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Tipo: Dissertação
metadata.dc.title: Investigando técnicas de processamento de imagens com IA na detecção de ferrugem em folhas de soja
Autor(es): Trindade, Luiz Daniel Garay
Primeiro Orientador: Basso, Fábio Paulo
Coorientador: Welfer, Daniel
Resumo: Com o aumento da população mundial, se faz necessário o aumento da produção agrícola. Uma vez que um dos problemas enfrentados pelos agricultores são as pragas e as doenças nas culturas, as quais podem causar grandes danos às lavouras, o desenvolvimento de tecnologias que minimizem as perdas é essencial para o aumento da produtividade. Algumas destas tecnologias zelam pelo meio ambiente, e dentre elas destacam-se as que são construídas para a detecção automática e precoce de doenças por meio de Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs) em conjunto com métodos computacionais de aprendizado profundo. A literatura da área carece de estudos comparativos de tais métodos. O objetivo principal deste estudo foi investigar a acurácia e a eficiência de três métodos computacionais, implementados sob a forma de técnicas de processamento de imagens e arquiteturas de redes neurais, no problema da detecção de ferrugem em folhas de soja. Para mapear os métodos aplicáveis ao problema, executou-se uma revisão sistemática de literatura, caracterizando técnicas de detecção de doenças em plantas e gerando um conjunto de informações importantes que estabeleceram a base inicial da pesquisa pela seleção de três métodos para o treinamento de Redes Neurais Convolucionais (RNCs): Imagens na Íntegra, SLIC e augmentor. Os métodos foram testados e comparados, gerando resultados bastante motivadores que comprovam a eficiência do uso de técnicas de aumento de dados de imagens como uma etapa importante de pré-processamento. Como conclusão, os estudos realizados apontam o método augmentor como o que apresenta melhores resultados de pré-processamento, sendo, portanto, o algoritmo mais interessante para o treinamento de RNCs quando aplicadas na detecção precoce de ferrugem em folhas do soja. Além disso, também apresenta-se um leque de novas possibilidades de pesquisa que podem ser aplicadas à agricultura inteligente e de precisão. Palavras-chave: Agricultura de precisão. Agricultura Inteligente. Aprendizado de Máquina.Deep Learning. Processamento de imagens. Redes Neurais Convolucionais.
Abstract: With the increase in world population, it is necessary to increase agricultural production. Since one of the problems faced to faced by farmers are pests and diseases in crops, which can cause larges damage to crops, the development of technologies that minimize losses is essential to increase productivity. Some of these technologies care for the environment, and among them stand out as they are built for the automatic and early detection of diseases through Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in conjunction with a computational method of deep learning. The literature in the area lacks comparative studies of such methods. The main objective of this study was to investigate the accuracy and efficiency of three computational methods, implemented in the form of image processing techniques and neural network architectures, without rust detection problems in soybean leaves. To map the methods applicable to the problem, we perform a systematic literature review. We characterize techniques for detecting diseases in plants and generate a set of important information that established an initial basis for research by selecting three methods for training Convolutional Neural Networks (CNNs): Original Imagens, SLIC, and Augmentor. The methods were tested and compared, generating quite motivating results that prove the efficiency of using image data augmentation techniques as an essential preprocessing step. In conclusion, the studies carried out point to the Augmentor method as the one with the best pre-processing results, being, therefore, the most interesting algorithm for training CNNs when applied in the early detection of soybean leaf rust. In addition, there is also a range of new research possibilities that can be applied to smart farming and precision agriculture. Key-words: Precision agriculture. Smart Agriculture. Machine Learning. Detection of Diseases. Deep Learning. Image processing. Convolutional Neural Networks.
metadata.dc.subject: Engenharia de software
Agricultura de precisão
Aprendizado do computador
Processamento de imagens
Redes neurais (Computação)
Software Engineering
Precision agriculture
Machine learning
Image processing
Neural networks (Computer science)
CNPQ: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
metadata.dc.publisher: Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Alegrete
Curso: Mestrado Profissional em Engenharia de Software
metadata.dc.identifier.citation: TRINDADE, Luiz Daniel Garay. Investigando técnicas de processamento de imagens com IA na detecção de ferrugem em folhas de soja. Orientador: Fábio Paulo Basso. 2021. 109p. Dissertação (Mestrado Profissional em Engenharia de Software) - Universidade Federal do Pampa, Campus Alegrete, Alegrete, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.identifier.uri: https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/6751
metadata.dc.date.issued: 30-Aug-2021
???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.appears???Mestrado Profissional em Engenharia de Software

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Luiz Daniel Garay Trindade - 2021.pdf13.63 MBAdobe PDF???org.dspace.app.webui.jsptag.ItemTag.view???


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