Algoritmos de aprendizaje evolutivo y estadístico para la determinación de mapas de malas hierbas utilizando técnicas de teledetección

Este trabajo aborda la resolución de problemas de clasificación binaria utilizando una metodología híbrida que combina la regresión logística y modelos evolutivos de redes neuronales de unidades producto. Para estimar los coeficientes del modelo lo haremos en dos etapas, en la primera aprendemos los exponentes de las funciones unidades producto, entrenando los modelos de redes neuronales mediante computación evolutiva y una vez estimados el número de funciones potenciales y los exponentes de estas funciones, se aplica el método de máxima verosimilitud al espacio de características formado por las covariables iniciales junto con las nuevas funciones de base obtenidas al entrenar los modelos de unidades producto. Esta metodología híbrida en el diseño del modelo y en la estimación de los coeficientes se aplica a un problema real agronómico de predicción de presencia de la mala hierba Ridolfia segetum Moris en campos de cosecha de girasol. Los resultados obtenidos con este modelo mejoran los conseguidos con una regresión logística estándar en cuanto a porcentaje de patrones bien clasificados sobre el conjunto de generalización

Projection based ensemble learning for ordinal regression

The classification of patterns into naturally ordered labels is referred to as ordinal regression. This paper proposes an ensemble methodology specifically adapted to this type of problems, which is based on computing different classification tasks through the formulation of different order hypotheses. Every single model is trained in order to distinguish between one given class (k) and all the remaining ones, but grouping them in those classes with a rank lower than k, and those with a rank higher than k. Therefore, it can be considered as a reformulation of the well-known one-versus-all scheme. The base algorithm for the ensemble could be any threshold (or even probabilistic) method, such as the ones selected in this paper: kernel discriminant analysis, support vector machines and logistic regression (all reformulated to deal with ordinal regression problems). The method is seen to be competitive when compared with other state-of-the-art methodologies (both ordinal and nominal), by using six measures and a total of fifteen ordinal datasets. Furthermore, an additional set of experiments is used to study the potential scalability and interpretability of the proposed method when using logistic regression as base methodology for the ensemble

Borderline kernel based over-sampling

Nowadays, the imbalanced nature of some real-world data is receiving a lot of attention from the pattern recognition and machine learning communities in both theoretical and practical aspects, giving rise to di erent promising approaches to handling it. However, preprocessing methods operate in the original input space, presenting distortions when combined with kernel classi ers, that operate in the feature space induced by a kernel function. This paper explores the notion of empirical feature space (a Euclidean space which is isomorphic to the feature space and therefore preserves its structure) to derive a kernel-based synthetic over-sampling technique based on borderline instances which are considered as crucial for establishing the decision boundary. Therefore, the proposed methodology would maintain the main properties of the kernel mapping while reinforcing the decision boundaries induced by a kernel machine. The results show that the proposed method achieves better results than the same borderline over- sampling method applied in the original input spac

Regresión no lineal mediante la evolución de modelos Híbridos de Redes Neuronales

El presente trabajo es una primera aproximación a la formación de modelos de redes neuronales con unidades ocultas de tipo híbrido (sigmoides, producto) que siendo aproximadores universales, puedan utilizarse como modelos no lineales de regresión cuando las características del espacio de las variables independientes lo aconsejen. Dada la dificultad que presenta la aplicación de algoritmos de aprendizaje de búsqueda local para esta tipología de modelos, se utiliza un algoritmo de programación evolutiva donde se definen operadores de mutación específicos. Los experimentos realizados con cuatro funciones de prueba, las tres funciones de Friedman y una propuesta por los autores, muestran resultados muy prometedores en esta direcció

Toxocaríase humana: inquérito soroepidemiológico na cidade amazônica de Yurimaguas, Peru

The aim of this study was to determine the seroprevalence of the infection by Toxocara in the general population of the Amazonian city of Yurimaguas, Peru. From March to August 2008, a total of 300 subjects were sampled and tested by means of a Toxocara ELISA-IgG test. A clinical and epidemiological questionnaire was used to assess the symptomatology and risk factors associated with human toxocariasis. The overall rate of seropositivity was 35.66%, with a significant high proportion in children (p < 0.001). The clinical evaluation revealed that 95.33% of the seropositive group had some type of symptomatology: headache (66.36%), respiratory compromise (63.55%), abdominal pain (54.21%), cutaneous signs (40.19%) and ocular manifestations (36.45%), and almost all of them were statistically significant (p < 0.001). Furthermore, 56.07% of the seropositive subjects presented at least one intestinal pathogen parasite with predominance of helminthes, but without significant association (p = 0.334). The analysis of risk factors showed only that the use of public places and geophagia exhibited a significant association with the seropositivity (p < 0.001). Clinical, serological and epidemiological findings associated to infection with Toxocara were observed in the present study and future studies should be done to assess this serious health problem.O objetivo do presente estudo foi estimar a soroprevalência da infecção por Toxocara em população geral da cidade de Yurimaguas, Peru. Entre os meses de Março e Agosto de 2008, foi estudado um total de 300 pessoas por exame imunológico mediante Toxocara ELISA-IgG teste. Uma ficha clínico-epidemiológica foi utilizada para avaliar a sintomatologia e os fatores de risco associados à toxocaríase. A freqüência geral de anticorpos na população foi de 35,66% com proporção significativamente maior de positividade em meninos de um a 10 anos (p < 0.001). A avaliação clínica revelou que 95.33% do grupo de soropositivos apresentava algum tipo de sintomatologia associada à toxocaríase: 66,36% cefaléia, 63,55% sintomas respiratórios, 54,21% dor abdominal, 40,19% sinais cutâneos e 36,45% manifestações oculares e quase todos estes sinais foram estatisticamente associados ao resultado da sorologia (p < 0.001). Além disso, 56,07% das pessoas com sorologia positiva tinham pelo menos algum parasito intestinal patogênico e com predominância de helmintos, mas sem nenhuma associação significativa (p = 0.334). A análise dos fatores de risco mostrou que o uso de lugares públicos e história de geofagia tiveram significativa associação com a sorologia positiva (p < 0,001). Conclui-se que existem evidências clínicas, sorológicas e epidemiológicas de infecção por Toxocara na população estudada e futuros estudos são necessários para avaliar este sério problema de saúde pública

