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Mestrado Bolonha em Finanças The COVID-19 pandemic was the infectious disease outbreak that has had the strongest impact on the U.S. stock market. In this dissertation, we study how this impact affected some of the conditional volatilities of S&P 500 industries, using a new model feature-based clustering method on a fitted threshold generalised autoregressive conditional heteroscedasticity (TGARCH) specification. Rather than using the estimated model parameters to compute a distance matrix for the stock indices, which cannot capture all the information about the dependence of the time-varying variance, we suggest using a distance based on the autocorrelations of the estimated conditional volatilities. Both hierarchical (complete linkage) and non-hierarchical (k-means) unsupervised machine learning algorithms are used to assign the set of industries into clusters. The results show a clear change in the composition of each cluster between the period before the first U.S. COVID-19 case and the period during the pandemic, leading to the conclusion that the similarities or distances between industries underwent a significant change, with the industries most affected by the pandemic being Hotels, Consumer Durable & Apparel, Automobile, and Airlines. It was also made an analysis regarding the forecast accuracy of simple asymmetric GARCH models applied to S&P 500 industries and use the model forecast errors for different horizons to calculate a distance matrix for the stock indices. A hierarchical clustering algorithm is used to assign the set of industries into clusters. We found homogeneous clusters of industries in terms of the impact of COVID-19 on US stock market volatility. The industries most affected by the pandemic and with less accurate stock market prediction (Hotels, Resorts & Cruise Lines, Airline, Apparel, Accessories & Luxury Goods, and Automobile) are separated in Euclidean distance from those industries that were less impacted by COVID-19 and which had more accurate forecasting (Pharmaceuticals, Internet & Direct Marketing Retail, Data Processing & Outsourcing Services, and Movies & Entertainment). A pandemia do COVID-19 foi o surto com maior impacto de sempre no mercado de ações dos EUA. Nesta dissertação, estudamos como este impacto afetou algumas das volatilidades condicionadas das indústrias do S&P 500, usando métodos de clustering aplicados numa especificação de um modelo derivado (threshold) do generalizado autorregressivo condicional e heterocedástico (TGARCH). OS parâmetros do modelo estimado não capturam toda a informação acerca da dependência da variância não constante ao longo do tempo pelo que usamos distância baseada nas autocorrelações das volatilidades condicionais, para calcular a matriz de distância para os índices de ações. Ambos os algorítmos hierárquicos (complete linkage) e não-hierárquicos (k-means), técnicas de unsupervised machine learning, são usados para agrupar conjuntos de indústrias em clusters. Os resultados mostram uma clara mudança na composição de cada cluster entre o período anterior ao primeiro caso de COVID-19 nos EUA e o período durante a pandemia. As semelhanças ou distâncias entre as indústrias sofreram uma mudança significativa, sendo as indústrias mais afetadas pela pandemia, os Hotéis, Bens de Consumo Duráveis e Vestuário, Automóveis e Companhias Aéreas. Foi feita uma análise quanto à precisão da previsão de modelos GARCH assimétricos simples aplicados a indústrias do S&P 500. Esses erros de previsão calculados em diferentes intervalos de tempo, durante a pandemia, foram usados para calcular a matriz de distâncias entre os indices de mercado. Um algoritmo de hierarchical clustering foi usado para agrupar um grupo de indústrias em clusters. Obtivemos clusters homogéneos em termos do impacto do COVID-19 na volatilidade do mercado de ações nos EUA. As indústrias mais afectadas pela pandemia, nas quais os modelos preditivos se mostraram menos precisos em termos preditivos (Hotels, Resorts & Cruise Lines, Airline, Apparel, Acessories & Luxury Goods, and Automobile) estão separadas por uma distância Euclideana das indústrias que foram menos impactadas pelo COVID-19 e as previsões mais precisas (Pharmaceuticals, Internet, Data Processing, e Movies & Entertainment). info:eu-repo/semantics/publishedVersion

This study aimed to evaluate the ability of vegetation indices (VIs) obtained from unmanned aerial vehicle (UAV) images to estimate soybean grain yield under soil and climate conditions in the Teresina microregion, Piaui state (PI), Brazil. Soybean cv. BRS-8980 was evaluated in stage R5 and submitted to two water regimes (WR) (100 and 50% of crop evapotranspiration - ETc) and two N levels (with and without N supplementation). A randomized block design in a split-plot scheme was used, in which the plots were the water regimes and the subplots N levels, with five replicates. Each plot contained twenty 4.5 m-long rows, spaced 0.5 m apart, with a total area of 45 and 6 m² study area for grain yield evaluations. Twenty VIs obtained from multispectral aerial images were evaluated and correlated with grain yield measurements in the field. Pearson’s correlation, linear regression, and spatial autocorrelation (Global and Local Moran’s I) were used to analyze the performance of the VIs in predicting grain yield. The R2, RMSE and nRMSE indices were used to validate the linear regression models. The prediction model based on EVI-2 exhibited high spatial randomness for all the treatments, and smaller prediction errors of 149.68 and 173.96 kg ha-1 (without and with N supplementation, respectively). RESUMO O estudo objetivou avaliar a capacidade de índices de vegetação (IV) obtidos de imagens aéreas por veículo aéreo não tripulado em estimar a produtividade de grãos de soja, nas condições de solo e clima da microrregião de Teresina, Piauí, Brasil. Avaliou-se a cultivar de soja BRS-8980, em estádio R5, submetida a dois regimes hídricos (RH) (100 e 50% da evapotranspiração da cultura - ETc) e dois níveis de N (com e sem suplementação de N). O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso, em parcelas subdivididas, sendo as parcelas os regimes hídricos e as subparcelas os níveis de nitrogênio, com cinco repetições. Cada parcela continha 20 linhas de 4,5 m de comprimento, espaçadas de 0,5 m entre linhas, com área de 45 m² e uma área útil para avaliação da produtividade de grãos de 6 m². Avaliaram-se 20 IV obtidos de imagens aéreas de câmera multiespectral, os quais foram correlacionados com medidas de produtividade de grãos em campo. Adotaram-se análises de correlação de Pearson, de regressão linear e de autocorrelação espacial (índice I de Moran global e local) para geração e análise de desempenho dos IV na predição da produtividade de grãos. Para validação dos modelos de regressão linear, usou-se os índices R2, RMSE e nRMSE. O modelo de predição baseado no EVI-2 apresenta elevada aleatoriedade espacial, para todos os tratamentos avaliados, e menores erros de predição iguais a 149,68 kg ha-1 (sem suplementação de N) e 173,96 kg ha-1 (com suplementação de N).

O modelo proposto por Ohlson (1995) se baseia na combinação dos lucros com o valor patrimonial contábil como base para a avaliação empresarial e traz outras perspectivas para a utilização do modelo de Avaliação pelo Lucro Residual. Nesse modelo, a variável vt é definida como “outras informações”, que não são capturadas pela Contabilidade, além dos lucros, que impactam os lucros anormais futuros. Trata-se de uma variável de difícil especificação, para a qual, na verificação do modelo, diversas proxies têm sido utilizadas por pesquisadores do tema. Neste contexto, assumindo que a autocorrelação de primeira ordem capture toda a informação sobre os lucros anormais, como descreve a terceira premissa de Ohlson (1995), o objetivo desta pesquisa é identificar e analisar a persistência e de que forma a inclusão de termos médias móveis como a variável de “outras informações” (vt) contribui para responder às questões levantadas sobre esta variável e melhora a utilização do Modelo de Ohlson na previsão de lucros anormais de empresas listadas na B3 (Brasil, Bolsa, Balcão). Foi utilizado o modelo ARIMA (Autoregressive Integrated Moving Average), com dados trimestrais, do tipo séries temporais, em uma amostra de 39 empresas, no período do primeiro trimestre 2002 ao quarto trimestre de 2015. As previsões foram realizadas após a verificação de que os parâmetros do modelo clássico foram atendidos. Constatou-se que os modelos de médias móveis foram capazes de, na média, reduzir a correlação serial e de prover previsões mais acuradas dos lucros anormais.

