It is proposed a novel combination of feature extraction techniques to improve the diagnosis of AD. Firstly, Regions of Interest (ROIs) are selected by means of a t-test carried out on 3D Normalised Mean Square Error (NMSE) features restricted to be located within a predefined brain activation mask. In order to address the small sample-size problem, the dimension of the feature space was further reduced by: Large Margin Nearest Neighbours using a rectangular matrix (LMNN-RECT), Principal Component Analysis (PCA) or Partial Least Squares (PLS) (the two latter also analysed with a LMNN transformation). Regarding the classifiers, kernel Support Vector Machines (SVMs) and LMNN using Euclidean, Mahalanobis and Energy-based metrics were compared. RESULTS Several experiments were conducted in order to evaluate the proposed LMNN-based feature extraction algorithms and its benefits as: i) linear transformation of the PLS or PCA reduced data, ii) feature reduction technique, and iii) classifier (with Euclidean, Mahalanobis or Energy-based methodology). The system was evaluated by means of k-fold cross-validation yielding accuracy, sensitivity and specificity values of 92.78%, 91.07% and 95.12% (for SPECT) and 90.67%, 88% and 93.33% (for PET), respectively, when a NMSE-PLS-LMNN feature extraction method was used in combination with a SVM classifier, thus outperforming recently reported baseline methods. CONCLUSIONS All the proposed methods turned out to be a valid solution for the presented problem. One of the advances is the robustness of the LMNN algorithm that not only provides higher separation rate between the classes but it also makes (in combination with NMSE and PLS) this rate variation more stable. In addition, their generalization ability is another advance since several experiments were performed on two image modalities (SPECT and PET).

Predicted effect of climate change on the invasibility and distribution of the Western corn root-worm

1 Insect pests, biological invasions and climate change are considered to representmajor threats to biodiversity, ecosystem functioning, agriculture and forestry.Deriving hypothesis of contemporary and/or future potential distributions of insectpests and invasive species is becoming an important tool for predicting the spatialstructure of potential threats.2 The western corn rootworm (WCR) Diabrotica virgifera virgifera LeConte is apest of maize in North America that has invaded Europe in recent years, resultingin economic costs in terms of maize yields in both continents. The present studyaimed to estimate the dynamics of potential areas of invasion by the WCR under aclimate change scenario in the Northern Hemisphere. The areas at risk under thisscenario were assessed by comparing, using complementary approaches, the spatialprojections of current and future areas of climatic favourability of the WCR. Spatialhypothesis were generated with respect to the presence records in the native rangeof the WCR and physiological thresholds from previous empirical studies.3 We used a previously developed protocol specifically designed to estimatethe climatic favourability of the WCR. We selected the most biologicallyrelevant climatic predictors and then used multidimensional envelope (MDE) andMahalanobis distances (MD) approaches to derive potential distributions for currentand future climatic conditions.4 The results obtained showed a northward advancement of the upper physiologicallimit as a result of climate change, which might increase the strength of outbreaksat higher latitudes. In addition, both MDE and MD outputs predict the stability ofclimatic favourability for the WCR in the core of the already invaded area in Europe,which suggests that this zone would continue to experience damage from this pestin Europe.

Características ambientais determinantes da capacidade produtiva de sítios cultivados com eucalipto

A análise discriminante foi utilizada com o objetivo de identificar as características ambientais determinantes da qualidade de sítios florestais da região do mar de morros, no Médio Rio Doce (MG). Cinqüenta e oito unidades de amostra, com 480 m² (20 x 24 m), de povoamentos de Eucalyptus grandis com 5,5 anos de idade, implantados em dezembro de 1987, espaçamento 3 x 2 m, foram agrupadas em três classes de sítio. O projeto ocupa área de 1.465 ha no município de São João Evangelista (MG). Há predomínio de Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico ou álico textura média a argilosa fase floresta subperenifólia relevo forte ondulado e montanhoso, associado com Latossolo Câmbico e Latossolo Regossólico, formado sobre embasamento granito-gnaisse do Grupo Paraíba. Um modelo discriminante com duas funções lineares foi gerado, observando o grau de acerto na classificação das parcelas nas classes de sítio originais. As variáveis incluídas no modelo foram selecionadas por procedimento Stepwise, tendo como critério de seleção a maximização da Distância Generalizada de Mahalanobis. O modelo classificou corretamente 86,2% das parcelas. As oito características ambientais incluídas no modelo foram: altitude, pedoforma, declividade, radiação solar, floculação de argila (0-20 cm), relação silte/argila (40-60 cm) e relação cálcio/soma de bases trocáveis (0-20 e 40-60 cm). Destacaram-se as características fisiográficas, que representam, indiretamente, fatores de ação direta sobre o crescimento do povoamento, devendo ser observadas, prioritariamente, na seleção de áreas para implantação e manutenção de florestas comerciais de eucalipto.

