Digital predistorter design using B-Spline neural network and inverse of De Boor algorithm

This contribution introduces a new digital predistorter to compensate serious distortions caused by memory high power amplifiers (HPAs) which exhibit output saturation characteristics. The proposed design is based on direct learning using a data-driven B-spline Wiener system modeling approach. The nonlinear HPA with memory is first identified based on the B-spline neural network model using the Gauss-Newton algorithm, which incorporates the efficient De Boor algorithm with both B-spline curve and first derivative recursions. The estimated Wiener HPA model is then used to design the Hammerstein predistorter. In particular, the inverse of the amplitude distortion of the HPA's static nonlinearity can be calculated effectively using the Newton-Raphson formula based on the inverse of De Boor algorithm. A major advantage of this approach is that both the Wiener HPA identification and the Hammerstein predistorter inverse can be achieved very efficiently and accurately. Simulation results obtained are presented to demonstrate the effectiveness of this novel digital predistorter design.

Complex-valued B-spline neural networks for modeling and inverting Hammerstein systems

Many communication signal processing applications involve modelling and inverting complex-valued (CV) Hammerstein systems. We develops a new CV B-spline neural network approach for efficient identification of the CV Hammerstein system and effective inversion of the estimated CV Hammerstein model. Specifically, the CV nonlinear static function in the Hammerstein system is represented using the tensor product from two univariate B-spline neural networks. An efficient alternating least squares estimation method is adopted for identifying the CV linear dynamic model’s coefficients and the CV B-spline neural network’s weights, which yields the closed-form solutions for both the linear dynamic model’s coefficients and the B-spline neural network’s weights, and this estimation process is guaranteed to converge very fast to a unique minimum solution. Furthermore, an accurate inversion of the CV Hammerstein system can readily be obtained using the estimated model. In particular, the inversion of the CV nonlinear static function in the Hammerstein system can be calculated effectively using a Gaussian-Newton algorithm, which naturally incorporates the efficient De Boor algorithm with both the B-spline curve and first order derivative recursions. The effectiveness of our approach is demonstrated using the application to equalisation of Hammerstein channels.

Random regression analyses using B-spline functions to model growth of Nellore cattle

The objective of this study was to estimate (co)variance components using random regression on B-spline functions to weight records obtained from birth to adulthood. A total of 82 064 weight records of 8145 females obtained from the data bank of the Nellore Breeding Program (PMGRN/Nellore Brazil) which started in 1987, were used. The models included direct additive and maternal genetic effects and animal and maternal permanent environmental effects as random. Contemporary group and dam age at calving (linear and quadratic effect) were included as fixed effects, and orthogonal Legendre polynomials of age (cubic regression) were considered as random covariate. The random effects were modeled using B-spline functions considering linear, quadratic and cubic polynomials for each individual segment. Residual variances were grouped in five age classes. Direct additive genetic and animal permanent environmental effects were modeled using up to seven knots (six segments). A single segment with two knots at the end points of the curve was used for the estimation of maternal genetic and maternal permanent environmental effects. A total of 15 models were studied, with the number of parameters ranging from 17 to 81. The models that used B-splines were compared with multi-trait analyses with nine weight traits and to a random regression model that used orthogonal Legendre polynomials. A model fitting quadratic B-splines, with four knots or three segments for direct additive genetic effect and animal permanent environmental effect and two knots for maternal additive genetic effect and maternal permanent environmental effect, was the most appropriate and parsimonious model to describe the covariance structure of the data. Selection for higher weight, such as at young ages, should be performed taking into account an increase in mature cow weight. Particularly, this is important in most of Nellore beef cattle production systems, where the cow herd is maintained on range conditions. There is limited modification of the growth curve of Nellore cattle with respect to the aim of selecting them for rapid growth at young ages while maintaining constant adult weight.