Dissertação de mestrado em Economia Monetária, Bancária e Financeira, A presente dissertação de mestrado é baseada no estudo da previsão do risco no mercado de commodities de energia, dentre elas a Gasolina, o Gás Natural, o Petróleo, o Petróleo de Aquecimento, o Querosene e por fim o Propano, sendo que cada energia é estudada em três espaços temporais distintos. Inicialmente são apresentados graficamente os retornos da energia, a autocorrelação e a autocorrelação parcial, posteriormente os preços e por fim novamente a autocorrelação depois de ser eliminada a autocorrelação que estava presente nos dados inicialmente. Posteriormente são também analisadas as estatísticas descritivas em cada energia e em cada um dos três períodos de tempo a ser estudados, onde estão presentes os resultados do teste Ljung-Box, antes e depois da eliminação da autocorrelação inicial. Por fim, é estudada a volatilidade em cada energia, para tal são analisados quatro modelos GARCH, dentre eles o S-GARCH, o E-GARCH, o GJR-GARCH e o T-GARCH, este estudo é reproduzido em gráficos de volatilidade e posteriormente numa tabela que contempla os resultados de estimação dos modelos em questão, para que nos seja possível decidir o mais indicado para o estudo de cada uma das energias., This master's work is based on the study of risk prediction in the energy commodity market, more specifically Gasoline, Natural Gas, Oil, Heating Oil, Kerosene and Propane, with each energy being studied in tree temporal periods. In a first phase, energy returns, autocorrelation and partial autocorrelation are graphically presented, followed by prices and finally autocorrelation after eliminating the autocorrelation that was initially present in the data. Afterwards, I analyze the descriptive statistics in each energy and in each of the three time periods to be studied, where the results of the Ljung-Box test are present, before and after the elimination of the initial autocorrelation. Finally, the volatility of each energy is studied, analyzing four GARCH models, including the S GARCH, the E-GARCH, the GJR-GARCH and the T-GARCH. This study is reproduced in volatility graphs and later in a table that includes the estimation results of the models in question, so that it is possible for us to decide the most suitable model for the study of each energy.

This study aimed to evaluate the ability of vegetation indices (VIs) obtained from unmanned aerial vehicle (UAV) images to estimate soybean grain yield under soil and climate conditions in the Teresina microregion, Piaui state (PI), Brazil. Soybean cv. BRS-8980 was evaluated in stage R5 and submitted to two water regimes (WR) (100 and 50% of crop evapotranspiration - ETc) and two N levels (with and without N supplementation). Made available in DSpace on 2022-05-19T20:13:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PredictingSoybeanGrainYieldRBEAA26.2022.pdf: 3995692 bytes, checksum: 90ca4d00d4bcf55e099c095ffb6a9a24 (MD5) Previous issue date: 2022

Este estudo analisa se existe uma relação direta entre municí­pios limí­trofes do oeste do estado Paraná, Brasil, e o seu desenvolvimento regional. Deste modo, analisou-se a autocorrelação espacial do efetivo da produção pecuária (quantidade de bovino, suí­no, aves e produção leiteira) dos anos 2011 a 2017, do valor bruto da produção agropecuária (VBPA), do valor adicional fiscal per capita (VAF) dos anos 2013 a 2015 e a correlação espacial bivariada do valor adicional fiscal per capita em relação ao efetivo da produção pecuária dos anos 2013 a 2017. O referencial teórico se embasou na avaliação espacial de desempenho com base nas técnicas de í­ndice de autocorrelação global de Moran, local de Moran e correlação bivariado de Moran. Os resultados permitem identificar regiões com baixo e elevado efetivo de produção pecuária, valor bruto da produção agropecuária e í­ndice de desenvolvimento humano por municí­pio (IDHPM). Houve maior autocorrelação espacial positiva para a produção de suí­nos, produção de leite, seguida do valor fiscal adicional per capita. Para o indice de desenvolvimento humano municipal, foram encontradas autocorrelações espaciais significativas. O valor adicional fiscal per capita apresentou semelhança entre as regiões estudadas. Ao avaliar a correlação espacial bivariada entre o valor adicional fiscal per capita (VAF) em relação ao efetivo da produção pecuária, observou-se a presença de correlação espacial positiva para a produção de suí­nos, aves e leite. Já para a produção de bovinos, o resultado apresentou correlação espacial negativa significativa.

O Sistema Transformante São Paulo (STSP) está localizado na Dorsal Meso-Atlântica (MAR), Atlântico Equatorial e é formado por um complexo sistema de falhas, no qual suas interações provocam a ocorrência de eventos sísmicos com magnitudes pequenas a moderadas. A ausência de uma rede de estações sismográficas permanentes na região dificulta a caracterização da sismicidade neste local. Como resultado, os efeitos da sismicidade, de falhamento e de interação de fluidos na massa rochosa permanece pobremente amostrada. Nesta dissertação, nós quantificamos as perturbações de velocidade associadas à atividade sísmica no Arquipélago São Pedro São Paulo (ASPSP) usando uma estação sismográfica instalada na ilha Belmonte. Foram calculadas funções de autocorrelação (ACFs) de ruído a partir dos registros contínuos dessa estação ao longo do ano de 2012. As ACFs foram obtidas por duas abordagens diferentes: autocorrelação clássica normalizada geometricamente (ACGN) e autocorrelação por fase (PAC). Ambas as abordagens forneceram resultados similares e fomos capazes de estimar variações de velocidades devido a sismos com 3.0 ≤ ML ≤ 4.7. As mudanças no meio foram investigadas através da análise conjunta de curvas de decorrelação e de variações de velocidade, esta última sendo obtida pelo método de Moving Window Cross Spectral (MWCS). Nossas análises mostram que as variações de velocidade são possivelmente associadas ao acoplamento hidromecânico, no qual os aumentos de velocidade observados podem ser controlados por mudanças no esforço estático e interações rocha-fluido são responsáveis pelas quedas de velocidade observadas. Esses comportamentos são qualitativamente explicados pela natureza do complexo sistema de multi-falhas do STSP, onde interações rocha-fluido exercem um importante papel nas variações de velocidade observadas. The Saint Paul Transform System (SPTS) is located in th MId-Atlantic Ridge (MAR), Equatorial Atlantic and is formed by a multi-fault complex system, where many faults are interacting and small-to-moderate events are routinely located in the area using global seismic networks. This seismicity is challenging to charecterize since no permanent seismic stations near this area is available. As a result, the effect of the seismic events on the rock mass and the inter-play between seismicity, faulting and fluid in the MAR is poorly constrained. In this dissertation, we quantify the seismic velocity pertubations due to smallto-moderate magnitude earthquakes in the Saint Peter Saint Paul Archipelago (SPSPA) using one seismographic station installed in the region. We calculate noise auto-correlation functions using the data recorded by this station. The auto-correlograms were obtained by two different approaches: classical auto-correlation geometrically normalized (ACGN) and phase autocorrelation (PAC). We found that both approaches give very similar results and we are able to estimate velocity changes due to small earthquakes (between 3.0 and 4.7 ML). The changes in the medium were investigated through the joint analysis of decorrelation curves and velocity changes obtained by Moving Window Cross Spectral (MWCS) method. Our analysys show that the velocity changes are possibly associated with a hydromechanical coupling in which the observed velocity increase is driven by static stress changes and fluid-rock interaction is responsible for the observed velocit drop. This behavious is qualitatively explained by the multi-fault complex system nature of the SPTS, where fluid-rock interaction plays an important role in the observed velocity variation.

Mestrado em Econometria Aplicada e Previsão A presente dissertação é desenvolvida no âmbito dos modelos Autorregressivo Integrado de Médias Móveis (ARIMA) e de Alisamento Exponencial, tendo como principal objetivo realizar uma comparação de métodos de previsão. Em particular, as previsões serão feitas usando essas diferentes classes de métodos e serão realizados exercícios de validação cruzada para encontrar o modelo de previsão mais adequado. O objeto de estudo serão ativos financeiros; especificamente, cinco criptomoedas (criptoativos) - Bitcoin, Ether, Litecoin, XRP e Bitcoin Cash - escolhidas com base na sua importância e representatividade. Os dados de preços utilizados são semanais. Foram apresentados os testes a ser efetuados ao logaritmo dos preços e dos retornos de cada criptomoeda, de modo a provar que se cumprem alguns factos estilizados das séries financeiras. Após a demostração dos resultados dos testes e da caracterização de cada ativo, é feita uma demonstração do código de R utilizado durante o trabalho. Os modelos que demonstraram ser mais adequados para prever os preços das criptomoedas em análise foram ARIMA de diferentes ordens, para cada ativo. This dissertation is developed within the scope of the Autoregressive Integrated Moving Average (ARIMA) and Exponential Smoothing models, with the main objective of comparing forecasting methods. In particular, forecasts will be made using these different classes of methods and cross-validation exercises will be performed to find the most suitable forecast model. Financial assets will be object of study; specifically, five (crypto) cryptocurrencies - Bitcoin, Ether, Litecoin, XRP and Bitcoin Cash - chosen based on their importance and representativity. The price data used are weekly. The tests to be carried out on the cryptocurrency's logarithm of prices and returns were presented, in order to prove that some stylized facts of the financial series are fulfilled. After showing the test results and the characterization of each asset, a demonstration of the R code used during the work is done. The models that proved to be more adequate to predict the prices of the cryptocurrencies under analysis were ARIMA models of different orders, for each asset. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

A agregação de processos de baixa dependência gera uma elevação na memória da variável agregada. Muitos modelos capturam esta memória longa e foram utilizados para modelar volatilidade. Destes, os que mais se destacam são baseados no modelo de integração fracionada. Entretando, dependendo do modod em que as séries são agregadas, os modelos de integração fracionada não conseguem aproximar da melhor forma a função de autocorrelação. Nós assumimos uma forma mais flexível para a função de autocorrelação de modo a acomodar a memória longa existente nos processos de volatilidade. Neste artigo, propomos um estimador para séries de memória longa e derivamos o seu comportamento assintótico. Baseado no nosso estimador, construímos um teste para a identificação de componentes comuns em várias medidas de volatilidade que apresentam alta persistência. Nós aplicamos a nossa metodologia a medidas observáveis de volatilidade de mercado (especificamente VIX e VXO), onde a memória longa é um problema frequente. Encontramos evidência a favor da existência de um componente comum de memória longa nestas séries que pode ser relacionado à volatilidade natural de mercado. Cross-sectional aggregation of short-memory processes may generate long memory in the resulting time series. Many time-series models capture long-memory and have already been used to model volatility, of which the most popular relies on fractional integration. However, depending on how aggregation occurs, fractional integration does not provide a good approximation for the autocorrelation function. Accordingly, we assume a very flexible form for the autocorrelation function in order to accommodate long-memory in volatility processes. In this article, we propose an estimator for long-memory processes and derive its asymptotic behavior. We construct a test for the identification of a common feature among multiple volatility measures that exhibit high persistence. We apply our methodology to observed market volatility (namely VIX and VXO), where long-memory is a frequent concern, and find evidence suggesting that the natural market volatility appears as a long-memory feature in our data.

