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Previous issue date: 2003-12-05 / Foi desenvolvido o software QUANT para processamento, segmentação e mensuração em imagens digitais. Realizaram-se três estudos para avaliar a acurácia e precisão do QUANT. No primeiro estudo, três experimentos foram conduzidos com imagens obtidas por meio de um digitalizador de imagens tipo mesa (scanner). No primeiro, imagens de um disco de metal de 50 cm 2 foram obtidas em diferentes posições no scanner e em seis resoluções (75 a 300 dpi). No segundo experimento foram utilizadas imagens com resolução de 75 a 300 dpi, de oito botões redondos com área conhecida (0,5 a 5,1 cm 2 ), e no terceiro, imagens digitalizadas a 100 e 300 dpi, de 40 diagramas de papel com tamanho aproximado de 50 cm 2 . Cada diagrama apresentava de um a 40 orifícios circulares e de mesmo tamanho. Em todos os três experimentos, as imagens foram processadas pelo software QUANT e as áreas do disco de metal, dos botões, dos diagramas de papel e de seus orifícios foram segmentadas e mensuradas. No primeiro experimento, as áreas foram segmentadas pelo procedimento de intervalo de coordenadas de cores. No segundo e terceiro experimentos, utilizou-se o procedimento de seleção de áreas do QUANT. As áreas também foram mensuradas com o uso do medidor de área da Li-cor® , modelo LI – 3100. No primeiro experimento, o QUANT apresentou acurácia de 98,7% para imagens com 200 dpi e acurácia superior a 99,7% para as imagens nas demais resoluções. No segundo experimento, O QUANT apresentou acurácia superior a 98% e precisão de 99,99%. No terceiro experimento, na estimativa das áreas dos orifícios, o QUANT apresentou acurácia de 98,4% e o medidor de área, 87%. Esses resultados evidenciam que o QUANT possui alto potencial de uso na segmentação e mensuração de áreas em imagens digitais. No segundo estudo, foram avaliadas a acurácia e a precisão do software QUANT na mensuração da área foliar total, da área desfolhada (consumida) e da severidade da desfolha (percentagem da área foliar desfolhada) por besouros crisomelídeos, em 99 folhas de pimentão (Capsicum annuum), usando imagens digitais, com resolução de 100 e 300 dpi. Também foram feitas mensurações com o medidor de área Li-cor® modelo LI-3100, por meio de estimativa visual por seis avaliadores. A área desfolhada também foi estimada por dois avaliadores observando- se as imagens digitais obtidas com papel milimetrado como fundo, por meio de contagem direta de cada quadrado de 1mm 2 de área. A resolução da imagem não afetou as estimativas de área pelo QUANT. As estimativas de área com o uso do QUANT e com o LI-3100 apresentaram concordância de 97,8%, 77,0% e 80,8%, para área foliar, área desfolhada e severidade, respectivamente. Compararam-se as mensurações de área desfolhada do QUANT e do LI-3100 com mensurações realizadas por dois avaliadores, por meio de contagem de quadrículas em papel milimetrado. O QUANT apresentou maior acurácia (89,0 a 93,1%) e precisão (97,0%) que o medidor de área foliar, o qual apresentou acurácia de 86 a 88% e precisão de 77%. Todos os seis avaliadores visuais superestimaram a severidade. Apenas um avaliador apresentou alta acurácia (92%). A precisão dos avaliadores variou de 22,3 a 92,1%. No terceiro estudo, utilizaram-se diferentes procedimentos do software QUANT na mensuração da área foliar total, da área lesionada e da severidade da mancha parda (Cercospora coffeicola) em 58 folhas de cafeeiro (Coffea arabica), usando imagens digitais, com resolução de 150 dpi. A severidade foi estimada visualmente por cinco avaliadores. A área lesionada foi mensurada com o medidor de área Li-cor® modelo LI-3100 e por meio de contagem direta observando-se as imagens digitais obtidas com papel milimetrado como fundo. Para tanto, as lesões foram previamente retiradas da folha com o auxilio de um bisturi. As estimativas de áreas com o procedimento de seleção de áreas com a varinha mágica foi arbitrariamente considerado o padrão do QUANT. Essas estimativas de área foliar apresentaram 99,3% de concordância com as do LI-3100. Nas estimativas das áreas lesionadas, quando comparados com o método do papel milimetrado, o QUANT apresentou acurácia de 97,9% e o LI 3100, de 83,7%. Imagens com contraste previamente alterado, segundo três protocolos, tiveram as áreas foliares estimadas por meio de três procedimentos do QUANT, que quando comparados com o procedimento padrão, apresentaram acurácia de 98,6 a 100% e precisão de 99,99%. Com relação à área lesionada, os procedimentos de limiar preto e branco, função discriminante e redução para 32 cores, apresentaram alta acurácia (96,6 a 99,6%) e precisão (≥ 99,3%). Nas estimativas de severidade o procedimento de redução para 32 cores apresentou acurácia superior a 99%, enquanto as função discriminantes e o intervalo de coordenadas de cores apresentaram acurácia inferior. As estimativas de severidade do QUANT (padrão) não apresentaram boa concordância com as do medidor de área foliar LI-3100. Dos cinco avaliadores que estimaram visualmente a severidade de doença, somente um apresentou acurácia (97%) e precisão (94%) elevadas. Quatro usuários do QUANT estimaram área foliar em 16 folhas, usando o procedimento de seleção de área com a varinha mágica, obtendo acurácia superior a 99%. Três usuários estimaram área lesionada usando este procedimento, e também o procedimento de limiarização, obtendo acurácia entre 96 e 98%. O QUANT disponibiliza vários algoritmos para melhorar o contraste da imagem, Com isso, mesmo os sintomas de doenças onde o sistema visual humano tem dificuldade de distinguir entre área foliar sadia e doente, podem ser quantificados com o uso do QUANT. Propõe-se que o QUANT seja adotado como padrão na mensuração de severidade de