Dinâmica populacional do camarão cascudo Macrobrachium amazonicum (Heller, 1862) da Ilha de Combú – Belém-PA

Os camarões do gênero Macrobrachium, pertencentes à família Palaemonidae, são muito utilizados tanto na aqüicultura como explorados através da pesca comercial. Dentre as espécies do gênero, M. amazonicum destaca-se por ser largamente consumido, apresentar carne saborosa e possuir larga distribuição geográfica. Considerando a importância sócio-econômica deste recurso para o Estado do Pará, este trabalho tem o objetivo de descrever a dinâmica populacional e avaliar o estoque do camarão cascudo M. amazonicum da Ilha do Combú (Pará). A coleta de dados ocorreu entre os meses de março de 2002 a fevereiro de 2003 (exceto agosto) onde aproximadamente 500 gramas de camarão eram obtidos mensalmente. Em laboratório, os indivíduos eram medidos (comprimento total e comprimento da carapaça) e pesados (peso total). Para a determinação da fecundidade, depois de removida a massa ovígera, os ovos foram transferidos para uma solução com água na qual foram retiradas alíquotas para a contagem dos ovos sob um microscópio estereoscópio. Para a determinação dos parâmetros populacionais foi utilizado o Programa FISAT (Fish Stock Assessment Tools). As fêmeas alcançam comprimento máximo menor que os machos, porém seus comprimentos médios mensais foram superiores ao longo de todo o ano. Ocorreu uma proporção significativa favorável, às fêmeas nos meses de julho, setembro, janeiro e fevereiro e nas classes de comprimento 2,5-2,9 cm e 6,5 a 9,4 cm. A fecundidade mostrou uma relação linear com o comprimento total onde o número de ovos variou de 40 a 3.375 ovos/fêmea. Evidenciou-se 3 coortes para a espécie que nascem entre dezembro-janeiro/02, setembro-outubro/02 e abril-maio/03. Considerando diversas metodologias, os parâmetros de crescimento foram similares entre si, na qual o K para os machos foi maior e variou entre 0,7 a 1,36 cm/mês e nas fêmeas variou entre 0,66 a 0,91 cm/mês. O L∞ (para a maioria das metodologias) também foi superior para os machos (12,37 a 17,66 cm) quando comparado com as fêmeas (12,66 a 14,14 cm). Os valores estimados da mortalidade total Z pela curva de captura foram maiores nos machos (valores entre 3,15 e 6,13) quando comparado com as fêmeas (valores de 3,86 a 6,89) o mesmo ocorreu para o método de Beverton e Holt, para machos (valores entre 5,43 a 9,31) e fêmeas (valores de 4,43 a 4,92). O tamanho de primeira captura (Lc), foi maior nas fêmeas (5,88 cm) quando comparados com os machos (4,25 cm). A E_MSY (taxa de exploração para a obtenção do rendimento máximo sustentável) de machos e fêmeas está abaixo de E (taxa de explotação atual) indicando uma sobrepesca dos estoques de M. amazonicum na Ilha do Combú.

Random regression analyses using B-spline functions to model growth of Nellore cattle

The objective of this study was to estimate (co)variance components using random regression on B-spline functions to weight records obtained from birth to adulthood. A total of 82 064 weight records of 8145 females obtained from the data bank of the Nellore Breeding Program (PMGRN/Nellore Brazil) which started in 1987, were used. The models included direct additive and maternal genetic effects and animal and maternal permanent environmental effects as random. Contemporary group and dam age at calving (linear and quadratic effect) were included as fixed effects, and orthogonal Legendre polynomials of age (cubic regression) were considered as random covariate. The random effects were modeled using B-spline functions considering linear, quadratic and cubic polynomials for each individual segment. Residual variances were grouped in five age classes. Direct additive genetic and animal permanent environmental effects were modeled using up to seven knots (six segments). A single segment with two knots at the end points of the curve was used for the estimation of maternal genetic and maternal permanent environmental effects. A total of 15 models were studied, with the number of parameters ranging from 17 to 81. The models that used B-splines were compared with multi-trait analyses with nine weight traits and to a random regression model that used orthogonal Legendre polynomials. A model fitting quadratic B-splines, with four knots or three segments for direct additive genetic effect and animal permanent environmental effect and two knots for maternal additive genetic effect and maternal permanent environmental effect, was the most appropriate and parsimonious model to describe the covariance structure of the data. Selection for higher weight, such as at young ages, should be performed taking into account an increase in mature cow weight. Particularly, this is important in most of Nellore beef cattle production systems, where the cow herd is maintained on range conditions. There is limited modification of the growth curve of Nellore cattle with respect to the aim of selecting them for rapid growth at young ages while maintaining constant adult weight.

