Local Trigonometric Methods for Time Series Smoothing.

The thesis is concerned with local trigonometric regression methods. The aim was to develop a method for extraction of cyclical components in time series. The main results of the thesis are the following. First, a generalization of the filter proposed by Christiano and Fitzgerald is furnished for the smoothing of ARIMA(p,d,q) process. Second, a local trigonometric filter is built, with its statistical properties. Third, they are discussed the convergence properties of trigonometric estimators, and the problem of choosing the order of the model. A large scale simulation experiment has been designed in order to assess the performance of the proposed models and methods. The results show that local trigonometric regression may be a useful tool for periodic time series analysis.

Analysis of Local Search Methods for 3D Data

In questa tesi sono stati analizzati alcuni metodi di ricerca per dati 3D. Viene illustrata una panoramica generale sul campo della Computer Vision, sullo stato dell’arte dei sensori per l’acquisizione e su alcuni dei formati utilizzati per la descrizione di dati 3D. In seguito è stato fatto un approfondimento sulla 3D Object Recognition dove, oltre ad essere descritto l’intero processo di matching tra Local Features, è stata fatta una focalizzazione sulla fase di detection dei punti salienti. In particolare è stato analizzato un Learned Keypoint detector, basato su tecniche di apprendimento di machine learning. Quest ultimo viene illustrato con l’implementazione di due algoritmi di ricerca di vicini: uno esauriente (K-d tree) e uno approssimato (Radial Search). Sono state riportate infine alcune valutazioni sperimentali in termini di efficienza e velocità del detector implementato con diversi metodi di ricerca, mostrando l’effettivo miglioramento di performance senza una considerabile perdita di accuratezza con la ricerca approssimata.

Numerical Simulation of Stochastic Di erential Equations

Stochastic differential equation (SDE) is a differential equation in which some of the terms and its solution are stochastic processes. SDEs play a central role in modeling physical systems like finance, Biology, Engineering, to mention some. In modeling process, the computation of the trajectories (sample paths) of solutions to SDEs is very important. However, the exact solution to a SDE is generally difficult to obtain due to non-differentiability character of realizations of the Brownian motion. There exist approximation methods of solutions of SDE. The solutions will be continuous stochastic processes that represent diffusive dynamics, a common modeling assumption for financial, Biology, physical, environmental systems. This Masters' thesis is an introduction and survey of numerical solution methods for stochastic differential equations. Standard numerical methods, local linearization methods and filtering methods are well described. We compute the root mean square errors for each method from which we propose a better numerical scheme. Stochastic differential equations can be formulated from a given ordinary differential equations. In this thesis, we describe two kind of formulations: parametric and non-parametric techniques. The formulation is based on epidemiological SEIR model. This methods have a tendency of increasing parameters in the constructed SDEs, hence, it requires more data. We compare the two techniques numerically.

A Higher order and stable method for the numerical integration of Random Differential Equations

Trabalho apresentado no Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria, 18 a 21 de novembro de 2014, Caldas Novas - Goiás

Um método de linearização local com passo adaptativo para solução numérica de equações diferenciais estocásticas com ruído aditivo

Neste trabalho apresentamos um novo método numérico com passo adaptativo baseado na abordagem de linearização local, para a integração de equações diferenciais estocásticas com ruído aditivo. Propomos, também, um esquema computacional que permite a implementação eficiente deste método, adaptando adequadamente o algorítimo de Padé com a estratégia “scaling-squaring” para o cálculo das exponenciais de matrizes envolvidas. Antes de introduzirmos a construção deste método, apresentaremos de forma breve o que são equações diferenciais estocásticas, a matemática que as fundamenta, a sua relevância para a modelagem dos mais diversos fenômenos, e a importância da utilização de métodos numéricos para avaliar tais equações. Também é feito um breve estudo sobre estabilidade numérica. Com isto, pretendemos introduzir as bases necessárias para a construção do novo método/esquema. Ao final, vários experimentos numéricos são realizados para mostrar, de forma prática, a eficácia do método proposto, e compará-lo com outros métodos usualmente utilizados.

Ulnar Nerve Transposition at the Elbow under Local Anesthesia: A Patient Satisfaction Study.

Background Ulnar nerve decompression at the elbow traditionally requires regional or general anesthesia. We wished to assess the feasibility of performing ulnar nerve decompression and transposition at the elbow under local anesthesia. Methods We examined retrospectively the charts of 50 consecutive patients having undergone ulnar nerve entrapment surgery either under general or local anesthesia. Patients were asked to estimate pain on postoperative days 1 and 7 and satisfaction was assessed at 1 year. Results On day 1, pain was comparable among all groups. On day 7, pain scores were twice as high when transposition was performed under general anesthesia when compared with local anesthesia. Patient satisfaction was slightly increased in the local anesthesia group. These patients were significantly more willing to repeat the surgery. Conclusion Ulnar nerve decompression and transposition at the elbow can be performed under local anesthesia without added morbidity when compared with general anesthesia.