Evolutionary q-Gaussian radial basis function neural networks for multiclassification

This paper proposes a radial basis function neural network (RBFNN), called the q-Gaussian RBFNN, that reproduces different radial basis functions (RBFs) by means of a real parameter q. The architecture, weights and node topology are learnt through a hybrid algorithm (HA). In order to test the overall performance, an experimental study with sixteen data sets taken from the UCI repository is presented. The q-Gaussian RBFNN was compared to RBFNNs with Gaussian, Cauchy and inverse multiquadratic RBFs in the hidden layer and to other probabilistic classifiers, including different RBFNN design methods, support vector machines (SVMs), a sparse classifier (sparse multinomial logistic regression, SMLR) and a non-sparse classifier (regularized multinomial logistic regression, RMLR). The results show that the q-Gaussian model can be considered very competitive with the other classification methods. © 2011 Elsevier Ltd

Effect of pupil size on corneal aberrations before and after standard, custom LASIK and corneal refractive therapy

PURPOSE: To evaluate the effect of changing the pupil size on the corneal first surface higher order aberrations induced by different refractive treatments (standard LASIK; custom LASIK and corneal refractive therapy). DESIGN: Observational study. METHODS: SETTING: Clínica Oftalmológica NovoVisión, Madrid, Spain. PATIENTS: Eighty-one right eyes with a mean age of 29.94±7.5 years, of which 50 were female (61.7%), were retrospectively analyzed. Corneal videokeratographic data were used to obtain corneal first surface higher order aberrations (HOA) for aperture diameters from 3 to 8 mm using the Vol-CT software. Total Root Mean Square (RMS) and RMS for 3rd to 6th-order Zernike polynomials as well as spherical-like, coma-like, secondary-astigmatism and spherical+coma-like were calculated. RESULTS: We verified an increase of the HOA Total RMS after treatments of 0.014±0.025µm, 0.019±0.027µm 0.018±0.031µm for standard LASIK, custom LASIK and corneal refractive therapy, respectively for 3mm pupil diameter. For the 8mm aperture diameter changes in Total RMS increased by a factor of 50x compared with the variation for the 3mm diameter up to 0.744±0.731µm, 0.493±0.794µm, 0.973±1.055µm for standard LASIK, custom LASIK and corneal refractive therapy, respectively. CONCLUSIONS: The three techniques increase the wavefront aberrations of the cornea and change the relative contribution of coma-like and spherical-like aberrations. For a large aperture (>5mm), corneal refractive therapy induces more spherical-like aberrations than standard LASIK and this more than custom LASIK. However, no differences clinically or statistically significant did exist for narrower apertures. Standard LASIK and custom LASIK did not displayed statistically significant differences regarding to HOA.Objectivo: Avaliar o efeito da alteração do tamanho da pupila nas aberrações de alta ordem da superfície anterior da córnea, induzida por diferentes tratamentos refractivos: cirurgia Laser-Assisted in Situ Keratomileusis (LASIK) standard (LS), cirurgia LASIK personalizada (LP) e terapia refractiva corneal (TRC). Métodos: Foram analisados retrospectivamente oitenta e um olhos direitos de 81 pacientes com uma idade média de 29,94 ± 7,5 anos, 50 dos quais do sexo feminino (61,7%), na Clínica Oftalmológica Novovisión, Madrid, Espanha. Os dados da topografia da córnea foram usados para obter as aberrações de alta ordem da superfície anterior da córnea (SAC) para diâmetros pupilares de 3 a 8 mm, usando o software Vol-CT (Sarver& Associates, Inc). Foram calculadas a raiz quadrática média (RMS) total e as RMS da terceira até à sexta ordens usando os polinómios de Zernike, assim como para as RMS de tipo esférico, comático, astigmatismo secundário e a soma da aberração de tipo esférico com comático. Resultados: Verificou-se um aumento nas aberrações de alta ordem da RMS total depois dos tratamentos de 0,014 ± 0,025 µm, 0,019 ± 0,027 µm e 0,018 ± 0,031 µm para a cirurgia LS, cirurgia LP e TRC, respectivamente, para um diâmetro da pupila de 3 mm. Para um diâmetro pupilar de 8 mm, as alterações na RMS total aumentaram num factor de 50 vezes em comparação com a variação do diâmetro de 3 mm até 0,744 ± 0.731 µm, 0,493 ± 0,794 µm e 0,973 ± 1,055 µm para a cirurgia LS, cirurgia LP e TRC, respectivamente. Conclusões: As 3 técnicas aumentam as aberrações da córnea e alteram a contribuição relativa das aberrações de tipo comático e de tipo esférico. Para aberturas pupilares maiores (> 5 mm), o tratamento TRC induz aberrações de tipo esférico significativamente mais elevadas do que as cirurgias LS e LP. No entanto, não se verificaram diferenças clínicas e estatisticamente significativas para aberturas menores. As cirurgias LS e LP não mostraram diferenças estatisticamente significativas em relação às aberrações de alta ordem.This work was supported by a grant from the Science and Technology Foundation (FCT) of Ministry of Science and Superior Education (MCES) (European Social Funding). António Queirós SFRH/BD/61768/200

