Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja
| Ano de defesa: | 2023 |
|---|---|
| Autor(a) principal: | |
| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Cornelio Procopio Brasil Programa de Pós-Graduação em Informática UTFPR |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
|
| Departamento: |
Não Informado pela instituição
|
| País: |
Não Informado pela instituição
|
| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32622 |
Resumo: | Soybean is the most cultivated oilseed in the world, with many varieties, high economic valeu, and higth protein content. Soybean production requires large amounts of nitrogen for the plant’s nutrition. This nutrient can be supplied through chemical fertilizers, which harm the environment. However, the biological nitrogen fixation (BNF) process has effectively increased productivity and minimized environmental impacts. BNFoccurs through the symbiotic association of diazotrophic bacteria in the system of legumes and oilseeds, where root nodules are formed. It is Known that technological advancements have driven the adoption of digital technologies inagriculture to improve efficiency and productivity, reduce environmental impacts, and promote hamn health. Due to its economic importance, soybean cultivation canbenfit from these technologies. This study proposes developing a computational intelligence methodology based on image processing and computer vision to analyze, classify, and automatically detect the root nodules resulting from BNF in soybean crops. In which, a future study, the effectiveness of nidulation can be evaluated, conseidering the quantity of nodules. For this purpose, classical models and convolutional neural networks are adopted for the classification task and computer vision models for nodule detection. The resuls show that traditional models and convolutional neural networks are promising for the classification task. In the detection task, convolutional neural networks demonstrated improved performance. However, there is still room for improvement to enhance nodule detection accurary in soybean cultivar roots. |
| id |
UTFPR-12_89aa763ecf56b79f3e9528bf6984e417 |
|---|---|
| oai_identifier_str |
oai:repositorio.utfpr.edu.br:1/32622 |
| network_acronym_str |
UTFPR-12 |
| network_name_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| repository_id_str |
|
| spelling |
Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de sojaClassification, and automatic detection of nodules in soybean rootsSoja - BiotecnologiaVegetação - ClassificaçãoAgricultura - Aspectos ambientaisSoybean - BiotechnologyVegetation - ClassificationAgriculture - Environmental aspectsCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRACiência da ComputaçãoSoybean is the most cultivated oilseed in the world, with many varieties, high economic valeu, and higth protein content. Soybean production requires large amounts of nitrogen for the plant’s nutrition. This nutrient can be supplied through chemical fertilizers, which harm the environment. However, the biological nitrogen fixation (BNF) process has effectively increased productivity and minimized environmental impacts. BNFoccurs through the symbiotic association of diazotrophic bacteria in the system of legumes and oilseeds, where root nodules are formed. It is Known that technological advancements have driven the adoption of digital technologies inagriculture to improve efficiency and productivity, reduce environmental impacts, and promote hamn health. Due to its economic importance, soybean cultivation canbenfit from these technologies. This study proposes developing a computational intelligence methodology based on image processing and computer vision to analyze, classify, and automatically detect the root nodules resulting from BNF in soybean crops. In which, a future study, the effectiveness of nidulation can be evaluated, conseidering the quantity of nodules. For this purpose, classical models and convolutional neural networks are adopted for the classification task and computer vision models for nodule detection. The resuls show that traditional models and convolutional neural networks are promising for the classification task. In the detection task, convolutional neural networks demonstrated improved performance. However, there is still room for improvement to enhance nodule detection accurary in soybean cultivar roots.A soja é a oleaginosa mais cultivada no mundo, possui grande número de variedades, alto valor econômico e elevado teor proteico. A produção de soja requer grandes quantidades de nitrogênio para a nutrição da planta. O nutriente pode ser fornecido por fertilizantes químicos, prejudicais ao meio ambiente. No entanto, o processo de fixação biológica do nitrogênio (FBN) tem sido uma opção eficaz para aumentar a produtividade e minimizar os impactos ambientais. A FBN ocorre por meio da associação simbiótica de bactérias diazotróficas no sistema radicular de leguminosas e oleaginosas, onde nódulos radiculares são formados. Sabe-se que o avanço tecnológico tem impulsionado a adoção de tecnologias digitais na agricultura visando melhorar a eficiência e a produtividade do cultivo, reduzir impactos ambientais e promover a saúde humana. A sojicultura, devido à sua importancia econômica, também pode ser beneficiada por essas tecnologias. Nesse contexto, este trabalho propõe o desenvolvimento de uma metodologia de inteligência computacional baseada em processamento de imagens e visão computacional para analisar, classificar e detectar automaticamente os nódulos radiculares resultantes da FBN na cultura da soja. No qual, em um estudo futuro a eficácia da nodulação em soja poderá ser avaliada, levando em consideração a quantidade de nódulos. Para isso, são adotados modelos clássicos e redes convolucionais para a tarefa de classificação, bem como modelos de visão computacional para deteccção de nódulos. Os resultados obtidos mostram que tanto os modelos tradicionais quanto as redes neurais convolucionais são promissores para a tarefa de classificação. Já na detecção as redes neurais convolucionais demonstraram desempenho aprimorado. No entanto, ainda há espaço para melhorias visando aprimorar a precisão na detecção de nódulos em raízes de cultivares de soja.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCornelio ProcopioBrasilPrograma de Pós-Graduação em InformáticaUTFPRLopes, Fabricio Martinshttps://orcid.org/0000-0002-8786-3313http://lattes.cnpq.br/1660070580824436Saito, Priscila Tiemi Maedahttp://lattes.cnpq.br/6652293216938994Oliveira, Claiton dehttp://lattes.cnpq.br/8851289265109891Lopes, Fabricio Martinshttp://lattes.cnpq.br/1660070580824436Bugatti, Pedro Henriquehttp://lattes.cnpq.br/2177467029991118Saito, Priscila Tiemi Maedahttp://lattes.cnpq.br/6652293216938994Pacanhela, Eber Fabiano2023-10-05T11:05:20Z2023-10-05T11:05:20Z2023-08-09info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfPACANHELA, Eber Fabiano. Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja. 2023. Dissertação (Mestrado em Informática) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2023.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32622porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2023-10-06T06:07:27Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/32622Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2023-10-06T06:07:27Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