Total fatty acid composition in the characterization and identification of orchid mycorrhizal fungi Epulorhiza spp.

Rhizoctonia-like fungi are the main mycorrhizal fungi in orchid roots. Morphological characterization and analysis of conserved sequences of genomic DNA are frequently employed in the identification and study of fungi diversity. However, phytopathogenic Rhizoctonia-like fungi have been reliably and accurately characterized and identified through the examination of the fatty acid composition. To evaluate the efficacy of fatty acid composition in characterizing and identifying Rhizoctonia-like mycorrhizal fungi in orchids, three Epulorhiza spp. mycorrhizal fungi from Epidendrum secundum, two unidentified fungi isolated from Epidendrum denticulatum, and a phytopathogenic fungus, Ceratorhiza sp. AGC, were grouped based on the profile of their fatty acids, which was assessed by the Euclidian and Mahalanobis distances and the UPGMA method. Dendrograms distinguished the phytopathogenical isolate of Ceratorhiza sp. AGC from the mycorrhizal fungi studied. The symbionts of E. secundum were grouped into two clades, one containing Epulorhiza sp.1 isolates and the other the Epulorhiza sp.2 isolate. The similarity between the symbionts of E. denticulatum and Epulorhiza spp. fungi suggests that symbionts found in E. denticulatum may be identified as Epulorhiza. These results were corroborated by the analysis of the rDNA ITS region. The dendrogram constructed based on the Mahalanobis distance differentiated the clades most clearly. Fatty acid composition analysis proved to be a useful tool for characterizing and identifying Rhizoctonia-like mycorrhizal fungi.

Predicting potential distribution of the jaguar (Panthera onca) in Mexico: identification of priority areas for conservation

Aim The jaguar, Panthera onca, is a species of global conservation concern. In Mexico, the northernmost part of its distribution range, its conservation status, is particularly critical, while its potential and actual distribution is poorly known. We propose an ensemble model (EM) of the potential distribution for the jaguar in Mexico and identify the priority areas for conservation.Location Mexico.Methods We generated our EM based on three presence-only methods (Ecological Niche Factor Analysis, Mahalanobis distance, Maxent) and considering environmental, biological and anthropogenic factors. We used this model to evaluate the efficacy of the existing Mexican protected areas (PAs), to evaluate the adequacy of the jaguar conservation units (JCUs) and to propose new areas that should be considered for conservation and management of the species in Mexico.Results Our results outline that 16% of Mexico (c. 312,000 km2) can be considered as suitable for the presence of the jaguar. Furthermore, 13% of the suitable areas are included in existing PAs and 14% are included in JCUs (Sanderson et al., 2002).Main conclusions Clearly much more should be carried out to establish a proactive conservation strategy. Based on our results, we propose here new jaguar conservation and management areas that are important for a nationwide conservation blueprint.

Identificação de duplicidades de acessos de feijão por meio de técnicas multivariadas

Este trabalho objetivou testar as técnicas de análise multivariada e da medida de divergência genética representada pela distância generalizada de Mahalanobis na seleção de descritores e na identificação de duplicidades de acessos de feijão (Phaseolus vulgaris L.). Cinqüenta acessos do Banco Ativo de Germoplasma (BAG-Feijão), da Embrapa - Centro Nacional de Pesquisa de Arroz e Feijão (CNPAF), foram avaliados em junho de 1993, utilizando-se delineamento experimental em blocos casualizados, com duas repetições. Dez descritores com características quantitativas e fenológicas foram analisados por meio de variáveis canônicas e distância de Mahalanobis. Todos os caracteres foram importantes na descrição do germoplasma. A técnica de agrupamento pela distância generalizada de Mahalanobis mostrou-se viável e eficaz na identificação de duplicidades do feijoeiro, podendo ser utilizada rotineiramente no Banco de Germoplasma.

