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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39927| Título: | Classificação multirrótulo de sementes de soja utilizando técnicas de aprendizado de máquina: uma abordagem com rótulos suaves e fusão de características |
| Título(s) alternativo(s): | Multi-label classification of soybean seeds using machine learning techniques |
| Autor(es): | Silva Filho, Rubens Antônio da |
| Orientador(es): | Foleis, Juliano Henrique |
| Palavras-chave: | Soja Aprendizado do computador Agricultura de precisão Sementes - Qualidade Soybean Machine learning Precision farming Seeds - Quality |
| Data do documento: | 27-Jun-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Campo Mourao |
| Citação: | SILVA FILHO, Rubens Antônio da. Classificação multirrótulo de sementes de soja utilizando técnicas de aprendizado de máquina: uma abordagem com rótulos suaves e fusão de características. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Campo Mourão, 2025. |
| Resumo: | Este trabalho investigou a eficácia de técnicas de aprendizado de máquina para classificação multirrótulo de sementes de soja, utilizando o conjunto de dados desenvolvido no TCC I. Os experimentos realizados demonstraram a viabilidade e as vantagens da abordagem multirrótulo para a avaliação da qualidade de sementes, contribuindo significativamente para o avanço da agricultura de precisão. Os resultados confirmaram empiricamente que aproximadamente 65% das imagens das sementes apresentam múltiplas características simultaneamente, validando a relevância da classificação multirrótulo em contraposição aos métodos tradicionais de rótulo único. A estratégia de Rótulos Suaves demonstrou superioridade consistente, alcançando Mean Average Precision (MAP) de 93,74% com Support Vector Regression (SVR). A fusão por média das características extraídas do Vision Transformer (ViT-Base) provou ser a estratégia mais eficaz, combinando múltiplas orientações de cada semente para uma avaliação mais completa. Esta técnica reduziu o Erro Quadrático Médio (MSE) em 54,1% comparado à análise de imagens individuais. O SRV demonstrou superioridade consistente sobre o k-Nearest Neighbors (KNN), com MAP 7,4 superior e MSE 25,4% menor, evidenciando melhor capacidade de modelagem das relações complexas entre características visuais e classificações multirrótulo. A pesquisa alcançou os objetivos propostos, gerando contribuições relevantes tanto para a comunidade científica quanto para aplicações práticas na agricultura. |
| Abstract: | This work investigated the effectiveness of machine learning techniques for multi-label classification of soybean seeds using the dataset developed in TCC I. the experiments demonstrated the viability and advantages of the multi-label approach for automated seed quality assessment, significantly contributing to precision agriculture advancement. The research achieved its proposed objectives, generating relevant contributions for both the scientific community and practical agricultural applications. The results empirically confirmed that approximately 65% of seed images present multiple characteristics simultaneously, validating the relevance of multi-label classification in contrast to traditional single-label methods. The Soft Labels (%) strategy demonstrated consistent superiority, achieving Mean Average Precision (MAP) of 93.74% with Support Vector Regression (SVR). Feature fusion by averaging extracted from Vision Transformer (ViT-Base) proved to be the most effective strategy, combining multiple orientations of each seed for a more complete evaluation. This technique reduced the Mean Squared Error (MSE) by 54.1% compared to individual image analysis. SRV demonstrated consistent superiority over k-Nearest Neighbors (KNN), with 7.4% higher MAP and 25.4% lower MSE, evidencing better capability for modeling complex relationships between visual characteristics and multi-label classifications. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/39927 |
| Aparece nas coleções: | CM - Ciência da Computação |
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