| dc.title.none.fl_str_mv |
Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja Classification, and automatic detection of nodules in soybean roots |
| title |
Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja |
| spellingShingle |
Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja Pacanhela, Eber Fabiano Soja - Biotecnologia Vegetação - Classificação Agricultura - Aspectos ambientais Soybean - Biotechnology Vegetation - Classification Agriculture - Environmental aspects CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA Ciência da Computação |
| title_short |
Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja |
| title_full |
Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja |
| title_fullStr |
Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja |
| title_full_unstemmed |
Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja |
| title_sort |
Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja |
| author |
Pacanhela, Eber Fabiano |
| author_facet |
Pacanhela, Eber Fabiano |
| author_role |
author |
| dc.contributor.none.fl_str_mv |
Lopes, Fabricio Martins https://orcid.org/0000-0002-8786-3313 http://lattes.cnpq.br/1660070580824436 Saito, Priscila Tiemi Maeda http://lattes.cnpq.br/6652293216938994 Oliveira, Claiton de http://lattes.cnpq.br/8851289265109891 Lopes, Fabricio Martins http://lattes.cnpq.br/1660070580824436 Bugatti, Pedro Henrique http://lattes.cnpq.br/2177467029991118 Saito, Priscila Tiemi Maeda http://lattes.cnpq.br/6652293216938994 |
| dc.contributor.author.fl_str_mv |
Pacanhela, Eber Fabiano |
| dc.subject.por.fl_str_mv |
Soja - Biotecnologia Vegetação - Classificação Agricultura - Aspectos ambientais Soybean - Biotechnology Vegetation - Classification Agriculture - Environmental aspects CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA Ciência da Computação |
| topic |
Soja - Biotecnologia Vegetação - Classificação Agricultura - Aspectos ambientais Soybean - Biotechnology Vegetation - Classification Agriculture - Environmental aspects CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA Ciência da Computação |
| description |
Soybean is the most cultivated oilseed in the world, with many varieties, high economic valeu, and higth protein content. Soybean production requires large amounts of nitrogen for the plant’s nutrition. This nutrient can be supplied through chemical fertilizers, which harm the environment. However, the biological nitrogen fixation (BNF) process has effectively increased productivity and minimized environmental impacts. BNFoccurs through the symbiotic association of diazotrophic bacteria in the system of legumes and oilseeds, where root nodules are formed. It is Known that technological advancements have driven the adoption of digital technologies inagriculture to improve efficiency and productivity, reduce environmental impacts, and promote hamn health. Due to its economic importance, soybean cultivation canbenfit from these technologies. This study proposes developing a computational intelligence methodology based on image processing and computer vision to analyze, classify, and automatically detect the root nodules resulting from BNF in soybean crops. In which, a future study, the effectiveness of nidulation can be evaluated, conseidering the quantity of nodules. For this purpose, classical models and convolutional neural networks are adopted for the classification task and computer vision models for nodule detection. The resuls show that traditional models and convolutional neural networks are promising for the classification task. In the detection task, convolutional neural networks demonstrated improved performance. However, there is still room for improvement to enhance nodule detection accurary in soybean cultivar roots. |
| publishDate |
2023 |
| dc.date.none.fl_str_mv |
2023-10-05T11:05:20Z 2023-10-05T11:05:20Z 2023-08-09 |
| dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
| dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| format |
masterThesis |
| status_str |
publishedVersion |
| dc.identifier.uri.fl_str_mv |
PACANHELA, Eber Fabiano. Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja. 2023. Dissertação (Mestrado em Informática) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2023. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32622 |
| identifier_str_mv |
PACANHELA, Eber Fabiano. Análise, classificação e detecção automática de nódulos em raízes de cultivares de soja. 2023. Dissertação (Mestrado em Informática) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Cornélio Procópio, 2023. |
| url |
http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/32622 |
| dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
| language |
por |
| dc.rights.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
| eu_rights_str_mv |
openAccess |
| dc.format.none.fl_str_mv |
application/pdf |
| dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio Brasil Programa de Pós-Graduação em Informática UTFPR |
| publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná Cornelio Procopio Brasil Programa de Pós-Graduação em Informática UTFPR |
| dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) instacron:UTFPR |
| instname_str |
Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
| instacron_str |
UTFPR |
| institution |
UTFPR |
| reponame_str |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| collection |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
| repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) |
| repository.mail.fl_str_mv |
riut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.br |
| _version_ |
1850498326291546112 |