Mestrado em Econometria Aplicada e Previsão Nos últimos anos, o mercado das criptomoedas cresceu exponencialmente, ocorrendo uma diminuição considerável do grau de concentração deste mercado. As criptomoedas apresentam como maior desvantagem os elevados níveis de volatilidades e, consequentemente, as criptomoedas aparentarem ter mais características de ativo com risco do que de moeda fiduciária. Não obstante, maior parte dos estudos académicos sobre este tema analisam apenas o comportamento dos preços e/ou retornos da Bitcoin, existindo uma fraca evidência estatística sobre as características da volatilidade de outras criptomoedas. Deste modo, o principal objetivo deste trabalho é analisar, de forma mais detalhada, as principais propriedades de um conjunto de nove criptomoedas: Ethereum, Ripple, Litecoin, Monero, Stellar, Dashcoin, Dogecoin e Nemcoin, no período de 27 de outubro de 2015 a 10 de setembro de 2019. Também vou propor modelos da classe GARCH para caracterizar o comportamento das séries temporais destas criptomoedas. Numa primeira fase, constatou-se que as séries dos retornos diários das criptomoedas verificam os factos estilizados das séries financeiras. Posteriormente, foram estimados diferentes modelos GARCH, tendo sido escolhido o modelo que apresentou menor valor nos critérios de informação para cada criptomoeda. Com base nos resultados, os modelos que apresentaram o melhor ajustamento ao comportamento dos retornos diários foram o AR(5)-GARCH para a Bitcoin, Ethereum e Dogecoin, e o AR(5)-IGARCH para os retornos da Ripple, Litecoin, Monero, Stellar, Dashcoin e Nemcoin. In the last few years, the cryptocurrency market has grown exponentially, with a smaller decrease in the degree of concentration of this market. The cryptocurency has as disadvantage the high levels of volatility. Therefore, based on the academic literature, have more financial asset characteristics than fiduciary currency. However, most cryptocurrency studies only analyze Bitcoin price and / or return behavior, and there are few studies on the characteristics and behavior of others cryptocurrencies, consequently, there is no statistical evidence to conclude whether cryptocurrencies, regardless of their representativeness, assume a standard behavior in volatility or diverge. Therefore, the main objective of this study is to model a set of nine cryptocurrencies: Ethereum, Ripple, Litecoin, Monero, Stellar, Dashcoin, Dogecoin and Nemcoin, from October 27, 2015 to September 10, 2019, using a class of GARCH models. In the first phase, it was verified whether the daily returns series of the cryptocurrencies verify the stylized facts of the financial series and, later, the different GARCH models were estimated, choosing the model that showed the lowest value in the information criteria for each cryptocurrency. Based on the results, the AR (5) -GARCH model provides better adjustment to the volatility behavior of Bitcoin, Ethereum and Dogecoin daily returns, and the AR (5) -IGARCH model to model the volatility returns of Ripple, Litecoin, Monero, Stellar, Dashcoin and Nemcoin. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Avaliações genéticas utilizando modelos test-day (TD) (como autorregressivo, AR e regressão aleatória, RR) em bovinos da raça Holandesa são necessárias para avaliar a aplicação desses modelos nesta população, uma vez que há interesse na mudança de modelos tradicionais para modelos TD usando múltiplas lactações. Da mesma forma, a avaliação da interação genótipo x ambiente (G x E) entre Brasil e Portugal pode ser importante para estratégias de melhoramento genético e para os produtores que investem em genótipos estrangeiros. Foram utilizados neste estudo as três primeiras lactações para produção leite, gordura e proteína, e escore de células somáticas (SCS). Os dados foram fornecidos pelas Associações Portuguesa e Brasileira de Criadores de Bovinos da Raça Holandesa e coletados entre 1994 e 2016. Primeiramente, os registros de produção de leite, gordura e proteína, e SCS foram utilizados para estudar o efeito de grupos de contemporâneos como fixo (HTDF) ou aleatório (HTDR) e com ou sem grupos de pais fantasmas (UPG) usando o modelo AR. A recuperação das informações usando modelos HTDR aumentou as confiabilidades mínimas de 0,50 para 0,75, 0,54 para 0,66, 0,64 para 0,71 e 0,25 para 0,67 para produção de leite, gordura e proteína, e SCS, respectivamente (para touros com 10 ou mais filhas). As diferenças nos ganhos genéticos anuais entre os modelos (HTDR vs. HTDF) para touros (vacas) foram de 30,66 (38,59) kg, 1,18 (1,35) kg, 1,26 (1,22) kg e -0,001 (-0,03) escores para produção de leite, gordura e proteína e SCS, respectivamente. Os grupos de contemporâneos como efeito aleatório no modelo AR são mais relevantes do que apenas considerar o efeito UPG. No entanto, a combinação de ambos pode proporcionar maiores ganhos genéticos anuais. Em geral, o modelo HTDR com UPG foi o que melhor se ajustou a essas características e deve ser o modelo de escolha para avaliações genéticas e análise de tendências genéticas de características longitudinais em bovinos da raça Holandesa. Posteriormente, os registros de produção de leite e SCS foram ajustados usando os modelos AR e RR, com o objetivo de comparar a eficiência destes modelos na avaliação genética nacional. As herdabilidades para produção de leite (SCS) foram similares entre os dois modelos e variaram de 0,17 a 0,23 (0,11 a 0,17). As correlações de rank entre os valores genéticos estimados (EBV) obtidos com os modelos AR e RR foram de 0,96 e 0,94 para produção de leite e 0,97 e 0,95 para SCS, respectivamente, para touros com 10 ou mais filhas e vacas. Ganhos genéticos anuais para touros (vacas) obtidos com os modelos AR foram 46,11 (49,50) kg para produção de leite e -0,019 (- 0,025) escores para SCS. Ao usar os modelos RR, esses ganhos foram de 47,70 (55,56) kg para produção de leite e -0,022 (-0,028) escores para SCS. Em geral, os modelos AR foram mais eficientes e, dado o menor número de parâmetros para estimar e sua adequação aos dados de pequenos rebanhos, esses modelos são mais parcimoniosos e devem ser escolhidos para avaliações genéticas de bovinos Holstein no Brasil. Finalmente, a avaliação genética em dois passos foi usada para verificar a presença ou não de G x E. No passo 1, foi realizada avaliação genética dentro de país (Portugal e Brasil separadamente) usando modelos AR. Foram observadas estimativas de herdabilidade semelhantes para SCS em ambos os países, enquanto que para a produção de leite a herdabilidade foi de 0,31 para Portugal e de 0,23 para o Brasil. A correlação de rank entre os EBVs dos touros comuns aos dois países foi de 0,75 para produção de leite e de 0,62 para SCS. No passo 2, os fenótipos corrigidos de Portugal e do Brasil foram considerados como duas características distintas usando modelos de normas de reação bi-característicos. Para produção de leite, a correlação genética entre os gradientes ambientais (níveis de HTD) dentro dos países foi superior a 0,92 para Portugal e a 0,98 para o Brasil. Para SCS, a correlação genética entre os níveis de HTD variou de 0,64 a 0,99 para Portugal e de 0,79 a 0,99 para o Brasil. A média das estimativas de correlação genética entre os níveis de HTD de Portugal com os níveis de HTD do Brasil foi de 0,73 para a produção de leite e de 0,57 para a SCS. Conclui- se que há interação genótipo x ambiente para bovinos da raça Holandesa considerando diferentes sistemas de produção e condições climáticas. A baixa correlação genética na população portuguesa indicou a presença de G x E entre gradiente ambiental extremo para SCS. Palavras-chave: Autocorrelação. Bovinos de leite. Gradiente ambiental. Grupos genéticos. Múltiplas lactações. Regressão aleatória. The validation of test-day (TD) models (autoregressive, AR and random regression, RR) in Brazilian Holstein cattle via genetic evaluation is of great importance since there is an interest to change traditional by TD models for multiple lactations. In addition, the investigation of the presence of genotype by environment interaction (G x E) between Brazil and Portugal populations may be important for breeding strategies as long as breeders would be allowed to invest or not in foreign genotypes. To do so, the traits used in this study were milk, fat and protein yields, and somatic cell score (SCS), using the first three lactations. The data was provided by Portuguese and Brazilian Holstein Cattle Breeders Associations and recorded between 1994 and 2016. First, TD milk, fat and protein yields, and SCS were used to study the effect of fixed (HTDF) vs. random (HTDR) contemporary groups (herd-test-date) with or without unknown parent groups (UPG) by using AR. The recovery of information performed on the HTDR models increased the lower reliabilities from 0.50 to 0.75, 0.54 to 0.66, 0.64 to 0.71 and 0.25 to 0.67 for milk, fat and protein yields, and for SCS, respectively (for bulls with 10 or more daughters). The differences in annual genetic gains between models (HTDR vs HTDF) were for sires (cows) of 30.66 (38.59) kg, 1.18 (1.35) kg, 1.26 (1.22) kg and -0.001 (-0.03) scores for milk, fat and protein yields and SCS, respectively. The contemporary groups as a random effect in the AR model seemed to be more relevant than just the UPG effect itself. However, the combination of both may provide higher annual genetic gains. In general, the HTDR model with UPG was the procedure that best fit and should be used for genetic evaluations and genetic trend analysis of longitudinal traits in Brazilian Holstein cattle. Subsequently, TD milk yield and SCS records were fitted to AR and RR models with the objective to compare their efficiency in the Brazilian genetic evaluations. Milk yield (SCS) heritabilities were similar between both models and ranged from 0.17 to 0.23 (0.11 to 0.17). The rank correlation between estimated breeding values (EBV) obtained from AR and RR models were 0.96 and 0.94 for milk yield and 0.97 and 0.95 for SCS, respectively, for bulls (with 10 or more daughters) and cows. Annual genetic gains for bulls (cows) obtained using AR model were 46.11 (49.50) kg for milk yield and -0.019 (-0.025) score for SCS. Using RR models this gain was 47.70 (55.56) kg for milk yield and - 0.022 (-0.028) score for SCS. In general, the AR models were more efficient and, given the lower number of parameters to estimate and its suitability to fit data from small herds, these models are more parsimonious and should be used in genetic evaluations of Holstein cattle in Brazil. Finally, a two-step genetic evaluation was used to verify G x E. In step 1, we performed a within-country (Portugal and Brazil separately) genetic evaluation by using AR models. Similar heritability estimates for SCS were observed for both countries, whereas for milk yield the heritability were 0.31 for Portugal and 0.23 for Brazil. The rank correlation between EBV of common bulls were 0.75 for milk yield and 0.62 for SCS. In step 2, the precorrected phenotypes from Portugal and Brazil were considered two distinct traits in bi-trait reaction norm models. For milk yield, the genetic correlation between environmental gradient (HTD levels) within countries were higher than 0.92 for Portugal and 0.98 for Brazil. For SCS, the genetic correlation between HTD levels ranged from 0.64 to 0.99 for Portugal and from 0.79 to 0.99 for Brazil. The average of genetic correlation estimates between HTD levels from Portugal and HTD levels from Brazil was 0.73 for milk yield and 0.57 for SCS. In conclusion, our results indicated the presence of G x E in Holstein cattle in different production systems and climatic conditions. The low genetic correlation in the Portuguese population indicated the presence of G x E between extreme environmental gradient for SCS. Keywords: Autocorrelation. Dairy cattle. Environment gradient. Genetic group. Multiple lactations. Random regression.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico As características de leite são denominadas características longitudinais porque são mensuradas ao longo do tempo. Portanto, essas características precisam ser avaliadas por meio de modelos estatísticos apropriados, que levem em consideração a estrutura de covariância existente entre as observações repetidas. Nesse contexto, o modelo autorregressivo test-day (AR) para múltiplas lactações tem sido rotineiramente usado na avaliação genética nacional de bovinos de leite em Portugal. Sob este modelo, assume-se que o ambiente permanente dos animais segue um processo autorregressivo de primeira ordem denominado long-term (auto correlações entre lactações) e short- term (auto correlações entre test-day dentro das lactações), levando em conta as correlações não-genéticas devido ao desempenho repetido das vacas. Atualmente, dada a relevância da predição genômica em bovinos leiteiros, é essencial incluir informações densas de marcadores em avaliações genéticas nacionais. Portanto, o objetivo principal desta tese foi avaliar a inclusão de informações genômicas no modelo test-day AR para múltiplas lactações para melhor compreensão dos aspectos genéticos e genômicos de características relacionadas ao leite em bovinos Holstein. Primeiramente, para realizar a avaliação genômica sob o modelo AR, foi necessário avaliar a acurácia da imputação para bovinos Holstein Portugueses, utilizando vários painéis de SNP comercialmente disponíveis em diferentes densidades, com um número relativamente pequeno de animais genotipados. A imputação de genótipos foi viável e pode ser vantajosa para as avaliações genômicas nacionais. Assim, foi possível investigar a viabilidade do single-step GBLUP (ssGBLUP) para produção de leite usando o modelo AR (H-AR). O modelo H-AR proporcionou um aumento na acurácia e reduziu o viés dos GEBVs em comparação com a avaliação tradicional. Portanto, estes resultados sugerem que a metodologia ssGBLUP aplicada aos modelos AR é viável e pode ser vantajosa para as avaliações genéticas nacionais. Com o aumento do número de animais genotipados (incluindo fêmeas), espera-se que o H-AR proporcione uma acurácia ainda maior, especialmente para animais jovens, contribuindo assim para melhorias no progresso genético. Em uma segunda etapa, foi avaliado a viabilidade de usar a metodologia ssGWAS ponderado sob o modelo AR, para encontrar regiões genômicas associadas a produção de leite, gordura e proteína, e escore de células somáticas (SCS). As regiões genômicas associadas às características analisadas foram identificadas simultaneamente ao longo das lactações, para melhor compreensão da arquitetura genética dessas características. Os achados descritos nesta tese poderão contribuir para o avanço do conhecimento sobre predição genômica e GWAS para as características relacionadas a produção de leite. Além disso, esta tese fornece os primeiros resultados sobre a inclusão de informações genômicas em modelos AR, o que será importante para futuras avaliações genéticas nacionais. Palavras-chave: Autocorrelação. Avaliação genômica. Bovinos de leite. Função gênica. Imputação. Múltiplas lactações. The milk traits are termed longitudinal traits because they are measured over time. Therefore, these traits need to be evaluated using appropriate statistical models to take into account the covariance structure that exists among the repeated records. Autoregressive test-day (AR) model for multiple lactations has been routinely used for the national genetic evaluation of dairy cattle in Portugal. Under this model, the animals’ permanent environment are assumed to follow a first order autoregressive process as a long-term (auto-correlations between parities) and a short-term (auto- correlations between test-day within lactations) effects, taking into account the non- genetic correlations due to the cows’ repeated performance. Currently, given the relevance of genomic prediction in dairy cattle, it is essential to include dense marker information in national genetic evaluations. Therefore, the general objective with this thesis was to evaluate the inclusion of genomic information in the AR test-day model for multiple lactations for better understand the genetic and genomic aspects of milk related traits in Portuguese Holstein cattle. Firstly, to perform the genomic evaluation under AR model we evaluated the imputation accuracy for Portuguese Holstein cattle using several commercially available SNP panels in different densities with a relatively small number of genotyped animals. Genotype imputation was feasible and may be advantageous to the National genomic evaluations. Thus, we analyzed the feasibility of applying the single-step GBLUP (ssGBLUP) to analyze milk yield using the AR (H-AR) model in Portuguese Holstein cattle. The use of H-AR increased the reliability and reduced the bias of GEBVs compared to traditional evaluation. Therefore, these results suggest that the ssGBLUP methodology applied to AR models is feasible and may be advantageous to the National genetic evaluations. With the anticipated increase in the number of genotyped animals (for example by including females), it is expected that the H-AR will provide even higher reliabilities especially for the young stock, thus contributing to the improvement in the genetic progress. In asecond step, we evaluated the feasibility of using a weighted ssGWAS methodology under a multiple lactations AR test-day model to find genomic regions associated with milk, fat, and protein yields, and score somatic cells (SCS). Genomic regions associated with the analyzed traits were also identified simultaneously throughout the lactations, to provide a better understanding of the genetic architecture for these traits. The findings described in this thesis will contribute to advance the knowledge about genomic prediction and GWAS for milk related traits. In addition, this thesis provides the first results about the inclusion of genomic information in AR models, which will be important for future national genetic evaluations. Keywords: Autocorrelation. Dairy cattle. Gene function. Genomic evaluation. Imputation. Multiple lactations.