Aplicação de Deep Learning na classificação de tábuas de madeira por meio de análise de imagens digitais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gomes, Roger Cristhian
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/182529
Resumo: O setor madeireiro e toda sua cadeia produtiva possuem grande força e importância para a economia brasileira, representando 1,5% do produto interno bruto nacional em 2016. Toda madeira serrada deveria, idealmente, ser submetida a uma classificação para definição mais precisa do seu destino e justa de seu valor comercial. Quando essa madeira serrada é destinada ao exterior, a classificação é, na maioria das vezes, obrigatória. Nas serrarias do país que em sua maioria são pequenas e pouco automatizadas, a classificação é normalmente feita por visão humana, ou seja, um profissional faz a análise visual de cada peça e a classifica segundo algum critério. Como em todo processo que envolve capacidade humana, o erro é inerente e, nesse caso, elevado, em torno de 52%, segundo a literatura. Dada a importância do setor, a demanda de matéria prima e a necessidade crescente dessa classificação, é extremamente justificável que esse processo seja aperfeiçoado. A alternativa é a automatização, visando sobretudo o aumento no acerto dessa classificação. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo de redes neurais artificiais usando Deep Learning (DL) para a classificação automatizada de madeiras serradas de Pinus, seguindo as recomendações das normas da ABNT. O modelo aplicou Redes Neurais Convolucionais (Convolutional Neural Network - CNN), técnica muito estudada recentemente e promissora em diversas áreas, principalmente no processamento de imagens digitais e visão de máquina. Foram experimentados vários modelos, sendo o de melhor performance com acurácia de 97,50%. Comparando com outras pesquisas na mesma área concluiu-se que DL com CNN produz resultados aceitáveis na classificação de tábuas, mesmo com poucas imagens (284), diferença na variedade do Pinus (elliottii e taeda) e apresentação (madeira verde ou seca, aplainada ou não).
id UNSP_c07f145c98d9bcd9abd5de15c4adc1fa
oai_identifier_str oai:repositorio.unesp.br:11449/182529
network_acronym_str UNSP
network_name_str Repositório Institucional da UNESP
repository_id_str 2946
spelling Aplicação de Deep Learning na classificação de tábuas de madeira por meio de análise de imagens digitaisApplication of Deep Learning in the classification of tables of madeira by means of digital image analysisAprendizado profundoAutomatizaçãoPinusRedes Neurais ConvolucionaisAutomationConvolutional Neural NetworksDeep learningPinusO setor madeireiro e toda sua cadeia produtiva possuem grande força e importância para a economia brasileira, representando 1,5% do produto interno bruto nacional em 2016. Toda madeira serrada deveria, idealmente, ser submetida a uma classificação para definição mais precisa do seu destino e justa de seu valor comercial. Quando essa madeira serrada é destinada ao exterior, a classificação é, na maioria das vezes, obrigatória. Nas serrarias do país que em sua maioria são pequenas e pouco automatizadas, a classificação é normalmente feita por visão humana, ou seja, um profissional faz a análise visual de cada peça e a classifica segundo algum critério. Como em todo processo que envolve capacidade humana, o erro é inerente e, nesse caso, elevado, em torno de 52%, segundo a literatura. Dada a importância do setor, a demanda de matéria prima e a necessidade crescente dessa classificação, é extremamente justificável que esse processo seja aperfeiçoado. A alternativa é a automatização, visando sobretudo o aumento no acerto dessa classificação. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo de redes neurais artificiais usando Deep Learning (DL) para a classificação automatizada de madeiras serradas de Pinus, seguindo as recomendações das normas da ABNT. O modelo aplicou Redes Neurais Convolucionais (Convolutional Neural Network - CNN), técnica muito estudada recentemente e promissora em diversas áreas, principalmente no processamento de imagens digitais e visão de máquina. Foram experimentados vários modelos, sendo o de melhor performance com acurácia de 97,50%. Comparando com outras pesquisas na mesma área concluiu-se que DL com CNN produz resultados aceitáveis na classificação de tábuas, mesmo com poucas imagens (284), diferença na variedade do Pinus (elliottii e taeda) e apresentação (madeira verde ou seca, aplainada ou não).The timber sector and its entire production chain have great strength and importance for the Brazilian economy, representing 1.5% of the national gross domestic product in 2016. All lumber should ideally be subjected to a classification for a more precise definition of its destination and fairness of its commercial value. When this lumber is destined to the outside, classification is, in most cases, mandatory. In the country sawmills that are mostly small and little automated, the classification is usually done by human vision, that is, a professional makes the visual analysis of each piece and classifies it according to some criterion. As in any process involving human capacity, the error is inherent and, in this case, high, around 52%, according to the literature. Given the importance of the industry, the demand for raw materials and the growing need for such classification, it is extremely justifiable that this process is improved. The alternative is automation, aiming in particular to increase the accuracy of this classification. The objective of this work was to develop a model of artificial neural networks using Deep