A Numerical method for the semilinear stochastic transport equation

Trabalho apresentado no XXXV CNMAC, Natal-RN, 2014.

Computer simulation of the stochastic transport equation

Trabalho apresentado no 37th Conference on Stochastic Processes and their Applications - July 28 - August 01, 2014 -Universidad de Buenos Aires

Empilhamento sísmico por superfície de reflexão comum: um novo algoritmo usando otimização global e local

O método de empilhamento sísmico por Superfície de Reflexão Comum (ou empilhamento SRC) produz a simulação de seções com afastamento nulo (NA) a partir dos dados de cobertura múltipla. Para meios 2D, o operador de empilhamento SRC depende de três parâmetros que são: o ângulo de emergência do raio central com fonte-receptor nulo (β₀), o raio de curvatura da onda ponto de incidência normal (R_NIP) e o raio de curvatura da onda normal (R_N). O problema crucial para a implementação do método de empilhamento SRC consiste na determinação, a partir dos dados sísmicos, dos três parâmetros ótimos associados a cada ponto de amostragem da seção AN a ser simulada. No presente trabalho foi desenvolvido uma nova sequência de processamento para a simulação de seções AN por meio do método de empilhamento SRC. Neste novo algoritmo, a determinação dos três parâmetros ótimos que definem o operador de empilhamento SRC é realizada em três etapas: na primeira etapa são estimados dois parâmetros (β°₀ e R°_NIP) por meio de uma busca global bidimensional nos dados de cobertura múltipla. Na segunda etapa é usado o valor de β°₀ estimado para determinar-se o terceiro parâmetro (R°_N) através de uma busca global unidimensional na seção AN resultante da primeira etapa. Em ambas etapas as buscas globais são realizadas aplicando o método de otimização Simulated Annealing (SA). Na terceira etapa são determinados os três parâmetros finais (β₀, R_NIP e R_N) através uma busca local tridimensional aplicando o método de otimização Variable Metric (VM) nos dados de cobertura múltipla. Nesta última etapa é usado o trio de parâmetros (β°₀, R°_NIP, R°_N) estimado nas duas etapas anteriores como aproximação inicial. Com o propósito de simular corretamente os eventos com mergulhos conflitantes, este novo algoritmo prevê a determinação de dois trios de parâmetros associados a pontos de amostragem da seção AN onde há intersecção de eventos. Em outras palavras, nos pontos da seção AN onde dois eventos sísmicos se cruzam são determinados dois trios de parâmetros SRC, os quais serão usados conjuntamente na simulação dos eventos com mergulhos conflitantes. Para avaliar a precisão e eficiência do novo algoritmo, este foi aplicado em dados sintéticos de dois modelos: um com interfaces contínuas e outro com uma interface descontinua. As seções AN simuladas têm elevada razão sinal-ruído e mostram uma clara definição dos eventos refletidos e difratados. A comparação das seções AN simuladas com as suas similares obtidas por modelamento direto mostra uma correta simulação de reflexões e difrações. Além disso, a comparação dos valores dos três parâmetros otimizados com os seus correspondentes valores exatos calculados por modelamento direto revela também um alto grau de precisão. Usando a aproximação hiperbólica dos tempos de trânsito, porém sob a condição de R_NIP = R_N, foi desenvolvido um novo algoritmo para a simulação de seções AN contendo predominantemente campos de ondas difratados. De forma similar ao algoritmo de empilhamento SRC, este algoritmo denominado empilhamento por Superfícies de Difração Comum (SDC) também usa os métodos de otimização SA e VM para determinar a dupla de parâmetros ótimos (β₀, R_NIP) que definem o melhor operador de empilhamento SDC. Na primeira etapa utiliza-se o método de otimização SA para determinar os parâmetros iniciais β°₀ e R°_NIP usando o operador de empilhamento com grande abertura. Na segunda etapa, usando os valores estimados de β°₀ e R°_NIP, são melhorados as estimativas do parâmetro R_NIP por meio da aplicação do algoritmo VM na seção AN resultante da primeira etapa. Na terceira etapa são determinados os melhores valores de β°₀ e R°_NIP por meio da aplicação do algoritmo VM nos dados de cobertura múltipla. Vale salientar que a aparente repetição de processos tem como efeito a atenuação progressiva dos eventos refletidos. A aplicação do algoritmo de empilhamento SDC em dados sintéticos contendo campos de ondas refletidos e difratados, produz como resultado principal uma seção AN simulada contendo eventos difratados claramente definidos. Como uma aplicação direta deste resultado na interpretação de dados sísmicos, a migração pós-empilhamento em profundidade da seção AN simulada produz uma seção com a localização correta dos pontos difratores associados às descontinuidades do modelo.