La sensitività delle curve a fatica oligociclica rispetto alle colate di derivazione per i provini: applicazione alla caratterizzazione di un materiale per cappe di turboalternatore

In questo studio vengono riportati i risultati di prove di fatica oligociclica eseguiti su provini dello stesso materiale ottenuti con uguali processi tecnologici ma provenienti da differenti colate di metallo. Il materiale in questione è un acciaio di elevata qualità frequentemente utilizzato per la realizzazione di cappe per turboalternatori. Obiettivo dello studio è stato ricavare i coefficienti necessari per tracciare le curve di fatica del materiale, non ancora presenti in letteratura, ed infine indagare la bontà del risultato ottenuto con un’analisi statistica delle curve e dei risultati ottenuti. Nella prima parte è descritto l’attuale stato dell’arte e la situazione in cui si colloca il presente studio. Nella seconda parte viene fornita una descrizione dettagliata del materiale studiato, delle condizioni nelle quali sono state eseguite le prove e delle attrezzature utilizzate a tale scopo. Si conclude esponendo i risultati ottenuti, comprensivi dei confronti e delle considerazioni derivate dalle analisi statistiche eseguite.

Caratterizzazione quantitativa delle Curve Tempo-Concentrazione nella TC perfusionale polmonare

Negli ultimi anni la ricerca nella cura dei tumori si è interessata allo sviluppo di farmaci che contrastano la formazione di nuovi vasi sanguigni (angiogenesi) per l’apporto di ossigeno e nutrienti ai tessuti tumorali, necessari per l’accrescimento e la sopravvivenza del tumore. Per valutare l’efficacia di questi farmaci antiangiogenesi esistono tecniche invasive: viene prelevato tramite biopsia un campione di tessuto tumorale, e tramite analisi microscopica si quantifica la densità microvascolare (numero di vasi per mm^2) del campione. Stanno però prendendo piede tecniche di imaging in grado di valutare l’effetto di tali terapie in maniera meno invasiva. Grazie allo sviluppo tecnologico raggiunto negli ultimi anni, la tomografia computerizzata è tra le tecniche di imaging più utilizzate per questo scopo, essendo in grado di offrire un’alta risoluzione sia spaziale che temporale. Viene utilizzata la tomografia computerizzata per quantificare la perfusione di un mezzo di contrasto all’interno delle lesioni tumorali, acquisendo scansioni ripetute con breve intervallo di tempo sul volume della lesione, a seguito dell’iniezione del mezzo di contrasto. Dalle immagini ottenute vengono calcolati i parametri perfusionali tramite l’utilizzo di differenti modelli matematici proposti in letteratura, implementati in software commerciali o sviluppati da gruppi di ricerca. Al momento manca un standard per il protocollo di acquisizione e per l’elaborazione delle immagini. Ciò ha portato ad una scarsa riproducibilità dei risultati intra ed interpaziente. Manca inoltre in letteratura uno studio sull’affidabilità dei parametri perfusionali calcolati. Il Computer Vision Group dell’Università di Bologna ha sviluppato un’interfaccia grafica che, oltre al calcolo dei parametri perfusionali, permette anche di ottenere degli indici sulla qualità dei parametri stessi. Questa tesi, tramite l’analisi delle curve tempo concentrazione, si propone di studiare tali indici, di valutare come differenti valori di questi indicatori si riflettano in particolari pattern delle curve tempo concentrazione, in modo da identificare la presenza o meno di artefatti nelle immagini tomografiche che portano ad un’errata stima dei parametri perfusionali. Inoltre, tramite l’analisi delle mappe colorimetriche dei diversi indici di errore si vogliono identificare le regioni delle lesioni dove il calcolo della perfusione risulta più o meno accurato. Successivamente si passa all’analisi delle elaborazioni effettuate con tale interfaccia su diversi studi perfusionali, tra cui uno studio di follow-up, e al confronto con le informazioni che si ottengono dalla PET in modo da mettere in luce l’utilità che ha in ambito clinico l’analisi perfusionale. L’intero lavoro è stato svolto su esami di tomografia computerizzata perfusionale di tumori ai polmoni, eseguiti presso l’Unità Operativa di Diagnostica per Immagini dell’IRST (Istituto Scientifico Romagnolo per lo Studio e la Cura dei Tumori) di Meldola (FC). Grazie alla collaborazione in atto tra il Computer Vision Group e l’IRST, è stato possibile sottoporre i risultati ottenuti al primario dell’U. O. di Diagnostica per Immagini, in modo da poterli confrontare con le considerazioni di natura clinica.

