Algoritmo kNN na imputação de dados de espectros de massa do tipo MALDI-TOF: uma análise da influência da imputação com kNN sobre o desempenho de classificadores logísticos para identificação de bactérias
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG |
Texto Completo: | http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/2665 |
Resumo: | O processo de identificação de bactérias relacionadas ao crescimento vegetal,é alvo de diversos estudos na área de bioinformática. Uma das formas para realizar esta identificação é utilizar dados de espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF para detectar a presença de proteínas ribossomaisemumaamostra,eentão,usarclassificadoresparaprocessarestesdadoseselecionar o rótulo com a maior probabilidade. Durante o processo de geração dos espectros de massa paraclassificaçãoécomumanãodetecçãodealgumdospicosrelacionadosaproteínasribossomais. Considerando isto, este trabalho apresenta um estudo sobre o uso do algoritmo kNN para imputação desses casos. O estudo foi desenvolvido com o uso de classificadores logísticos para identificação de bactérias da espécie Staphylococcus aureus e do gênero Bacillus. Durante os experimentos foram testados três técnicas para imputar dados: imputação com zero, imputação com a média do atributo faltante, e a imputação com kNN. Desta última foram usadas duas abordagens: função de agregação de média e função de agregação de mediana. O protocolo experimental implementado possibilitou avaliar a influência da imputação sobre os resultados de classificação sob diferentes cenários no que se refere ao número de variáveis faltantes. Os resultadosobtidosmostramqueoempregodokNNnãolevouàumareduçãododesempenhodos classificadores, em relação àquele observado quando do uso de dados completos. Além disto, a classificação de dados submetidos a imputação pelo kNN apresentou desempenho superior àquele verificado quando do uso dos demais métodos. |
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Uma das formas para realizar esta identificação é utilizar dados de espectrometria de massa do tipo MALDI-TOF para detectar a presença de proteínas ribossomaisemumaamostra,eentão,usarclassificadoresparaprocessarestesdadoseselecionar o rótulo com a maior probabilidade. Durante o processo de geração dos espectros de massa paraclassificaçãoécomumanãodetecçãodealgumdospicosrelacionadosaproteínasribossomais. Considerando isto, este trabalho apresenta um estudo sobre o uso do algoritmo kNN para imputação desses casos. O estudo foi desenvolvido com o uso de classificadores logísticos para identificação de bactérias da espécie Staphylococcus aureus e do gênero Bacillus. Durante os experimentos foram testados três técnicas para imputar dados: imputação com zero, imputação com a média do atributo faltante, e a imputação com kNN. Desta última foram usadas duas abordagens: função de agregação de média e função de agregação de mediana. O protocolo experimental implementado possibilitou avaliar a influência da imputação sobre os resultados de classificação sob diferentes cenários no que se refere ao número de variáveis faltantes. Os resultadosobtidosmostramqueoempregodokNNnãolevouàumareduçãododesempenhodos classificadores, em relação àquele observado quando do uso de dados completos. Além disto, a classificação de dados submetidos a imputação pelo kNN apresentou desempenho superior àquele verificado quando do uso dos demais métodos.It is subject of several studies in bioinformatics area the plant growth promoting bacteria identification process. An approach to performing it is to process sample’s ribosomal proteins data obtained by MALDI-TOF mass spectrometry through a classifier and select the highest probability label. However, at the time of mass spectra generation, it is common not detecting some ribosomal proteins related peaks data. With this in mind, this work presents a study about data imputation through the kNN algorithm. Logistic classifiers were applied to identify bacteria of the Bacillus genus and the Staphylococcus aureus species while three data imputation techniques were tested: with zero, with the average of the missing attribute, and with kNN algorithm. From this latter imputation technique, two approaches were considered: average aggregation function and median aggregation function. The adopted experimental protocol investigated the imputation influence on classification results under different scenarios regarding missing variablesnumber.TheresultsshowthatbothkNN’sapproachesdidnotpromotesignificantreduction on classifiers’ performance when compared with complete data approach and that the classification of imputed data by kNN presented superior performance to that of other considered methods.Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2018-11-06T17:08:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Fábio dos Santos.pdf: 1456053 bytes, checksum: 5ee15a88a68aaef87a46a8f42f816e32 (MD5)Made available in DSpace on 2018-11-06T17:08:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Fábio dos Santos.pdf: 1456053 bytes, checksum: 5ee15a88a68aaef87a46a8f42f816e32 (MD5) Previous issue date: 2018-09-14Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Estadual de Ponta GrossaPrograma de Pós Graduação Computação AplicadaUEPGBrasilDepartamento de InformáticaAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOImputação com kNNEspectrometria de MassaRegressão LogísticaClassificação de BactériasImputation with kNNMass SpectrometryLogistic RegressionBacterial ClassificationAlgoritmo kNN na imputação de dados de espectros de massa do tipo MALDI-TOF: uma análise da influência da imputação com kNN sobre o desempenho de classificadores logísticos para identificação de bactériasinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPGinstname:Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)instacron:UEPGORIGINALFabio dos Santos.pdfFabio dos Santos.pdfapplication/pdf1412111http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/2665/4/Fabio%20dos%20Santos.pdfb0fcb1280ffeb391a6442980746647cdMD54LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81866http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/2665/3/license.txt43cd690d6a359e86c1fe3d5b7cba0c9bMD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811http://tede2.uepg.br/jspui/bitstream/prefix/2665/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52prefix/26652018-11-13 16:03:54.854oai:tede2.uepg.br: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 Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tede2.uepg.br/jspui/PUBhttp://tede2.uepg.br/oai/requestbicen@uepg.br||mv_fidelis@yahoo.com.bropendoar:2018-11-13T18:03:54Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEPG - Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG)false |
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