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metadata.dc.type: Dissertação
Title: Redes neurais convolucionais e ampliação de dados para detecção de antracnose em folhas de feijoeiro
metadata.dc.creator: Bessa Oliveira, George Wilber de
metadata.dc.contributor.advisor1: Canteri, Marcelo Giovanetti
metadata.dc.contributor.referee1: Caires, Eduardo Fávero
metadata.dc.contributor.referee2: Siqueira, Hugo Valadares
metadata.dc.description.resumo: Modelos de aprendizagem profunda, em especial as Redes Neurais Convolucionais, são atualmente protagonistas de expressivos avanços nas tarefas de visão computacional. A disponibilidade de computadores robustos, dotados de grande capacidade de processamento, possibilitou a ampliação dos campos de trabalho nessa área e as redes neurais aumentaram ainda mais as possibilidades. Entretanto, os modelos de aprendizagem profunda comumente necessitam de grandes bases de dados para o aprendizado de características relevantes das imagens e a elaboração de bases de dados de doenças de plantas requer o empenho de uma considerável força de trabalho e o acesso a uma vasta coleção de imagens, além de razoáveis condições de captura. Os métodos de ampliação de dados servem ao propósito de aumentar o número de itens de uma base de dados através de modificações nas imagens existentes e, por vezes, a geração de novas imagens com base nas características observadas em parte do conjunto. Este estudo empreendeu a coleta de um conjunto de imagens de folíolos de feijoeiro para a elaboração de bases de dados e a posterior condução de testes com diferentes arquiteturas de redes neurais e configurações de técnicas de ampliação de dados com o propósito de avaliar a influência de tais técnicas na simulação de imagens coletadas em condições distintas, bem como sua influência nas medidas de desempenho de acurácia, sensibilidade, especificidade e sobreajuste no intuito de distinguir imagens de partes de folíolos saudáveis daquelas contendo partes afetadas pela doença fúngica antracnose em diferentes estágios. Os resultados mostram que as técnicas de ampliação de dados possibilitam a simulação de diferentes condições de aquisição das imagens, e os modelos de classificação baseados em redes neurais convolucionais alcançaram resultados variando entre 60 e 90% de acurácia nas diferentes configurações experimentais. A bibliografia consultada, em conjunto com os resultados apresentados, dá margem à sugestão de novos trabalhos na mesma temática, considerando o incremento do número de imagens no conjunto e o uso de outras técnicas de ampliação de dados e arquiteturas de redes neurais.
Abstract: Deep learning models, especially Convolutional Neural Networks, are currently the protagonists of significant advances in computer vision tasks. The availability of robust computers, with great processing capacity, made it possible to expand the fields of work in this area and neural networks further increased the possibilities. However, deep learning models commonly require large databases to learn relevant characteristics of the images, and building plant disease databases requires the commitment of a considerable workforce and access to a vast collection of information. images, in addition to reasonable capture conditions. Data augmentation methods serve the purpose of increasing the number of items in a database through modifications to existing images and, sometimes, the generation of new images based on the characteristics observed in part of the set. This study undertook the collection of a set of images of bean leaflets for the elaboration of databases and the subsequent conduction of tests with different neural network architectures and configurations of data augmentation techniques for the purpose to evaluate the influence of such techniques in the simulation of images collected under different conditions, as well as their influence on the performance measures of accuracy, sensitivity, specificity and overfitting in order to distinguish images of parts of healthy leaflets from those containing structures affected by anthracnose fungal disease at different stages. The results show that the data expansion techniques allow the simulation of different conditions of image acquisition, and the classification models based on convolutional neural networks achieved results varying between 60 and 90% accuracy in the different experimental configurations. The bibliography consulted in conjunction with the results presented, gives rise to the suggestion of new works on the same theme, considering the expansion of the database and the use of other techniques for data augmentation and neural network architectures.
Keywords: Redes Neurais
Ampliação de dados
Antracnose
Feijão
Neural Networks
Data Augmentation
Anthracnose
Common bean
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Estadual de Ponta Grossa
metadata.dc.publisher.initials: UEPG
metadata.dc.publisher.department: Departamento de Informática
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós Graduação Computação Aplicada
Citation: BESSA OLIVEIRA, George Wilber. Redes neurais convolucionais e ampliação de dados para detecção de antracnose em folhas de feijoeiro. 2021. Dissertação (Mestrado em Computação Aplicada) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2021.
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
URI: http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/3432
Issue Date: 26-Feb-2021
Appears in Collections:Programa de Pós Graduação Computação Aplicada

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