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The tomato (Solanum lycopersicum L.) present fractional fruit production commonly described as multiple harvests. The adjustment of the production of the fruit according to the harvests to non-linear models can provide important characteristics for comparison of cultivars. However, the excess of plots with zero production, originated from the use of fixed harvest frequencies, guarantee a high variability of the data. Due to this characteristic, the tomato production databases often do not adhere to the assumptions of homogeneity of variances, independence and Gaussian distribution of the residues, making it difficult to perform statistical analysis based on these assumptions. The composition of the plot by mean of plants, the choice of larger or smaller fixed intervals between harvests and the grouping of the different crop yields may cause influences on this variability. The objective of this work was to evaluate the effect of crop frequency and plot composition on the estimation of two nonlinear models for the adjustment of tomato production and the accumulated tomato production of different cultivars. Tomato production (kg plant-1) of three cultivars (Cordillera, Gaúcho and Janaína) and two plot compositions (average of five plants and seven plants) were measured at two constant crop frequencies (every three days and every six days). The data were obtained by means of experimental field trials and longitudinal planning with measures repeated in time, in the Department of Phytotechnology of the Federal University of Santa Maria, Rio Grande do Sul. Important inference for comparison of cultivars, such as maximum yield and period of this production were estimated by Wood's nonlinear model. Other characteristics such as precocity, production rate and total production were obtained by adjusting the accumulated tomato production to the Logistic growth model. For the estimation of the parameters of these models, the indicated methodology for nonlinear mixed-effect models was used. The heteroskedasticity of the data was adequately reversed by modeling the variance as a function of the dependent variable, and the dependence of the measurements on the observed time for the accumulated tomato production were corrected by the first order autoregressive matrix. Parcels composed of an average of seven plants presented lower variability of the tomato production, independent of the cultivar. The lower variability was also observed for harvests at a higher frequency. The inflection point estimates and the tomato production rate obtained by the parameters of the Logistic model were influenced by the number of plants that compose the plot. In the final production estimate harvest frequency and plot composition did not have significant effects. The maximum production of tomatoes estimated by the Wood model was influenced by the frequency of harvest, and the moment of its occurrence had effect only of the composition of the plot. O tomateiro (Solanum lycopersicum L.) apresentam produção fracionada de frutos e por isso conhecido como uma espécie de múltiplas colheitas. A descrição da produção do tomateiro por modelos matemáticos em função das múltiplas colheitas pode prever importantes características na comparação de cultivares e técnicas de produção. Porém, o excesso de unidades experimentais com produção nula em ensaios experimentais garantem elevada variabilidade dos dados e, como consequência, frequentemente não apresentam aderência aos pressupostos de homogeneidade de variâncias, de independência e distribuição gaussiana dos resíduos, dificultando a análise estatística baseadas nesses pressupostos. Algumas medidas para reverter o efeito da elevada heterogeneidade dos dados podem ser por meio de alteração de parcelas compostas por médias de plantas, alteração das frequências fixas de colheitas ou agrupamento da produção de colheitas sucessivas. O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito da frequência de colheitas e composição de parcelas nas estimativas de dois modelos não-lineares destinados ao ajuste da produção de tomate e da produção acumulada de tomate de três cultivares. As cultivares Cordillera, Gaúcho e Janaína foram avaliadas em duas composições de parcelas (média de cinco plantas e de sete plantas) e medidas em duas frequências constantes de colheitas (a cada três dias e a cada seis dias). Os dados da produção de tomate (kg planta-1) foram obtidos por meio de ensaios experimentais a campo e em planejamento longitudinal com medidas repetidas no tempo, no departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul. Inferências importantes para comparação de cultivares, como a produção máxima e período de ocorrência dessa produção foram estimadas pelo modelo não-linear de Wood. Outras características como precocidade, taxa de produção e produção total foram obtidas por meio do ajuste da produção acumulada de tomate ao modelo de crescimento Logístico. Para a estimativa dos parâmetros desses modelos foram utilizados a metodologia indicada para modelos de efeito misto não-lineares. A heterocedasticidade dos dados foi adequadamente revertida por meio da modelagem da variância em função da variável dependente, e a dependência das medidas no tempo observada para a produção acumulada de tomate foram corrigidas pela matriz autorregressiva de primeira ordem. Parcelas compostas por média de sete plantas apresentaram menor variabilidade da produção de tomate, independente da cultivar. A menor variabilidade também foi observada para colheitas realizadas em maior frequência. As estimativas do ponto de inflexão e da taxa de produção de tomate obtidas pelos parâmetros do modelo Logístico foram significativamente influenciadas pelo número de plantas que compõem a parcela. Na estimativa de produção final frequência de colheita e composição de parcela não tiveram efeitos significativos. A produção máxima de tomate estimada pelo modelo Wood foi afetada pela frequência de colheita e o momento em que essa produção máxima ocorreu foi alterada pela composição da parcela dependendo da cultivar.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2019-04-03T13:16:03Z No. of bitstreams: 2 Elizabeth_Cima2019.pdf: 5699883 bytes, checksum: 8c63d089c414fdd64df6a0ee66b701c6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-03T13:16:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Elizabeth_Cima2019.pdf: 5699883 bytes, checksum: 8c63d089c414fdd64df6a0ee66b701c6 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2019-02-12 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The objective of this work was to evaluate spatially the quantities and static storage capacities from the years 2013/2014 to 2014/2015, through the data obtained from a historical series of soybean, corn, and wheat crops for Paraná State, for the crop years from 2008/2009 to 2014/2015. The variables used in the research were obtained in federal and state surveys (SEAB, CONAB, and SICARM), in addition to secondary data, creating the analysis through the utilization of specific software: ArcGIS 10.3.1 (geoprocessing operations) and Geoda 0.95i. With the completion of the research, the factors that restrict the storage of grains were identified, associated with high production rates and analyzed how this difference compromises the agricultural sector. Univariate spatial autocorrelation of total grain production (soybean, 1st and 2nd maize crops, and wheat) and bivariate spatial correlation between total grain production and total storage static capacity and total grain production and total amount of storage were observed. In a second study that aimed to analyze the total static and dynamic capacity and to verify if the system of agricultural storage complied with the rhythm of the total grain production of Paraná State. The study was developed in the ten mesoregions of the State, for the crop years 2013/2014 and 2014/2015. The methodology used was exploratory analysis and data descriptive from the agricultural database of the Secretariat of Agriculture and Supply (SEAB) and the National System of Storage Unit (SICARM), as well as interviews with agroindustrial cooperatives. The storage units were organized into four groups according to commercialization and market type. The results showed 17.75% of insufficiency in Paraná State of total static capacity of warehouses to comply with the demand for the total grain production (soybean, 1st and 2nd maize crops, and wheat). For the total dynamic capacity of warehouses, it has been verified that it is sufficient in the mesoregions East Central, South Central, North Central, and Metropolitan. The study also showed that the vast majority of the total static storage capacity (CEA) is located in the urban area. The predominant characteristic of the total static capacity of warehouses was for the usage of the grain in the internal market (CI). The third study was conducted to verify the correspondence analysis to verify the existence of an association between the types of UAs and grain usage characteristics related to CEA and CD (Dynamic Grain Storage Capacity) as well as to analyze the application of the analysis of groupings of the types of UAs (Grain Storage Units) with similar characteristics and grain usage characteristics. The study was developed through the Warehouse Code (CDA), with each location being considered an experimental unit. The database of the System of National Register of Storage Units (SICARM) was used for the year 2014/2015. The results showed, by correspondence analysis, that the types of storage units that have the greatest association with all the characteristics of grain usage are: conventional warehouse, bulk warehouse, silo, and row of silos, and the grain usage characteristics: CI, CIE, CICOOPT, and CIECOOPT, by grouping based on Euclidean distance and hierarchical method of the middle link, concordant groups of the characteristic of CI grain usage were obtained more frequently (cerealists, commerce, farmers, storing the grain for usage in the internal market) with significant presence of CEA types: silos-in-row, conventional warehouse, and bulk warehouse. O objetivo deste trabalho foi avaliar espacialmente as quantidades e capacidades estáticas de armazenagem, dos anos 2013/2014 a 2014/2015, por meio de uma série histórica de dados, das culturas de soja, de milho e de trigo para o estado do Paraná, para os anos-safra 2008/2009 a 2014/2015. As variáveis utilizadas na pesquisa foram obtidas em levantamentos federais e estaduais (SEAB, CONAB e SICARM) e em conjunto de dados secundários, fazendo a análise mediante o uso dos softwares específicos: ArcGIS 10.3.1 (operações de geoprocessamento) e Geoda 0.95i. Com a pesquisa realizada, identificaram-se os fatores que restringem a armazenagem de grãos (associada aos altos índices de produção), e analisou-se como essa diferença compromete o agronegócio. Observou-se autocorrelação espacial univariada da produção total de grãos (soja, milho 1a e milho 2a safras e trigo) e correlação espacial global bivariada por meio do Índice I de Moran entre a produção total de grãos e a capacidade estática total de armazenagem e produção total de grãos e quantidade total de armazéns. Em um segundo estudo houve interesse em analisar as capacidades estática e dinâmica total e verificar se o sistema de armazenagem agrícola acompanhou o ritmo da produção total de grãos do estado do Paraná. O estudo foi desenvolvido nas dez mesorregiões pertencentes ao estado para os anos-safra 2013/2014 e 2014/2015. Foi utilizada uma análise descritiva dos dados a partir de um banco de dados agrícola da Secretaria de Agricultura e Abastecimento (SEAB) e do Sistema de Cadastro Nacional de Unidade Armazenadora (SICARM), bem como entrevistas com as cooperativas agroindustriais. As unidades armazenadoras foram organizadas em quatro grupos, segundo a comercialização e o tipo de mercado. O resultado mostrou que o Paraná possui insuficiência de 17,75% de capacidade estática total de armazéns para atender à demanda da produção total de grãos (soja, milho 1ª e 2ª safras e trigo). Para a capacidade dinâmica total de armazéns, verificou-se que esta é suficiente nas mesorregiões Centro Oriental, Centro Sul, Norte Central e Metropolitana. O estudo também evidenciou que a grande maioria da capacidade estática total de armazenagem (CEA) está localizada na área urbana e que a característica predominante da capacidade estática total de armazéns foi para o uso do grão no mercado interno (CI). O terceiro estudo realizado teve por interesse verificar por meio de uma análise de correspondência, a existência de associação entre os tipos de UAs e a característica de uso do grão, relacionadas com a CEA e CD (Capacidade Dinâmica de Armazenamento do grão); bem como realizar e analisar o agrupamento dos tipos de UAs (Unidades Armazenadoras de grãos e características de uso do grão), verificando se apresentam comportamento similares. O estudo foi desenvolvido por meio do Código do Armazém (CDA), sendo considerada cada localização uma unidade experimental. Foi utilizado o banco de dados do Sistema de Cadastro Nacional de Unidade Armazenadoras (SICARM) do ano 2014/2015. Os resultados mostraram pela análise de correspondência dos tipos de unidades armazenadoras que possuíam maior associação com todas as características de uso (CI, CIE, CICOOPT e CIECOOPT), foram: armazém convencional, armazém graneleiro, silo metálico e baterias de silo. Pelo agrupamento, com base na distância euclidiana e o método hieráquico da ligação média, obtiveram-se em maior frequência grupos concordantes da característica de uso do grão CI (cerealistas, produtores rurais, que armazenam o grão para uso no mercado interno), com grande presença dos tipos de CEA: bateria de silo, armazém convencional e armazém graneleiro.