Learning (DL) for the automated classification of Pinus sawn timber, following the recommendations of ABNT standards. The model applied Convolutional Neural Network (CNN), a very recently studied and promising technique in several areas, mainly in digital image processing and machine vision. Several models were tried, being the one of better performance with accuracy of 97.50%. It was concluded that DL with CNN produces acceptable results in the classification of boards, even with few images (284), difference in the Pinus variety (elliottii and taeda) and presentation (green or dry wood, planed or not).Universidade Estadual Paulista (Unesp)Ballarin, Adriano WagnerAlmeida, Osvaldo César Pinheiro deUniversidade Estadual Paulista (Unesp)Gomes, Roger Cristhian2019-07-15T11:31:16Z2019-07-15T11:31:16Z2019-05-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11449/18252900091847633004064021P752133151997352110000-0002-1517-739Xporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESP2024-05-02T20:25:41Zoai:repositorio.unesp.br:11449/182529Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462024-08-06T00:02:57.622185Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
dc.title.none.fl_str_mv Aplicação de Deep Learning na classificação de tábuas de madeira por meio de análise de imagens digitais
Application of Deep Learning in the classification of tables of madeira by means of digital image analysis
title Aplicação de Deep Learning na classificação de tábuas de madeira por meio de análise de imagens digitais
spellingShingle Aplicação de Deep Learning na classificação de tábuas de madeira por meio de análise de imagens digitais
Gomes, Roger Cristhian
Aprendizado profundo
Automatização
Pinus
Redes Neurais Convolucionais
Automation
Convolutional Neural Networks
Deep learning
Pinus
title_short Aplicação de Deep Learning na classificação de tábuas de madeira por meio de análise de imagens digitais
title_full Aplicação de Deep Learning na classificação de tábuas de madeira por meio de análise de imagens digitais
title_fullStr Aplicação de Deep Learning na classificação de tábuas de madeira por meio de análise de imagens digitais
title_full_unstemmed Aplicação de Deep Learning na classificação de tábuas de madeira por meio de análise de imagens digitais
title_sort Aplicação de Deep Learning na classificação de tábuas de madeira por meio de análise de imagens digitais
author Gomes, Roger Cristhian
author_facet Gomes, Roger Cristhian
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ballarin, Adriano Wagner
Almeida, Osvaldo César Pinheiro de
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.contributor.author.fl_str_mv Gomes, Roger Cristhian
dc.subject.por.fl_str_mv Aprendizado profundo
Automatização
Pinus
Redes Neurais Convolucionais
Automation
Convolutional Neural Networks
Deep learning
Pinus
topic Aprendizado profundo
Automatização
Pinus
Redes Neurais Convolucionais
Automation
Convolutional Neural Networks
Deep learning
Pinus
description O setor madeireiro e toda sua cadeia produtiva possuem grande força e importância para a economia brasileira, representando 1,5% do produto interno bruto nacional em 2016. Toda madeira serrada deveria, idealmente, ser submetida a uma classificação para definição mais precisa do seu destino e justa de seu valor comercial. Quando essa madeira serrada é destinada ao exterior, a classificação é, na maioria das vezes, obrigatória. Nas serrarias do país que em sua maioria são pequenas e pouco automatizadas, a classificação é normalmente feita por visão humana, ou seja, um profissional faz a análise visual de cada peça e a classifica segundo algum critério. Como em todo processo que envolve capacidade humana, o erro é inerente e, nesse caso, elevado, em torno de 52%, segundo a literatura. Dada a importância do setor, a demanda de matéria prima e a necessidade crescente dessa classificação, é extremamente justificável que esse processo seja aperfeiçoado. A alternativa é a automatização, visando sobretudo o aumento no acerto dessa classificação. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um modelo de redes neurais artificiais usando Deep Learning (DL) para a classificação automatizada de madeiras serradas de Pinus, seguindo as recomendações das normas da ABNT. O modelo aplicou Redes Neurais Convolucionais (Convolutional Neural Network - CNN), técnica muito estudada recentemente e promissora em diversas áreas, principalmente no processamento de imagens digitais e visão de máquina. Foram experimentados vários modelos, sendo o de melhor performance com acurácia de 97,50%. Comparando com outras pesquisas na mesma área concluiu-se que DL com CNN produz resultados aceitáveis na classificação de tábuas, mesmo com poucas imagens (284), diferença na variedade do Pinus (elliottii e taeda) e apresentação (madeira verde ou seca, aplainada ou não).
publishDate 2019
dc.date.none.fl_str_mv 2019-07-15T11:31:16Z
2019-07-15T11:31:16Z
2019-05-31
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11449/182529
000918476
33004064021P7
5213315199735211
0000-0002-1517-739X
url http://hdl.handle.net/11449/182529
identifier_str_mv 000918476
33004064021P7
5213315199735211
0000-0002-1517-739X
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 Estadual Paulista (Unesp)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UNESP
instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
instname_str Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron_str UNESP
institution UNESP
reponame_str Repositório Institucional da UNESP
collection Repositório Institucional da UNESP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808129576714371072