PRODUÇÃO ACADÊMICA Repositório Acadêmico da Graduação (RAG) TCC Ciência da Computação
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.pucgoias.edu.br/jspui/handle/123456789/10942
Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Triagem espectral de staphylococcus spp. em imagens hiperespectrais com yolo26 e aprendizagem positiva-não rotulada
Autor(es): Miranda, João Henrique Silva de
Primeiro Orientador: Coelho, Clarimar José
metadata.dc.contributor.referee1: Carvalho, Eugênio Júlio Messala Cândido
metadata.dc.contributor.referee2: Silva, Daniel Corrêa da
Resumo: Este trabalho aborda o problema de construir uma triagem computacional para amostras de Staphylococcus spp. em imagens hiperespectrais (HyperSpectral Imaging, HSI) no infravermelho de ondas curtas (Short Wave InfraRed, SWIR). A triagem espectral é definida como a priorização de amostras por proximidade entre assinaturas espectrais, entendidas como curvas representativas da resposta da amostra ao longo dos comprimentos de onda analisados. A base experimental contém 19 amostras bacterianas, sendo 3 referências ATCC e 16 amostras UNKNOWN. A proposta combina calibração radiométrica, remoção de janelas espectrais associadas à absorção de água, normalização Standard Normal Variate (SNV), geração de pseudoimagem Red, Green and Blue (RGB), proposta de regiões de interesse (Region of Interest, ROI) com YOLO26, geração sintética controlada de assinaturas positivas e classificação por protótipo espectral com aprendizagem positiva-não rotulada. A saída operacional do sistema é composta pelas chamadas ATCC_LIKE e UNKNOWN, definidas por um escore de proximidade ao protótipo ATCC e por um limiar selecionado em validação Leave-One-Image-Out (LOIO). O sistema detectou 170 ROIs, com média de 8,95 ROIs por imagem e cobertura em todas as amostras. O limiar final foi τ = 0,9951, com sensibilidade igual a 1,0 sobre as três referências ATCC, precisão operacional de 0,60, F1 operacional de 0,75 e taxa de sinalização UNKNOWN de 12,5%. As amostras UNKNOWN priorizadas foram 503B_240506-160006 e 539_240506-160131. Os resultados indicam que a combinação entre HSI na faixa SWIR, detecção de ROI, geração sintética controlada e modelagem PU é adequada para triagem espectral exploratória e para organização de amostras por prioridade de investigação.
Abstract: This work addresses the problem of building a computational screening pipeline for Staphylococcus spp. samples in hyperspectral images (Hyperspectral Imaging, HSI) acquired in the short wave infrared range (SWIR). Spectral screening is defined as sample prioritization based on similarity between spectral signatures, understood as representative curves of the sample response across the analyzed wavelengths. The experimental dataset contains 19 bacterial samples, including 3 ATCC references and 16 UNKNOWN samples. The proposed pipeline combines radiometric calibration, removal of water absorption spectral windows, Standard Normal Variate (SNV) normalization, pseudo Red, Green and Blue (RGB) image generation, region of interest (ROI) proposal using YOLO26, controlled synthetic positive signature generation, and prototype-based classification with positive-unlabeled learning. The operational output consists of ATCC_LIKE and UNKNOWN calls, defined by a similarity score to the ATCC prototype and by a threshold selected under Leave-One-Image-Out (LOIO) validation. The system detected 170 ROIs, with an average of 8.95 ROIs per image and coverage across all samples. The final threshold was τ = 0.9951, achieving 1.0 sensitivity over the three ATCC references, 0.60 operational precision, 0.75 operational F1 score, and a 12.5% UNKNOWN signaling rate. The prioritized UNKNOWN samples were 503B_240506-160006 and 539_240506-160131. The results indicate that combining HSI in the SWIR range, ROI detection, controlled synthetic generation, and PU modeling is suitable for exploratory spectral screening and for organizing samples by investigation priority.
Palavras-chave: imagem hiperespectral
Staphylococcus spp.
YOLO
aprendizagem positiva-não rotulada
dados sintéticos
triagem espectral
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Sigla da Instituição: PUC Goiás
metadata.dc.publisher.department: Escola Politécnica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.pucgoias.edu.br/jspui/handle/123456789/10942
Data do documento: 9-Jun-2026
Aparece nas coleções:TCC Ciência da Computação

Arquivos associados a este item:
Arquivo TamanhoFormato 
TCC_JH_v3.pdf1,72 MBAdobe PDFVisualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.

Ferramentas do administrador