Peripheral refraction in myopic patients after Orthokeratology

Purpose: The purpose of this study was to characterize the central and peripheral refraction across the horizontal meridian of the visual field before and after myopic corneal refractive therapy (CRT) with contact lenses. Methods: Twenty-eight right eyes (mean age±SD = 24.6±6.3 years) were fitted with Paragon CRT contact lenses to treat myopia between -0.88 and -5.25D of spherical equivalent. Along with a complete set of examination procedures to assess suitability for treatment, the central and peripheral refraction was measured along the horizontal meridian up to 35º of eccentricity in the nasal and temporal retinal area in 5º steps. Results: Baseline central average spherical equivalent (M) measured by subjective refraction changed from -1.95±1.27D to -0.38±0.67D. Changes in M component ranged between 1.42±0.89D at center to 0.43±0.88D at 20º in the temporal retina (p0.351). Beyond the 25º limit, M component changed in the myopic direction up to -1.11±0.88D at 35º in temporal retina (p0.05 for all eccentricities). Furthermore, the degree of myopic increase in spherical equivalent for 30º (r2=0.573, p<0.001) and 35º (r2=0.645, p<0.001) eccentric refraction was highly correlated with axial spherical equivalent at baseline. Conclusions: CRT inverts the pattern of peripheral refraction in spherical equivalent refraction creating a treatment area of myopic reduction within the central 25º of visual field, and a myopic shift beyond the 25º. In peripheral refraction for 30º and 35º, the amount of myopia induced in terms of spherical equivalent has an almost 1:1 relationship with the amount of baseline spherical equivalent refraction to be corrected.Objectivo: O objectivo deste estudo foi caracterizar a refracção central e periférica através do meridiano horizontal do campo visual, antes e depois da Terapia Refractiva Corneal à miopia (CRT) com lentes de contacto. Métodos: Foram adaptados com lentes de contacto Paragon CRT vinte e oito olhos direitos de 28 indivíduos (com uma idade média ± DP = 24,6 ± 6,3 anos) para corrigir miopia entre – 0.88 e – 5.25 D de equivalente esférico. Juntamente com um conjunto completo de exames para avaliar a possibilidade de tratamento, foi medida a refracção central e periférica ao longo do meridiano horizontal até aos 35º de excentricidade na área da retina nasal e temporal em intervalos de 5º. Resultados: A média do equivalente esférico central no estado inicial (M) medido pela refracção subjectiva mudou de - 1,95 ± 1,27 D para - 0,38 ± 0,67 D. As alterações no componente M variaram entre +1,42 ± 0,89 D no centro e +0,43 ± 0,88 D a 20º na retina temporal (p 0,351), a 25º para ambos os lados da medida da refracção central. Para além do limite de 25º, o componente M mudou no sentido da miopia até – 1,11 ± 0,88 D a 35º na retina temporal (p 0,050 para todas as excentricidades). Além disso, o aumento do valor de miopia em equivalente esférico para 30º (r2 = 0,573, p < 0,001) e 35º (r2 = 0,645, p < 0,001) de refracção excêntrica foi altamente correlacionado com o equivalente esférico do estado inicial. Conclusões: As lentes CRT invertem o padrão da refracção periférica no equivalente esférico da refracção, criando uma área de tratamento na redução da miopia dentro de 25º do campo visual central, e um deslocamento miópico para além de 25º. Na refracção periférica para 30º e 35º, o valor da miopia induzida em termos de equivalente esférico, tem uma relação de quase 1:1 com o valor da refracção do equivalente esférico do estado inicial a ser corrigido.Ministério da Ciência e do Ensino SuperiorFundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - Bolsa SFRH/BD/61768/200