Dissertação
Identificação de espécies de plantas utilizando autoencoder convolucional e aprendizagem não supervisionada
Registro en:
PRESNER, Diego Henrique. Identificação de espécies de plantas utilizando autoencoder convolucional e aprendizagem não supervisionada. 2022. Dissertação (Mestrado em Computação Aplicada) - Universidade de Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2022.
Autor
Presner, Diego Henrique
Institución
Resumen
Plants play a fundamental role in the existence of life on planet Earth, as they convert
carbon dioxide (CO2) into oxygen (O2) and serve as food for most living beings, in
addition to being used by various industrial segments. The importance of works in the
research line of identification/classification of plant species is due to the vast
biodiversity, in which many of these are at risk of extinction or even have not been
scientifically cataloged/discovered. Still, there is the difficulty of performing the
classification tasks manually. Studies show that the automated form of classification
has been efficient, its processes demand less time and amount of work for the
researcher, thus obtaining good results in the classification and labeling of botanical
species. In this paper, an artificial neural network known as auto-encoder was used,
specifically the convolutional auto-encoder, which employs the unsupervised/selftaught learning method, using unlabeled databases, as these are easier to be found
digitally, to perform the training of computational models with images from a different
domain and belonging to the same domain. Afterwards, the trained models were used
to generate representations of different characteristics of the Flavia, Leafsnap and
PlantCLEF2015 bases, which were used to train classifiers of the SVM type,
individually reaching hit rates of up to 95,00%. Combination methods of classifiers
were also used, showing themselves capable of achieving results that are competitive
with those presented in the state of the art. As plantas possuem um papel fundamental para a existência de vida no planeta Terra,
pois elas convertem gás carbônico (CO2) em oxigênio (O2) e servem de alimento para
grande parte dos seres vivos, além de serem utilizadas por diversos segmentos
industriais. A importância de trabalhos na linha de pesquisa de
identificação/classificação de espécies de plantas, deve-se à vasta biodiversidade, em
que muitas destas sofrem risco de extinção ou até mesmo não foram
catalogadas/descobertas cientificamente. Ainda, existe a dificuldade de realizar as
tarefas de classificação de forma manual (humana). Estudos apontam que a forma
automatizada de classificação tem sido eficiente, seus processos demandam menor
tempo e quantidade de trabalho ao pesquisador, obtendo assim bons resultados na
classificação e rotulação de espécies botânicas. Neste trabalho foi utilizada uma rede
neural artificial conhecida como auto-encoder, em específico o auto-encoder
convolucional, que emprega o método de aprendizagem não
supervisionada/autodidata, utilizando as bases não rotuladas, pois estas são mais
fáceis de serem encontradas digitalmente, para realizar o treinamento dos modelos
computacionais com imagens de um domínio diferente e pertencentes ao mesmo
domínio. Posteriormente os modelos treinados foram utilizados para gerar
representações de características diferentes das bases Flavia, Leafsnap e
PlantCLEF2015, estas sendo utilizadas para treinar classificadores do tipo SVM,
individualmente alcançando taxas de acerto de até 95,00 %. Métodos de combinação
de classificadores também foram utilizados, mostrando-se capazes de atingir
resultados competitivos com os apresentados no estado da arte.