Dimensione di particolari sistemi lineari di curve piane

La tesi è orientata ad elaborare un’introduzione alla geometria algebrica particolarmente rivolta agli strumenti di algebra commutativa, al fine di affrontare i problemi descritti nell'ultimo paragrafo. A partire da testi basilari per l’argomento, come [A, MD] e [Ha], si introdurrà la nozione di spettro di un anello e si andranno a studiare vari casi che costituiscono una buona base per avere un panorama delle possibili strutture che si generano come schemi associati ad un anello e se ne studieranno le proprietà caratteristiche. In particolare, si analizzeranno proprietà di irriducibilità, finitezza e altro, in connessione con quelle degli anelli commutativi. Una particolare attenzione viene poi rivolta agli schemi 0-dimensionali, alle loro diverse immersioni negli spazi proiettivi ed ai problemi aperti ad essi connessi (es. determinazione della funzione di Hilbert). In questo ambito molti problemi aperti rimangono anche per questioni di semplice formulazione (ad esempio sulla dimensione di particolari spazi lineari di curve piane definite dall'imposizione di singolarità lungo schemi 0-dimensionali).

Il monitoraggio della qualità di vita e dei bisogni di pazienti oncologici e caregiver: il caso ANT

La Fondazione ANT rappresenta una delle più ampie esperienze al mondo di assistenza socio-sanitaria gratuita a domicilio ai malati di tumore, tramite équipe di specialisti costituite da medici, psicologi e infermieri. La patologia oncologica ha un enorme impatto sul benessere dei pazienti. Un modo per raggruppare i diversi sintomi di disagio psicologico è utilizzare il concetto di distress, che sarebbe importante monitorare in modo semplice e veloce. Primo studio: 66 pazienti oncologici (40% uomini; età media 54 anni) in cure palliative domiciliari. Il 79% dei pazienti ha mostrato livelli clinicamente significativi di distress. Il 55% dei partecipanti allo studio ha riportato alti livelli di ansia, e l'81% dei pazienti ha riportato alti livelli di depressione. Dall'analisi delle curve ROC il singolo item del Distress Thermometer, con un cut-off maggiore o uguale a 4, è stato in grado di rilevare il 97% dei soggetti con punteggi clinici di ansia e depressione, quindi può essere utilizzato anche come uno strumento di screening precoce rapido ed affidabile per i disturbi dell'umore. I familiari sono la prima risorsa dei malati di tumore, e l'identificazione dei loro bisogni è utile per individuare chi ha maggiore necessità di aiuto ed in quali aree. Secondo studio: 115 caregiver di pazienti oncologici (37% uomini; età media 52 anni). Di seguito i bisogni più frequenti. Salute psicofisica: “preoccupazioni circa il/la paziente” (72%), ansia (53%) e rabbia (52%). Informazioni: “come prendersi cura del paziente” (64%), “terapie alternative e/o complementari” (64%) e “come gestire lo stress” (57%). Servizi e strutture sanitarie: “un operatore di riferimento”, (65%), “cure infermieristiche a domicilio” (62%), “indicazioni su servizi ospedalieri” (57%), ed “assistenza per caregiver, ad esempio consulenza psicologica” (55%). Il monitoraggio dei bisogni consentirebbe un'ottimizzazione dell'assistenza, prevenendo situazioni che potrebbero compromettere il benessere della famiglia e la qualità dell'assistenza fornita al paziente.