Não se aplica.

Submitted by RAFAEL RUBIATI SCALVENZI (rafaelrubiati@yahoo.com) on 2018-08-23T14:58:47Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rafael Rubiati.pdf: 3684917 bytes, checksum: 933c9cd1b163eaf62189c9f2bcfcdd2f (MD5) Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2018-08-23T19:34:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 scalvenzi_rr_me_sjrp_.pdf: 3684917 bytes, checksum: 933c9cd1b163eaf62189c9f2bcfcdd2f (MD5) Made available in DSpace on 2018-08-23T19:34:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 scalvenzi_rr_me_sjrp_.pdf: 3684917 bytes, checksum: 933c9cd1b163eaf62189c9f2bcfcdd2f (MD5) Previous issue date: 2018-07-20 A área na qual a música está inserida requer, para sua compreensão, considerável abstração. Neste âmbito, a análise matemático-computacional possui papel importante, principalmente para planejar a interatividade entre aluno e computador, potencializando o aprendizado musical. Embora um número considerável de estudos em diferentes contextos sejam dedicados à classificação das estruturas sonoras, os procedimentos de análise em um grande conjunto de sinais podem tornar-se uma tarefa difícil e exaustiva. Diante do exposto, este trabalho tem como objetivo a proposição e a implementação de um método capaz de reconhecer e classificar sinais musicais em tempo real, visando auxiliar os aprendizes. No método proposto, um conjunto relevante de eventos musicais é inspecionado por meio da análise de multirresolução baseada na Transformada Wavelet-Packet, escolhida em função da característica multidimensional encontrada na música, a qual permite isolar diferentes eventos musicais em níveis de decomposição wavelet distintos. Apoiado por um processo de autocorrelação e uma rede neural artificial, cada padrão sônico é associado ao seu respectivo evento musical. Testes envolvendo centenas de sinais permitiram obter uma acurácia quase plena com um tempo relativamente bastante pequeno de análise em função da baixa ordem de complexidade computacional do algoritmo implementado, reafirmando a sua aplicabilidade Music belongs to an area which requires a considerable piece of abstraction for its understanding. In this domain, computational and mathematical analyses play an important role, particularly for planning human-machine interaction and enhancing learning. Although a considerable number of studies in different musical contexts are dedicated to the classification of the structures present in sound signals, the inspection of long clips is a challenge. Thus, this work proposes and implements a method capable of identifying and classifying musical signals in real-time, helping music students. Specifically, multiresolution analysis using the Wavelet-Packet Transform is adopted, allowing for different musical events to be isolated in distinct wavelet levels of decomposition. Based on an autocorrelation and an artificial neural network, each sonic pattern is associated with a respective musical event. Tests using hundreds of music clips exhibit almost full accuracy with relatively very short time consumption as a function of the algorithm low level of computational complexity, reassuring its applicability.

