Desenvolvimento e utilização de um novo sistema submersível de imageamento e visão computacional para o estudo da dinâmica de partículas e organismos planctônicos na Enseada do Flamengo, Ubatuba (SP)

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Gomes, Alessandra Colombo Simões
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Automatic Classification; Classificação automática; Imaging; Optical System; Particles; Partículas; Plâncton; Plankton; Sistemas ópticos; Ubatuba
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/21/21134/tde-12022019-160230/

Neste trabalho foi desenvolvida uma instrumentação óptica in-line para filmagem de partículas in situ, utilizando a técnica de sombreamento, acompanhada de softwares para processamento das imagens. As novas ferramentas foram implementadas e foi conduzido um estudo de caso para a avaliação da dinâmica de partículas e suas forçantes ambientais em uma região costeira de Ubatuba. O sistema com 4 sensores acoplados, adquiriu dados oceanográficos e de imagens a cada 40 minutos, no período entre 20 de fevereiro e 7 de junho de 2017. Dados metereológicos adicionais foram obtidos para análises correlativas. Testes com os softwares de visão computacional estabeleceram o uso dos filtros de tamanho entre 500 e 16300 pixels e contraste maior que 50% para segmentação das Regiões de Interesse (ROIs). Os testes também indicaram a melhor performance do algoritmo de segmentação ModeValue e de uma base de treinamento composta por 9 classes com 300 organismos cada para a classificação automática. Devido à baixa acurácia obtida na etapa de classificação automática de imagens desconhecidas de organismos (27%), os objetos foram analisados nesse estudo como partículas, divididos de acordo com o tamanho de seu eixo maior em três ranges (<385 μm; 385-620 μm; >620μm). A análise das partículas, por questões estatísticas, considerou o maior intervalo de amostragens contínuas da série, de 5 de abril a 7 de maio de 2017. Primeiramente a série de cada variável foi decomposta em componentes harmônicas, com base na análise de Fourier, visando detectar padrões recorrentes e, em seguida, as variáveis com picos de densidade espectral mais expressivos em frequências da ordem de uma semana e de um dia foram comparadas por meio da coerência quadrada. As partículas menores, do range 1, foram as que melhor representaram a abundância total e os maiores valores de coerência foram entre as variáveis com período característico de um dia. A instrumentação implementada e testada ao longo de cerca de 3 meses possibilitou a aquisição de imagens de qualidade e de resultados iniciais úteis para o aprimoramento do sistema, visando instalações futuras de longo prazo em ambientes costeiros.