Agrupamento de formas tridimensionais : um estudo sobre os métodos K-médias, CLARANS e Hill Climbing

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: NASCIMENTO, Inácio Robson Alves do
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPE
dARK ID: ark:/64986/0013000007vx5
Texto Completo: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/39826
Resumo: Os métodos de Análise Estatística de Formas são utilizados para trabalhar com formas geométricas de objetos e forma é toda informação que sobra de um objeto depois que são retirados os efeitos de escala, locação e rotação. As técnicas da Análise de Agrupamento são utilizadas para classificar os objetos de um conjunto de dados em grupos. Em muitos campos de estudos, faz-se necessário agrupar as formas de objetos geométricos. Trabalhos envolvendo a adaptação de algoritmos de agrupamento no contexto de análise de formas foram desenvolvidos por alguns pesquisadores. Descreve-se nesta dissertação os métodos já adaptados no contexto de formas tridimensionais, K-médias, K-médias aparado e K-médias utilizando a média . Além da apresentação da adaptação de novos métodos: K-médias aparado utilizando a média , CLARANS e Hill Climbing no contexto de formas 3D, como propostas do presente trabalho. Foram realizados dois experimentos de simulação em diferentes cenários de isotropia e anisotropia, com diferentes graus de dispersão. Gerou-se amostras da distribuição normal multivariada para a formação dos grupos, com diferentes configurações médias e matrizes de covariâncias. Considerou-se também a aplicação dos algoritmos propostos em três conjuntos de dados reais disponíveis na literatura da área. Os grupos obtidos foram avaliados usando medidas de validação de agrupamento. As medidas utilizadas foram os Índices de Rand Ajustado e Silhueta. De modo geral, avaliando os valores obtidos pelos índices, os algoritmos de agrupamento, tantos os que já foram adaptados quantos os propostos, apresentaram boas eficácias de agrupamento nos cenários com baixa dispersão. Enquanto que para os cenários com alta dispersão, em anisotropia, há indícios de que os métodos propostos possuem bons desempenhos em relação aos métodos implementados por outros autores, na maioria das situações e levando em consideração pelo menos um dos índices medidos.
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spelling NASCIMENTO, Inácio Robson Alves dohttp://lattes.cnpq.br/4755885859675170http://lattes.cnpq.br/7674916684282039AMARAL, Getúlio José Amorim do2021-04-21T13:21:33Z2021-04-21T13:21:33Z2021-02-25NASCIMENTO, Inácio Robson Alves do. Agrupamento de formas tridimensionais: um estudo sobre os métodos K-médias, CLARANS e Hill Climbing. 2021. Dissertação (Mestrado em Estatística) – Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2021.https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/39826ark:/64986/0013000007vx5Os métodos de Análise Estatística de Formas são utilizados para trabalhar com formas geométricas de objetos e forma é toda informação que sobra de um objeto depois que são retirados os efeitos de escala, locação e rotação. As técnicas da Análise de Agrupamento são utilizadas para classificar os objetos de um conjunto de dados em grupos. Em muitos campos de estudos, faz-se necessário agrupar as formas de objetos geométricos. Trabalhos envolvendo a adaptação de algoritmos de agrupamento no contexto de análise de formas foram desenvolvidos por alguns pesquisadores. Descreve-se nesta dissertação os métodos já adaptados no contexto de formas tridimensionais, K-médias, K-médias aparado e K-médias utilizando a média . Além da apresentação da adaptação de novos métodos: K-médias aparado utilizando a média , CLARANS e Hill Climbing no contexto de formas 3D, como propostas do presente trabalho. Foram realizados dois experimentos de simulação em diferentes cenários de isotropia e anisotropia, com diferentes graus de dispersão. Gerou-se amostras da distribuição normal multivariada para a formação dos grupos, com diferentes configurações médias e matrizes de covariâncias. Considerou-se também a aplicação dos algoritmos propostos em três conjuntos de dados reais disponíveis na literatura da área. Os grupos obtidos foram avaliados usando medidas de validação de agrupamento. As medidas utilizadas foram os Índices de Rand Ajustado e Silhueta. De modo geral, avaliando os valores obtidos pelos índices, os algoritmos de agrupamento, tantos os que já foram adaptados quantos os propostos, apresentaram boas eficácias de agrupamento nos cenários com baixa dispersão. Enquanto que para os cenários com alta dispersão, em anisotropia, há indícios de que os métodos propostos possuem bons desempenhos em relação aos métodos implementados por outros autores, na maioria das situações e levando em consideração pelo menos um dos índices medidos.CAPESThe methods of Statistical Shape Analysis are used to work with geometric shapes of objects and shape is all the information that remains of an object after the effects of scale, location and rotation are removed. Cluster Analysis techniques are used to classify the objects of a data set into groups. In many fields of study, it is necessary to group the shapes of geometric objects. Studies involving the adaptation of clustering algorithms in the context of shape analysis have been developed by some researchers. This dissertation describes the methods already adapted in the context of three-dimensional forms, K-means, trimmed K-means and K-means using the mean . In addition to the presentation of the adaptation of new methods: trimmed K-means using the mean , CLARANS and Hill Climbing in the context of 3D shapes, as proposed in the present work. Two simulation experiments were carried out in different isotropy and anisotropy scenarios, with different degrees of dispersion. Samples of the multivariate normal distribution were generated for the formation of groups, with different mean configurations and covariance matrices. It was also considered the application of the algorithms proposed in three sets of real data available in the literature of the area. The groups obtained were evaluated using cluster validation measures. The measures used were the Adjusted Rand and Silhouette Indexes. In general, evaluating the values obtained by the indexes, the grouping algorithms, both those that have already been adapted and those proposed, showed good grouping efficiencies in scenarios with low dispersion. While for scenarios with high dispersion, in anisotropy, there is evidence that the proposed methods perform well in relation to the methods implemented by other authors, in most cases and taking into account at least one of the measured indices.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em EstatisticaUFPEBrasilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/embargoedAccessEstatística aplicadaAnálise de agrupamentoAnálise estatística de formasFormas tridimensionaisAgrupamento de formas tridimensionais : um estudo sobre os métodos K-médias, CLARANS e Hill Climbinginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Inácio Robson Alves do Nascimento.pdfDISSERTAÇÃO Inácio Robson Alves do Nascimento.pdfapplication/pdf1695628https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/39826/1/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20In%c3%a1cio%20Robson%20Alves%20do%20Nascimento.pdf336151778827302bb1a7c198f28e372eMD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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