Divergência genética entre populações de coqueiro-gigante-do-Brasil

O presente trabalho teve como objetivo estudar a divergência genética entre cinco populações de coqueiro-gigante-do-brasil (Cocos nucifera L.): Pacatuba, SE, Praia do Forte, BA, Merepe, PE, Santa Rita, PE e São José do Mipibu, RN, por meio de técnicas de análise multivariada, utilizando-se as variáveis canônicas e as distâncias de Mahalanobis. Essas técnicas são largamente utilizadas em estudos de divergência genética e se apresentam com potencial para utilização na cultura do coqueiro. As menores divergências genéticas foram entre as populações Pacatuba e Merepe. A população mais divergente foi a Santa Rita. Para programas de melhoramento genético, visando à obtenção de híbridos, são recomendados cruzamentos entre as populações Santa Rita e Merepe, por apresentarem maior divergência genética.

Seleção de genótipos parentais de acerola com base na divergência genética multivariada

Este trabalho teve por objetivo identificar e selecionar genótipos parentais de acerola (Malpighia emarginata L.) adequadas a programas de melhoramento genético. Nove caracteres quantitativos de maior importância agronômica foram usados para determinação da distância genética e formação de grupos similares de acessos. O agrupamento pelo método de Tocher, a partir das distâncias generalizadas de Mahalanobis, possibilitou a divisão de 14 genótipos em três grupos. Com base na divergência genética e no caráter agronômico-chave (teor de vitamina C), destacaram-se como mais promissores os cruzamentos dos genótipos: AM Mole pertencente ao grupo III, com os genótipos PR AM, N° 18, PR 17, PR 16, Eclipse, AM 22 e Dominga, todos pertencentes ao grupo I.

Divergência genética entre acessos de um banco de germoplasma de capim-elefante

O objetivo deste trabalho foi estudar a divergência genética entre 99 acessos de capim-elefante (Pennisetum purpureum) do Banco de Germoplasma da Embrapa, em Coronel Pacheco, MG. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, com cinco repetições de 99 tratamentos (97 genótipos e duas testemunhas). Foram avaliadas 17 características quantitativas. Utilizaram-se as análises multivariadas: distância de Mahalanobis, método de Tocher e variáveis canônicas. Pelo método de Tocher, 99 genótipos de capim-elefante foram agrupados em 18 grupos. Pela análise de variáveis canônicas, 81,80% da variância acumulada foi explicada pelas sete primeiras variáveis canônicas. Quanto à importância relativa das características avaliadas, diâmetro do colmo, largura da lâmina no meio da folha mediana adulta, largura da lâmina na base da folha mediana adulta, comprimento da arista, comprimento da espigueta, comprimento da folha mediana adulta e largura da folha-bandeira foram as que menos contribuíram; porém, não foram descartadas, uma vez que no novo agrupamento realizado após descarte de diâmetro do colmo houve alteração no número de grupos e na posição dos genótipos estabelecidos pelo método de Tocher. Foram indicados vários cruzamentos envolvendo a testemunha G98 e os genótipos promissores divergentes, visando ao aumento da variabilidade e a possibilidade de identificação de segregantes transgressivos.

