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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41230| Título: | Análise comparativa entre GANs e modelos de difusão para geração de imagens sintéticas |
| Título(s) alternativo(s): | Comparative analysis between GANs and diffusion models for generating synthetic images |
| Autor(es): | Macedo, João Vitor Brandão |
| Orientador(es): | Paula Filho, Pedro Luiz de |
| Palavras-chave: | Redes neurais (Computação) Imagens como recursos de informação Processamento eletrônico de dados Neural networks (Computer science) Pictures as information resources Electronic data processing |
| Data do documento: | 26-Jun-2025 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Medianeira |
| Citação: | MACEDO, João Vitor Brandão. Análise comparativa entre GANs e modelos de difusão para geração de imagens sintéticas. 2026. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Medianeira, 2025. |
| Resumo: | Este trabalho dá continuidade a uma pesquisa anterior voltada ao uso de dados sintéticos para o reconhecimento de espécies arbóreas. A proposta visa investigar o impacto de imagens arti ficiais geradas por modelos de redes neurais generativas na acurácia de classificadores, com foco específico em StyleGAN3 e ADM-G, representando abordagens baseadas em Generative Adversarial Networks (GANs) e modelos de difusão, respectivamente. A justificativa do estudo está na dificuldade de obtenção de grandes volumes de imagens reais de qualidade, espe cialmente em contextos ambientais, onde o acesso ao material visual é limitado e sujeito a variações naturais. O principal objetivo é avaliar se a inclusão de imagens sintéticas pode con tribuir positivamente no desempenho de modelos de classificação, comparando os resultados obtidos com imagens reais, artificiais e conjuntos mistos. A metodologia envolveu a coleta de imagens reais de três espécies de árvores, a geração de imagens sintéticas por meio dos dois modelos generativos e o treinamento de classificadores baseados em You Only Look Once, version 8 (YOLOv8) para cada conjunto. A avaliação foi realizada por meio de métricas como acurácia, precisão, recall e F1-score, além do cálculo de Fréchet Inception Distance (FID) e Inception Score (IS) para mensurar a qualidade das imagens geradas. Os resultados indicaram que, embora haja diferenças entre os modelos em termos de fidelidade visual e desempenho dos classificadores, a combinação de imagens reais e sintéticas proporcionou uma melhoria sig nificativa em cenários com dados limitados. Além disso, foram observadas diferenças entre os modelos generativos, com o StyleGAN3 apresentando maior qualidade visual em determinados aspectos e o ADM-G demonstrando maior estabilidade de geração. Conclui-se que o uso de imagens artificiais é uma estratégia promissora para suprir a escassez de dados em tarefas de reconhecimento de espécies, especialmente quando combinadas com dados reais, contribuindo para classificadores mais robustos e generalizáveis. |
| Abstract: | This work continues a previous study focused on the use of synthetic data for tree species recog nition. The aim is to investigate the impact of artificially generated images by neural generative models on the accuracy of classifiers, specifically using StyleGAN3 and ADM-G, which repre sent GAN-based and diffusion-based approaches, respectively. The study is justified by the diffi culty of obtaining large volumes of high-quality real images, especially in environmental contexts where access to visual material is limited and subject to natural variability. The main objective is to assess whether the inclusion of synthetic images can positively influence classification perfor mance, by comparing results obtained with real, artificial, and mixed datasets. The methodology involved collecting real images of three tree species, generating synthetic images using both generative models, and training YOLOv8-based classifiers for each dataset. Evaluation was per formed using metrics such as accuracy, precision, recall, and F1-score, as well as FID and IS to measure the quality of the generated images. The results showed that, although there are diffe rences in visual fidelity and classifier performance between the models, the combination of real and synthetic images significantly improved performance in data-scarce scenarios. Additionally, differences were observed between the generative models, with StyleGAN3 showing higher vi sual quality in some aspects, and ADM-G demonstrating more stable image generation. It is concluded that the use of synthetic images is a promising strategy to address data scarcity in species recognition tasks, especially when combined with real data, contributing to more robust and generalizable classifiers. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/41230 |
| Aparece nas coleções: | MD - Ciência da Computação |
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