Ulnar nerve transposition at the elbow under local anesthesia: a patient satisfaction study

BACKGROUND Ulnar nerve decompression at the elbow traditionally requires regional or general anesthesia. We wished to assess the feasibility of performing ulnar nerve decompression and transposition at the elbow under local anesthesia. METHODS We examined retrospectively the charts of 50 consecutive patients having undergone ulnar nerve entrapment surgery either under general or local anesthesia. Patients were asked to estimate pain on postoperative days 1 and 7 and satisfaction was assessed at 1 year. RESULTS On day 1, pain was comparable among all groups. On day 7, pain scores were twice as high when transposition was performed under general anesthesia when compared with local anesthesia. Patient satisfaction was slightly increased in the local anesthesia group. These patients were significantly more willing to repeat the surgery. CONCLUSION Ulnar nerve decompression and transposition at the elbow can be performed under local anesthesia without added morbidity when compared with general anesthesia.

Improved solutions to dynamic and stochastic maritime pick-up and delivery problems using local search.

Heuristics for stochastic and dynamic vehicle routing problems are often kept relatively simple, in part due to the high computational burden resulting from having to consider stochastic information in some form. In this work, three existing heuristics are extended by three different local search variations: a first improvement descent using stochastic information, a tabu search using stochastic information when updating the incumbent solution, and a tabu search using stochastic information when selecting moves based on a list of moves determined through a proxy evaluation. In particular, the three local search variations are designed to utilize stochastic information in the form of sampled scenarios. The results indicate that adding local search using stochastic information to the existing heuristics can further reduce operating costs for shipping companies by 0.5–2 %. While the existing heuristics could produce structurally different solutions even when using similar stochastic information in the search, the appended local search methods seem able to make the final solutions more similar in structure.

Quantifying the contamination by old main-sequence stars in young moving groups: the case of the Local Association

Context. The associations and moving groups of young stars are excellent laboratories for investigating stellar formation in the solar neighborhood. Previous results have confirmed that a non-negligible fraction of old main-sequence stars is present in the lists of possible members of young stellar kinematic groups. A detailed study of the properties of these samples is needed to separate the young stars from old main-sequence stars with similar space motion, and identify the origin of these structures. Aims. Our intention is to characterize members of the young moving groups, determine their age distribution, and quantify the contamination by old main-sequence stars, in particular, for the Local Association. Methods. We used stars possible members of the young (~10-650 Myr) moving groups from the literature. To determine the age of the stars, we used several suitable age indicators for young main sequence stars, i.e., X-ray fluxes from the Rosat All-sky Survey database, photometric data from the Tycho-2, Hipparcos, and 2MASS database. We also used spectroscopic data, in particular the equivalent width of the lithium line Li I λ6707.8 Å and H_α, to constrain the range of ages of the stars. Results. By combining photometric and spectroscopic data, we were able to separate the young stars (10-650 Myr) from the old (> 1 Gyr) field ones. We found, in particular, that the Local Association is contaminated by old field stars at the level of ~30%. This value must be considered as the contamination for our particular sample, and not of the entire Local Association. For other young moving groups, it is more difficult to estimate the fraction of old stars among possible members. However, the level of X-ray emission can, at least, help to separate two age populations: stars with <200 Myr and stars older than this. Conclusions. Among the candidate members of the classical moving groups, there is a non-negligible fraction of old field stars that should be taken into account when studying the stellar birthrate in the solar neighborhood. Our results are consistent with a scenario in which the moving groups contain both groups of young stars formed in a recent star-formation episode and old field stars with similar space motion. Only by combining X-ray and optical spectroscopic data is it possible to distinguish between these two age populations.

Long-Term Recurrence of Nonmelanoma Skin Cancer after Topical Methylaminolevulinate Photodynamic Therapy in a Dermato-Oncology Department

BACKGROUND: Most available studies on the efficacy of topical photodynamic therapy focus on short-to medium-term results. Long-term data are scarce. OBJECTIVE: To evaluate the long-term efficacy of photodynamic therapy with topical methylaminolevulinate to treat Bowen's disease and basal cell carcinoma in the clinical practice setting of a dermato-oncology department. METHODS: The study included patients diagnosed with Bowen's disease or basal cell carcinoma, and who received photodynamic therapy from 2004 to 2008. Treatment protocol and clinical follow-up were standardized. The primary endpoint was clinically observed recurrence in a previous photodynamic therapy-treated area. Descriptive and survival analyses were performed. RESULTS: A total of 31 Bowen's disease lesions and 44 superficial basal cell carcinoma were treated, with a median follow-up of 43.5 months. Recurrence was observed in 14 Bowen's disease lesions (53.8%) and in 11 superficial basal cell carcinoma (33.3%). Significantly higher estimates for recurrence rates were found in patients with Bowen's disease (p=0.0036) or those aged under 58 years (p=0.039). The risk of recurrence was higher in patients with Bowen's disease than in those with superficial basal cell carcinoma and younger patients. CONCLUSIONS: Recurrence should be considered when choosing to treat non-melanoma skin cancer with photodynamic therapy. Younger age and Bowen's disease were independent predictors for long-term recurrence, suggesting the need to establish an extended period of follow-up for this subset of patients.