A biodiversidade das espécies existentes no riquíssimo reino vegetal, tornam os modelos tradicionais de taxonomia uma tarefa muito complexa e morosa, na qual o processo de classificação é tradicionalmente realizado manualmente. As dificuldades presentes nesse processo implicam na existência de poucas pesquisas de classificação vegetal utilizando métodos matemáticos e computacionais. Desta forma, visando contribuir com as técnicas de taxonomia já desenvolvidas, este estudo objetiva desenvolver e testar uma metodologia computacional de identificação de espécies vegetais por meio da análise da textura foliar. Motivado pelo projeto TreeVis, este trabalho realiza uma revisão dos métodos utilizados para análise de textura em imagens digitais (foco concentrado em extração de características e classificação), investigando a aplicabilidade de métodos tradicionais como matrizes de coocorrência, técnicas estado da arte como Gabor wavelets e também de novos e promissoras técnicas de análise de textura, como a dimensão fractal volumétrica. No contexto de classificação investiga-se métodos para reconhecimento de padrões lineares com base em análise de dados multivariados, não lineares com base na teoria das Redes Neurais Artificiais e métodos simples para combinação de diferentes classificadores (comitê de máquinas). Apesar da alta similaridade entre classes e similaridade intraclasses não adequada, os resultados alcançados mostraram-se excelentes. A melhor estratégia de classificação, utilizando comitê de máquinas com descritores de Gabor wavelets/cor e dimensão fractal volumétrica/cor, obteve uma probabilidade de acerto global de 96:32% nas 40 classes estudadas. Esse resultado demonstra como os métodos computacionais de análise de imagens, em especial análise de textura, podem contribuir facilitando e agilizando a tarefa de identificação de espécies vegetais / Biodiversity of species existing in the plant kingdom make the use of traditional models of taxonomy, a process of classification traditionally performed manually, a very complex and time-consuming task. Most of difficulties in that process result from the existence of few researches on plant classification using mathematical and computational methods. In this way, to contribute with the taxonomy techniques already developed, this study aims to develop and test a computational method for identifying plant species by leaf texture analysis. Motivated by the TreeVis project, this work is a comprehensive revision of texture analysis methods used in digital images (focus concentrated in features extraction and classification). This study investigates the applicability of traditional methods such as co-occurrence matrix, state of the art techniques as Gabor wavelets, and new and promising texture analysis methods, such as volumetric fractal dimension. In classification context is investigated methods of pattern recognition based on multivariate data analysis, artificial neural networks and committee machines. Although leaf classes present high similarity between classes and not appropriate similarity intraclasses, the results obtained are excellent. The best strategy for classification, using committee machines with descriptors of Gabor wavelets/color and volumetric fractal dimension/color, yielded a high probability of success, 96:32% in 40 classes studied. This result demonstrates how computational methods of images analysis, in particular texture analysis, can contribute and make more easier and faster the task of identifying plant species
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-04032009-101456 |
| Date | 24 October 2008 |
| Creators | Casanova, Dalcimar |
| Contributors | Bruno, Odemir Martinez |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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