Responsabilita' sociale d'impresa e abitudini alimentari: contributo di Coop nella creazione di valore per i cittadini, per il territorio e i prodotti tipici di qualità

I cambiamenti e le innovazioni sociali, che hanno caratterizzato il secolo scorso, hanno generato mutamenti significativi nella struttura dei consumi, legati in particolare a una maggiore consapevolezza dei consumatori e allo scoppio della crisi economica. Assume sempre maggiore importanza, all’interno delle politiche di brand management, il ruolo della Responsabilità Sociale d’Impresa, che spinge la Grande Distribuzione Organizzata a proporre prodotti con più alti standard qualitativi e di sicurezza. Il caso analizzato è quello della linea biologica ViviVerde Coop, la cui offerta di prodotti biologici a private label ha avuto un impatto molto positivo sul mercato. L’analisi dell’elasticità della curva di domanda di alcuni di questi prodotti nel periodo gennaio 2010-maggio 2012 rivela diversi valori positivi e maggiori di 1, indice del fatto che il prezzo non abbia avuto effetti negativi sulle vendite dei prodotti considerati. Tale evidenza risulta rilevante proprio in un periodo di profonda crisi economica che ha interessato, in modo significativo, anche i consumi alimentari.

Effetto di olio essenziale di Satureja Montana ed estratto di Cotinus coggygria sulle curve di morte termica di Listeria monocytogenes e Saccharomyces cerevisiae

Negli ultimi anni, è aumentato notevolmente l'interesse per piante e prodotti vegetali, e composti da essi derivati od estratti, in alternativa ai conservanti chimici per prevenire o ritardare lo sviluppo microbico negli alimenti. Questo deriva dalla percezione negativa, ormai diffusa a livello pubblico, nei confronti di sostanze di sintesi che sono ampiamente utilizzate come conservanti nell’industria alimentare. Sono stati effettuati diversi studi sull’attività antimicrobica di questi composti negli alimenti, anche se il loro utilizzo a livello industriale è limitato. Ciò dipende dalla difficile standardizzazione di queste sostanze, dovuta alla variabilità della matrice alimentare che ne può alterarne l’attività antimicrobica. In questa sperimentazione si sono utilizzati l’olio essenziale di Sateureja montana e l’estratto di Cotinus coggygria e sono state fatte delle prove preliminari, determinandone le componenti volatili tramite gas-cromatografia abbinata a microestrazione in fase solida. Sono stati selezionati un ceppo di Listeria monocytogenes (Scott A) e uno di Saccharomyces cerevisiae (SPA), e sono stati utilizzati per realizzare curve di morte termica in sistema modello e in sistema reale. Dai risultati ottenuti si può affermare che Satureja montana e Cotinus coggygria possono essere presi in considerazione come antimicrobici naturali da impiegare per la stabilizzazione di alimenti, nonché per ridurre l’entità dei trattamenti termici atti a salvaguardare le proprietà nutrizionali ed organolettiche di alimenti, come ad esempio succhi di frutta, garantendone la sicurezza e qualità microbiologica.

Algoritmos construtivos para treino de redes neuronais b-spline

Dissertação de mest. em Engenharia de Sistemas e Computação - Área de Sistemas de Controlo, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ.do Algarve, 2001