ResumenEste estudio tiene como objetivo evaluar el poder y tamaño de 8 pruebas de normalidad en la presencia de errores autorregresivos de orden uno y diferentes tamaños de muestra. Para lograr este objetivo se emplean simulaciones de Monte Carlo evaluando las siguientes pruebas: Cramér-von Mises, Anderson-Darling, Lilliefors, Pearson, Shapiro-Wilk, Shapiro-Francia, Jarque-Bera y D’Agostino-Pearson. Los resultados muestran 4 aspectos importantes: primero, el efecto de la autocorrelación sobre el tamaño y el poder de las pruebas es asimétrico. Segundo, el tamaño de todas las pruebas se distorsionan en presencia de autocorrelación fuerte. Tercero, ninguna de las pruebas tiene un mejor poder que las demás. Cuarto, cuando la muestra es pequeña, las pruebas de normalidad estudiadas tienen un poder muy bajo.AbstractThe objective of this study is to assess the statistical power and size of 8 normality tests in presence of first-order autoregressive errors and different simple sizes. Using a Monte Carlo experiment, the following tests were compared: Cramér-von Mises, Anderson-Darling, Lilliefors, Pearson, Shapiro-Wilk, Shapiro-Francia, Jarque-Bera and D’Agostino-Pearson. Our results show 4 relevant findings: First, an asymmetrical effect of autocorrelation on the power and size of the tests. Second, the statistical size of all tests is affected by the autocorrelation. Third, none of the tests has greater power than the others. Fourth, the power of the normality test decreases as sample size decreases.

A criação de um software aplicado a uma interface destinada a alunos de música e cantores, nasce da necessidade de um utensílio que reúne diversas ferramentas em apoio à afinação da voz. O software é destinado tanto a utilizadores sem experiência em teoria musical, alunos do tema em específico quanto cantores experientes. O método de aquisição da frequência fundamental da voz é a autocorrelação com center-clipping. Na presente pesquisa, utilizou-se o software MatLab para o desenvolvimento do sistema. O sinal de voz adquirido é comparado com um vetor de notas que varia de acordo com uma das quatro aplicações do software: Ferramenta de apoio à determinação da classificação vocal, treino da escala musical, treino de músicas pré-escritas e finalmente um escritor de melodias com a possibilidade de reprodução da melodia composta, antes do treino. O software foi avaliado por três categorias de alunos sendo: sem nenhuma, pouca e considerável experiência com canto. O programa apresentou bons resultados avaliativos nos aspectos geral e específico de cada ferramenta, e um índice evolutivo significante ao longo dos treinos, com uma diminuição considerável do erro, incluso o grupo com significativa experiência. Desta maneira, verificou-se a validade da ferramenta e a eficiência do método do autocorrelação para a determinação da frequência fundamental, numa aplicação prática de sua determinação em curto espaço de tempo. The creation of a software applied to an interface intended for music students and singers, comes from the need of a new utensil version that reunites different tools to support voice tuning. The software is intended for both users with no experience in musical theory, theme students in specific and experienced singers. The acquisition method of the fundamental frequency is autocorrelation with center-clipping. In the present research, MATLAB was the choosen software for the development of the system. The acquired voice signal is compared to a vector of notes that vary according to the four applications of the software: Vocal classification support tool, musical scale training, prewritten music training and finally a composer of melodies with a possibility of chearing the created melody before training. The software was evaluated by three categories of students: without any, little and good experience with singing. The program presented good evaluative results in the various exercises, and an evolutionary index throughout the training, with a greater diminuition of the error, including the group with significant experience. In this way, the projects validates the efficiency of the autocorrelation method for the fundamental frequency determination, and proposes an option for a practical application of aquisition in short time.

Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná A afinação de voz para um cantor é de extrema importância, podendo comprometer o seu desempenho. O desenvolvimento desse trabalho dá enfoque a ferramentas que auxiliem no aprimoramento da afinação de voz, visando usuários com e sem experiência musical. O software realiza a aquisição do sinal da voz determinando a frequência fundamental que está diretamente relacionada com o tom, aplicando a uma interface gráfica que apresente um feedback em tempo real. Essa interface dispõe de diversas ferramentas para o apoio à afinação da voz. Utilizou-se neste trabalho o software MATLAB na versão 64 bits para o desenvolvimento do sistema. As ferramentas de apoio à afinação são quatro programas: “Classificação Vocal”, “Treino de Escalas”, “Treino de Músicas” e “Compositor de Música”. O programa de “Classificação Vocal” determina por um curto período de tempo se a voz é Soprano, Mezzo-soprano ou Contralto, sendo essas para vozes femininas, ou se a voz é Tenor, Barítono ou Baixo, para vozes masculinas, sendo respectivamente a da voz mais aguda para a mais grave. Essas classificações são utilizadas como base para o programa de “Treino de Escalas”, de acordo com a classificação vocal se tem uma escala de notas para ser treinada. No programa “Treino de Músicas” se tem uma base de dados de músicas sendo possível selecionar uma de acordo com o nível de dificuldade, podendo ser fácil, intermediário ou difícil, além de poder realizar adaptações quanto ao ritmo e a frequência base da mesma. E no programa “Compositor de Música” é possível o utilizador criar uma música adicionando as notas desejadas para que possa treiná-las como ocorre no programa “Treino de Músicas”. Por fim, deseja-se verificar sua funcionalidade com utilizadores, testando o seu funcionamento e analisando o desempenho do software. Ao fim, é realizado um inquérito para avaliar a aceitação do programa com aquisição em 64 bits. Voice tuning for a singer is of the utmost importance and may compromise his performance. The development of this work focuses on tools that help improve voice tuning, targeting users with and without music experience. The software performs voice signal acquisition by determining the fundamental frequency that is directly related to the tone, applying it to a graphical interface that provides real-time feedback. This interface has several tools to support voice tuning. In this work we used the 64-bit MATLAB software for system development. The tuning support tools are four programs: "Vocal Rating", "Scale Training", "Music Training" and "Music Composer". The "Vocal Rating" program determines for a short period of time whether the voice is Soprano, Mezzo-soprano or Contralto, whether these are for female voices, or whether the voice is Tenor, Baritone or Bass, for male voices, respectively. from the highest to the lowest voice. These ratings are used as the basis for the “Scale Training” program, according to the vocal rating if you have a grade scale to be trained. In the “Music Training” program you have a music database and you can select one according to the difficulty level, which can be easy, intermediate or difficult, and you can make adjustments to the rhythm and base frequency of the same. And in the “Music Composer” program it is possible for the user to create a song by adding the desired notes so that he can train them as in the “Music Training” program. Finally, we want to verify its functionality with users, testing its operation and analyzing the performance of the software. Finally, a survey is conducted to evaluate the acceptance of the 64-bit acquisition program.

Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná Submitted by Clarisse Pais (clarisse@ipb.pt) on 2020-03-18T10:11:34Z No. of bitstreams: 1 pauta-relatorio-17.pdf: 2003262 bytes, checksum: 0ede2e9b6ab4bb931babcd5db651037a (MD5) Made available in DSpace on 2020-03-18T10:11:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pauta-relatorio-17.pdf: 2003262 bytes, checksum: 0ede2e9b6ab4bb931babcd5db651037a (MD5) Previous issue date: 2020

Mestrado em Mathematical Finance Esta dissertação utilizando a distância de Caiado & Crato (2010) baseada nas autocorrelações, pretende efectuar o agrupamento de séries financeiras temporais. A métrica tenta avaliar o nível de interdependência, tendo por base a previsibilidade dos retornos. A análise de $clusters$ é feita tendo em conta a estrutura hierárquica (dendrograma) e as coordenadas principais calculadas (mapa multidimensional) das séries financeiras. Estas técnicas foram utilizadas para investigar as semelhanças e diferenças entre as empresas dos dois índices ibéricos de mercado de ações: PSI-20 e IBEX-35. This paper uses the Caiado & Crato (2010) autocorrelation-based distance metric for clustering financial time series. The metric attempts to assess the level of interdependence of time series from the return predictability point of view. The cluster analysis is made by looking to the hierarchical structure tree (or dendrogram) and the computed principal coordinates (multidimensional scaling map). These techniques are employed to investigate the similarities and dissimilarities between the stocks of the two Iberian stock market indexes: PSI-20 and IBEX-35. info:eu-repo/semantics/publishedVersion

The presence of autocorrelation violates the hypothesis of data independence used in statistical control charts in the manufacturing environment. This article examines graphically, using the Mahalanobis distance, the effect of autocorrelation in two measurable quality characteristics of X and Y, whose correlation and autocorrelation structures are from a VAR model(1). With the graphical evaluation, it is possible to understand that the presence of autocorrelation cannot be neglected by the users who use as statistical tool the control charts to monitor processes. A presença da autocorrelação viola a hipótese de independência de dados utilizados em gráficos estatísticos de controle no ambiente fabril. Este artigo avalia graficamente, utilizando a distância de Mahalanobis, o efeito da autocorrelação em duas características de qualidade mensuráveis X e Y, cujas estruturas de correlação e autocorrelação são de um modelo VAR(1). Com a avaliação gráfica, é possível compreender que a presença da autocorrelação não pode ser negligenciada pelos usuários que utilizam como ferramenta os gráficos estatísticos de controle para monitorar processos.

Daily time series were used to verify the temporal variability and to characterize the nitrogen (N) and phosphorus (P) pollution in a 462 km² catchment of the Stör river, a typical rural lowland catchment in Germany. Also, this study aimed to identify the best sampling frequency of pollution by N and P. Total phosphorus (TP), soluble orthophosphate-phosphorus (PO4-P), particulate-phosphorus (PP), total nitrogen (TN), nitrate-nitrogen (NO3-N) ammonium-nitrogen (NH4-N) and total suspended sediment (TSS) were analysed. Daily monitoring from August 8, 2009 until August 10, 2011 was conducted with an automatic water sampler at the outlet of the catchment. The results show a seasonal variability of water quality parameters with more N and P concentration in winter. PP represents the major part of P and it is highly dependent on TSS. NO3-N constitutes the major part of N. Autocorrelation analysis was successfully applied to characterize the N and P pollution in the Upper River Stör. The water sampling for N and P monitoring must be different, N can be sampled biweekly or monthly, while P must be sampled with more frequency, weekly or biweekly.

Several equipments and methodologies have been developed to make available precision agriculture, especially considering the high cost of its implantation and sampling. An interesting possibility is to define management zones aim at dividing producing areas in smaller management zones that could be treated differently, serving as a source of recommendation and analysis. Thus, this trial used physical and chemical properties of soil and yield aiming at the generation of management zones in order to identify whether they can be used as recommendation and analysis. Management zones were generated by the Fuzzy C-Means algorithm and their evaluation was performed by calculating the reduction of variance and performing means tests. The division of the area into two management zones was considered appropriate for the present distinct averages of most soil properties and yield. The used methodology allowed the generation of management zones that can serve as source of recommendation and soil analysis; despite the relative efficiency has shown a reduced variance for all attributes in divisions in the three sub-regions, the ANOVA did not show significative differences among the management zones. Diversos equipamentos e metodologias vêm sendo desenvolvidos para tornar a agricultura de precisão disponível, especialmente considerando o alto custo de sua implantação e de amostragem. Uma possibilidade interessante é definir a área em unidades menores de produção que podem ser tratadas de maneira diferente, servindo como fonte de recomendação e análise. Assim, o presente estudo utilizou propriedades físicas e químicas do solo e de produtividade visando à geração de unidades de manejo, a fim de identificar se estas podem ser usadas como recomendação e análise. Unidades de manejo foram geradas pelo algoritmo Fuzzy C-Means, e sua avaliação foi realizada por meio da redução da variância e realização de testes de comparação de médias. A divisão da área em duas unidades de manejo foi considerada adequada, e as médias apresentaram-se distintas da maioria das propriedades do solo e produtividade; a metodologia utilizada permitiu a geração de unidades de manejo que podem servir como fonte de recomendação e análise do solo. Apesar de a eficiência relativa demonstrar que houve redução da variância para todos os atributos na divisão em três sub-regiões, a ANOVA não apresentou diferenças significativas entre as unidades de manejo.