Divergência genética em feijoeiro em condições de inverno tropical

O objetivo deste trabalho foi avaliar a divergência genética de genitores de feijão tolerantes e não-tolerantes às condições de inverno e de suas combinações híbridas. A distância generalizada de Mahalanobis, o método de agrupamento de otimização de Tocher e a técnica de variáveis canônicas foram os procedimentos multivariados utilizados. Nos cruzamentos, utilizaram-se cultivares de feijão que se adaptam bem às condições de inverno, ou seja: Vermelho 2157, Ouro Negro, Antióquia 8 e Ricopardo 896, e as cultivares comerciais não-tolerantes, EMCAPA 404 -- Serrano, Carioca e EMCAPA 405 -- Goytacazes. Os genitores e as combinações híbridas nas gerações F1, F2 e F3 foram avaliados em Coimbra, Minas Gerais, em quatro ensaios, nos anos de 1995 e 1996. A divergência genética dos germoplasmas foi influenciada pela temperatura e pelo estádio de melhoramento. As cultivares mais dissimilares foram Antióquia 8 e EMCAPA 404 -- Serrano, e as mais similares foram, Ouro Negro e Ricopardo 896. O rendimento de grãos e o número de vagens por parcela apresentaram-se como as características de menor importância relativa no estudo da divergência genética. No entanto, como apresentaram baixa correlação genotípica com as demais características e eram as de maior importância no processo produtivo, não devem ser descartadas.

Potencial de melhoramento e divergência genética de cultivares de milho-pipoca

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de melhoramento e a divergência genética de nove cultivares tropicais de milho-pipoca. A divergência genética foi estimada por meio da técnica de análise multivariada e as cultivares foram agrupadas com base na distância generalizada de Mahalanobis (DGM), utilizando o método de otimização de Tocher e a dispersão gráfica. Com produtividade de grãos acima de 3 t/ha, destacaram-se as cultivares CMS 43, IAC 112, Viçosa, CMS 42 e Branco, e com índices de capacidade de expansão acima de 24 (v/v), as cultivares IAC 112, RS 20 e Zélia. As estimativas da DGM indicaram (RS 20 e Beija-flor) e (Rosa-claro e RS 20) os pares de cultivares mais distantes geneticamente, e (IAC 112 e Viçosa) e (Branco e CMS 42), os pares mais similares. Foram identificados três ou quatro grupos divergentes dependendo do método de agrupamento. Para o melhoramento de milho-pipoca, as cultivares com maiores potenciais são RS 20, Zélia, IAC 112 e Beija-flor. As cultivares apresentam divergência genética.

Divergência genética e subcoleção representativa de populações da traça-do-tomateiro

O objetivo deste trabalho foi estudar a divergência genética e propor uma subcoleção representativa da traça-do-tomateiro, Tuta absoluta (TDT). O experimento foi conduzido com quatro populações do inseto procedentes de Uberlândia, MG, Viçosa, MG, Camocim de São Félix, PE, e Santa Teresa, ES, e cinco acessos de tomateiro, 'Santa Clara', 'Moneymaker', TOM-601, PI 126445 (Lycopersicon hirsutum f. typicum) e PI 134417 (L. hirsutum f. glabratum). Foi realizada análise de agrupamento (método de Tocher, usando a distância de Mahalanobis como medida de dissimilaridade) e verificada a importância relativa dos caracteres da TDT para a divergência genética entre populações por meio do método de Singh. As populações de cada grupo obtido pela análise de agrupamento foram combinadas e, para cada caráter, foi realizado o teste t de Student para uma média. Existe variabilidade genética entre populações da TDT provenientes de diferentes localidades do Brasil, quando estão infestando Lycopersicon spp. A mortalidade larval teve maior contribuição para a divergência genética entre as populações, com exceção de PI 134417, cujo caráter de maior contribuição foi o número de pupas fêmeas. Propõe-se uma subcoleção da TDT tomando-se por base a combinação das populações de Santa Teresa e Uberlândia.

Divergência genética em café conilon

O objetivo deste trabalho foi avaliar a divergência genética entre 32 clones de café conilon (Coffea canephora Pierre ex Frohener) componentes de três variedades clonais melhoradas, com vistas à identificação dos mais dissimilares, para o estabelecimento de programas de cruzamentos dirigidos. A divergência genética foi avaliada por procedimentos multivariados: distância generalizada de Mahalanobis, método de agrupamento de otimização de Tocher e técnica de variáveis canônicas. Sete caracteres foram avaliados em experimento conduzido em Marilândia, ES. Os genótipos ES 92, ES 25 e ES 22 são os mais divergentes, sendo os dois últimos os mais indicados para cruzamento com os demais, tendo em vista aliarem divergência genética a um bom desempenho produtivo.