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Tipo: Dissertação
metadata.dc.title: Um estudo sobre modelos de redes neurais para identificação de estresse em vocalizações de gado bovino
Autor(es): Paiva, Bryan Teixeira
Primeiro Orientador: Ferreira, Ana Paula Lüdtke
Coorientador: Perez, Naylor Bastiani
1° Membro da banca: Ferreira, Ana Paula Lüdtke
2° Membro da banca: Silveira, Isabella Dias Barbosa
3° Membro da banca: Schramm, Rodrigo
4° Membro da banca: Osório, Fernando Santos
Resumo: A pecuária bovina de corte desempenha um papel fundamental na economia brasileira, sendo uma das principais fontes de renda do país. Durante as várias etapas da produção, como procedimentos veterinários, pesagens e transporte, os animais são frequentemente submetidos a diferentes níveis de manejo, cada um com seu potencial de causar estresse nos animais. O estresse desenvolvido pelos animais pode ter um impacto significativo nas propriedades da carne, desde a redução da sua qualidade até torná-la inadequada para o consumo humano. Adicionalmente, um manejo mal conduzido pode resultar em lesões nos animais, que variam de leves hematomas a situações que levam à morte do animal, resultando em perdas econômicas para produtores e frigoríficos, além do sofrimento dos próprios animais. O objetivo deste trabalho foi de avaliar diferentes abordagens para a identificação da ocorrência de estresse nos animais por meio dos sons emitidos durante o manejo. A avaliação foi desenvolvida de duas formas: (i) a implementação de diferentes arquiteturas de redes neurais, incluindo MLP (Multilayer Perceptron), LSMT (Long Short-Term Memory) e CNN (Convolutional Neural Network), utilizando MFCC (Mel Frequency Cepstral Coefficients) para extração das características acústicas e (ii) a análise estatística de parâmetros acústicos de vocalizações, como a frequência fundamental (F0), os formantes do espectro (F1 - F4), jitter, shimmer, harmonia e intensidade. Os resultados obtidos revelaram que as redes neurais convolucionais atingiram melhores taxas de classificação de estresse (F1-score = 98,76%), seguidas pelas redes MLP (F1 = 90,07%) e LSTM (F1 = 85,61%). Na análise acústica observou-se diferenças significativas (p < 0,001) entre os parâmetros das vocalizações de estresse e não estresse em grande parte dos casos, reforçando a viabilidade de utilizar características acústicas para identificar o estado emocional dos animais durante o manejo.
Abstract: Beef cattle farming plays a fundamental role in the Brazilian economy, being one of the main sources of income for the country. During various stages of production, such as veterinary procedures, weighing, and transportation, animals are often subjected to different levels of handling, each with its potential to cause stress in the animals. Stress developed by the animals can have a significant impact on the properties of the meat, ranging from reducing its quality to making it unsuitable for human consumption. Additionally, poorly conducted handling can result in injuries to the animals, ranging from minor bruises to situations that lead to the death of the animal, resulting in economic losses for producers and slaughterhouses, as well as the suffering of the animals themselves. The aim of this study was to evaluate different approaches to identifying the occurrence of stress in animals through the sounds emitted during handling. The evaluation was carried out in two ways: (i) the implementation of different neural network architectures, including MLP (Multilayer Perceptron), LSMT (Long Short-Term Memory), and CNN (Convolutional Neural Network), using MFCC (Mel Frequency Cepstral Coefficients) for acoustic feature extraction, and (ii) the statistical analysis of acoustic parameters of vocalizations, such as fundamental frequency (F0), spectral formants (F1 - F4), jitter, shimmer, harmonicity and intensity. The results showed that convolutional neural networks achieved better stress classification rates (F1-score = 98.76%), followed by MLP networks (F1-score = 90.07%) and LSTM (F1-score = 85.61%). In the acoustic analysis, significant differences (p < 0.001) were observed between the parameters of stress and non-stress vocalizations in most cases, reinforcing the feasibility of using acoustic characteristics to identify the emotional state of animals during handling.
metadata.dc.subject: Análise acústica
Bem-estar animal
Pecuária de precisão
Redes neurais artificiais
Acoustic analysis
Animal welfare
Artificial neural networks
Precision livestock farming
CNPQ: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
metadata.dc.publisher: Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Bagé
Curso: Mestrado Acadêmico em Computação Aplicada
metadata.dc.identifier.citation: PAIVA, Bryan Teixeira. Um estudo sobre modelos de redes neurais para identificação de estresse em vocalizações de gado bovino. 2024. 125f. Dissertação (Mestrado em Computação Aplicada) – Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Bagé, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.identifier.uri: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/9731
metadata.dc.date.issued: 15-Mar-2024
???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.appears???Mestrado em Computação Aplicada

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