Submitted by Guilherme Lemeszenski (guilherme@nead.unesp.br) on 2013-08-22T19:02:08Z No. of bitstreams: 1 S0104-530X2013000100008.pdf: 1410263 bytes, checksum: af68bc26c3a86e05ea6b2c366143d09a (MD5) Made available in DSpace on 2013-08-22T19:02:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 S0104-530X2013000100008.pdf: 1410263 bytes, checksum: af68bc26c3a86e05ea6b2c366143d09a (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 Made available in DSpace on 2013-09-30T20:02:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 S0104-530X2013000100008.pdf: 1410263 bytes, checksum: af68bc26c3a86e05ea6b2c366143d09a (MD5) S0104-530X2013000100008.pdf.txt: 50953 bytes, checksum: f6913a9b9736c908d854354f2d9554e7 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 Submitted by Vitor Silverio Rodrigues (vitorsrodrigues@reitoria.unesp.br) on 2014-05-20T15:16:06Z No. of bitstreams: 2 S0104-530X2013000100008.pdf: 1410263 bytes, checksum: af68bc26c3a86e05ea6b2c366143d09a (MD5) S0104-530X2013000100008.pdf.txt: 50953 bytes, checksum: f6913a9b9736c908d854354f2d9554e7 (MD5) Made available in DSpace on 2014-05-20T15:16:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 S0104-530X2013000100008.pdf: 1410263 bytes, checksum: af68bc26c3a86e05ea6b2c366143d09a (MD5) S0104-530X2013000100008.pdf.txt: 50953 bytes, checksum: f6913a9b9736c908d854354f2d9554e7 (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) No planejamento dos gráficos de controle destinados ao monitoramento da média do processo, assume-se que esta permanece fixa em seu valor-alvo até a ocorrência de uma causa especial, que a desloca. em muitos processos, contudo, é mais razoável supor que a média oscila mesmo na ausência de causas especiais. Para descrever este comportamento oscilatório, tem-se utilizado o modelo AR (1). Quando esta oscilação é grande, o melhor desempenho do gráfico de x̄ é obtido com amostras unitárias. O mesmo não se observa com a carta de EWMA (exceto quando o parâmetro de ponderação λ é próximo de um); os melhores desempenhos são obtidos com a adoção de amostras de tamanho n > 1 e λ pequeno, mesmo quando o objetivo é a detecção rápida de grandes deslocamentos da média. Neste estudo, tem-se utilizado como medida de desempenho o TES - tempo médio entre a ocorrência de uma mudança na posição em torno da qual a média oscila e sua sinalização pelo gráfico de controle. Quando a média do processo oscila, o TES passa a ser uma função do número esperado de visitas aos estados transientes de uma cadeia de Markov. The design of the control charts for the process mean assumes that this parameter remains fixed on its target value until the occurrence of a special cause that moves it. However, in many cases, it is more reasonable to assume that the mean wanders even in the absence of special causes. The AR(1) model has been considered to describe this wandering behavior. When the wandering behavior is responsible for significant proportion of data variability, the best performance of the x̄ chart is obtained with samples of size one (n=1). The same is not true for the EWMA control chart (except when the smoothing parameter λ is very close to one); its best performance is achieved with the adoption of n > 1 and small λ, even when the focus is to easily detect significant changes in the process mean position. In this study, the ATS, the average time between the occurrence of a change in the process mean position and the signal, was used as a performance measure. When the process mean wanders, the ATS becomes a function of the expected number the transient states of a Markov chain are visited. Universidade Estadual Paulista Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá Departamento de Produção Universidade Estadual Paulista Faculdade de Engenharia de Guaratinguetá Departamento de Produção

Este trabalho teve como objetivo a determinação dos parâmetros: Harmonic to Noise Ration (HNR), Noise to Harmonic Ratio (NHR) e Autocorrelação. Estes parâmetros são usados como entradas de um sistema inteligente para diagnóstico de patologias da fala. Foi realizada uma análise comparativa entre os valores do algoritmo e do software Praat, de modo a perceber qual a melhor janela e o seu comprimento, em número de períodos glotais. Desta análise resultou a decisão de se usar a janela de hanning com um comprimento correspondente a 6 períodos glotais. Através da comparação dos resultados chegou-se à conclusão que este algoritmo permite extrair os parâmetros HNR, NHR e Autocorrelação com valores suficientemente próximos dos valores de referência. Foi ainda desenvolvido um algoritmo para selecionar apenas a parte do sinal onde ocorre fala, eliminando as zonas de silêncio iniciais e finais, para, posteriormente, se extrair os Mel Frequency Cepstral Coefficientes (MFCCs), os Linear Prediction Coefficientes (LPC) e os Line Spectral Frequency (LSF). Ao longo do trabalho foi possível, embora não fosse o objetivo primordial, complementar uma base de dados curada, iniciada numa investigação anteriormente realizada, adicionando mais parâmetros e mais doenças. Esta base de dados ficou agora com os parâmetros MFCC com 13 coeficientes cepstrais, HNR, NHR, Autocorrelação, jitter absoluto, jitter relativo, shimmer absoluto, shimmer relativo, extraídos de 9 locuções correspondentes a 3 vogais em 3 tons e a uma frase, para sujeitos com 19 patologias, mais os sujeitos de controlo. Esta base de dados curada disponibiliza um conjunto de parâmetros sobre estes sinais de fala para a investigação sobre estas 19 patologias. The objective of this work was to determine the parameters: Harmonic to Noise Ration (HNR), Noise to Harmonic Ratio (NHR) and autocorrelation. These parameters are used as inputs to an intelligent system for diagnosis of speech pathologies. A comparative analysis was performed between the values of the algorithm and the Praat software, in order to understand the best window and its length, in number of glottal periods. This analysis resulted in the decision to use the hanning window with a length corresponding to 6 glottal periods. By comparing the results it was concluded that this algorithm allows to extract the parameters HNR, NHR and Autocorrelation with values close enough to the reference values. An algorithm was developed to select only the part of the signal where speech occurs, eliminating the initial and final silence zones, to later extract the Mel Frequency Cepstral Coefficientes (MFCCs), Linear Prediction Coefficientes (LPC) and Line Spectral Frequency (LSF). Throughout the work it was possible, although it was not the primary objective, to complement a cured database, initiated in a previous investigation, adding more parameters and more diseases. This database now has MFCC parameters with 13 ceptral coefficients, HNR, NHR, Autocorrelation, absolute jitter, relative jitter, absolute shimmer, relative shimmer, extracted from 9 phrases corresponding to 3 vowels in 3 tones and to one sentence, for subjects with 19 pathologies, plus control subjects. This cured database provides a set of parameters on these speech signals for research on these 19 pathologies.

Submitted by Clarisse Pais (clarisse@ipb.pt) on 2019-03-18T16:21:53Z No. of bitstreams: 1 pauta-relatorio-1.pdf: 1502463 bytes, checksum: 43685007ebc0f494ba3b85d317146252 (MD5) Made available in DSpace on 2019-03-18T16:21:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pauta-relatorio-1.pdf: 1502463 bytes, checksum: 43685007ebc0f494ba3b85d317146252 (MD5) Previous issue date: 2019

Tomar consciência que a noção de qualidade é um conceito praticamente omnipresente, aplicado nos mais distintos ramos da sociedade apesar do seu carácter ser por vezes abstrato e subjetivo, é um bom ponto de partida para entender que este é um conceito tem sido alvo de diversos estudos, sobre diferentes perspetivas, acerca do mesmo. As organizações recorrem cada vez mais a técnicas e ferramentas que permitam melhorar os seus processos, resultando este ato num aumento de competitividade das mesmas. A aplicação de métodos estatísticos é de enorme importância, fornecendo um suporte sólido da tomada de decisões nas organizações, uma vez que permite entender e modelar a variabilidade, validando assim os resultados que são obtidos ao longo das análises. No âmbito industrial, o planeamento e controlo estatístico de processo representa o conjunto que técnicas e ferramentas que procura satisfazer este propósito. O desenho de experiências apresenta-se enquanto a ferramenta ideal para apurar quais são os parâmetros sobre os quais um determinado processo deverá operar de forma a que sejam obtidos os outputs desejados ou exista uma redução da variabilidade existente. Fazendo uso da base estatística é possível obter resultados fidedignos do processo. Por sua vez, as cartas de controlo apresentam-se enquanto uma ferramenta poderosa que permite controlar os processos, em tempo real, recorrendo a expressões gráficas das características controláveis do mesmo, permitindo analisar possíveis tendências que se possam verificar e apoiando também na redução da variabilidade dos processos. As cartas de controlo tradicionais (i.e. de Shewhart) baseiam-se num conjunto de pressupostos, relativos sobretudo à Normalidade e independência dos dados. Contudo, na prática, estes pressupostos nem sempre são validados. Mais concretamente, verifica-se a existência de autocorrelação em muitos dos dados referentes a processos industriais. Nesse caso, é necessário adequar as cartas de controlo para que sejam capazes de servir o seu objetivo, lidando com o efeito presente nos dados das auto-correlações existentes. A presente dissertação aborda estas questões, recorrendo a diferentes técnicas estatísticas tais como testes de hipóteses, ANOVA, controlo estatístico univariado e controlo estatístico multivariado com dados auto correlacionados e modelação de processos recorrendo aos modelos ARIMA. As metodologias desenvolvidas foram implementadas na fábrica EQUIPAR Amorim & Irmãos S.A. com o objetivo de munir a organização com ferramentas adequadas de controlo estatístico dos seus processos produtivos que potenciam a melhoria dos seus processos, permitindo a identificação das causas de variação responsáveis pela variabilidade verificada nos seus processos e a execução de ações corretivas sobre as mesmas.