doenças de plantas e área foliar injuriada (consumida) por insetos. Palavras-chaves: imagens digitais, fitopatometria, herbivoria. / The software QUANT was developed for processing, segmentation and mensuration in digital images. It was accomplished three set of trials to evaluate the accuracy and precision of the QUANT. In the first trial set, images were obtained through a scanner. In the first trial, images of a steel disk of 50 cm 2 were obtained in different positions on the scanner and with six resolutions (75 to 300 dpi). In the second trial, images of eight round buttons with known area (0.5 to 5.1 cm 2 ) had resolutions from 75 to 300 dpi, and in the third trial, images at 100 and 300 dpi, of 40 diagrams of paper, each having from one to 40 rounded holes. In all trials, the images were processed by the software QUANT and the areas of the metal disk, buttons, diagrams, and of the holes were segmented and measured. In the first trial, the areas were segmented by the procedure of interval of coordinates of colour. In the second and third trials, the procedure for selection of areas was used. The areas were also measured with the area meter Li-cor, model LI-3100. In the first trail, QUANT showed accuracy of 98.7% for images with 200 dpi and 99.7% for others. In the second trial, QUANT showed accuracy of 98%. In the third experiment, in the estimate of the areas of the holes, QUANT showed accuracy of 98.4% and the area meter, 87%. The results have evidenced that the QUANT has high potential for segmentation and mensuration of areas in digital images. In the second trial set, It was evaluated the accuracy and precision of the software QUANT in the mensuration of the foliar area, defoliated area for beetles and of the severity (percentage of the eaten foliar area), in 99 leaves of green pepper (Capsicum annuum), using digital images, at 100 and 300 dpi. Mensuration with the area meter Li-cor, model LI-3100, and through visual estimate of six evaluators were accomplished too. The defoliated area was also measured by two evaluators counting on graph paper squared 1 mm. The image resolution didn't affect the mensuration by QUANT. The mensuration by QUANT and by LI-3100 showed agreement of 97.8%, 77.0% and 80.8%, for foliar area, defoliated area and severity, respectively. The mensuration of defoliated area by Quant and by LI-3100 were compared with mensuration accomplished by two evaluators, through counting on graph paper squared 1 mm. QUANT presented accuracy > 89 % and precision 97%. The LI-3100 showed accuracy > 86% and precision of 77%. All the six visual evaluators overestimated the severity. Just an evaluator showed high accuracy (92%). The evaluators’ precision varied from 22 to 92%. In the third trial set, it was evaluated the accuracy and precision of the different procedures of the software QUANT in the mensuration of the foliar area, diseased area and severity of Cercospora leaf spot (Cercospora coffeicola) in 58 leaves of coffee (Coffea arabica), using digital images at dpi. The severity was visually estimated by five evaluators. The diseased area was estimated with the meter of area Li-cor model LI- 3100 and through direct counting being observed the digital images obtained with graph paper squared 1 mm as bottom. The lesions were previously removed of the leaf. The estimates of areas with the procedure selection of areas with the magic rod were arbitrarily considered the standard of QUANT. These estimates of foliar area showed 99,3% of agreement with the ones of the LI-3100. In the estimates of the diseased areas, when compared with the method of the graph paper squared 1 mm, QUANT and the LI-3100 showed accuracy of 97.9% and 83.7%, respectively. Images with contrast previously challenged, according to three protocols, had the foliar areas estimated by three procedures of QUANT, that when compared with the standard procedure, they presented accuracy from 98.6 to 100% and precision of 99.99%. The procedures of threshold, discriminant functions and reduction for 32 colours showed high accuracy (96.6 to 99.6%) and precision (99.3%) on the estimations of diseased area. Estimating severity, the procedure reduction for 32 colours showed higher accuracy (99%) than discriminant functions and the interval of colour coordinates. The standard estimates of severity by QUANT didn't show good agreement with the ones of the LI-3100. Among five visual evaluators, only one showed high accuracy (97%) and precision (94%). Four users of QUANT estimated foliar area in 16 leaves, using the procedure of area selection with the magic rod, obtaining accuracy > 99%. Three users estimated diseased area using this procedure, and also the threshold, obtaining accuracy between 96 and 98%. QUANT makes available several algorithms to improve the contrast of the image, which allow that, even the symptoms where the eye human system has difficulty of distinguishing among healthy and diseased foliar area, they can be quantified by QUANT. It is proposed that QUANT should be adopted as standard method (golden method) in the mensuration of severity of plant diseases and defoliated (eaten) foliar area. Key words: herbivory, digital image, phytopathometry. / Tese importada do Alexandria
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:123456789/10126 |
| Date | 05 December 2003 |
| Creators | Liberato, José Ricardo |
| Contributors | Fernandes Filho, Elpídio Inácio, Pinto, Francisco de Assis Carvalho, Vale, Francisco Xavier Ribeiro do |
| Publisher | Universidade Federal de Viçosa |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFV, instname:Universidade Federal de Viçosa, instacron:UFV |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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