PRODUÇÃO ACADÊMICA Repositório Acadêmico da Graduação (RAG) TCC Engenharia de Computação
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Classificação de bactérias usando imagens hiperespectrais e redes neurais convolucionais
Autor(es): Sousa, Vinícius Moraes de
Primeiro Orientador: Coelho, Clarimar José
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Vitória, Arthur Ricardo de Sousa
metadata.dc.contributor.referee2: Nascimento, Douglas Vieira do
Resumo: Aprendizagem profunda de acordo com Bezerra (2016) seria uma subárea para a instrução no Aprendizagem de Máquina que analisa e pesquisa processos e métodos para se assemelhar a ações do cérebro humano em funções como reconhecimento de fala, ou o processo de linguagem corporal e reconhecimento visual, esse tem se mostrado eficaz no reconhecimento de padrões e classificação de imagens hiperespectrais. Com este estudo, tem-se por objetivo aplicar o aprendizado profundo com redes neurais convolucionais no reconhecimento de imagens hiperespectrais de bactérias com o intuito de acelerar o processo de identificação das mesmas, diminuindo o custo para a classificação e aumentando a eficácia do tratamento. Beekmann et al. (2003) apresenta como décima causa de morte nos Estados Unidos as infecções da corrente sanguı́nea (BSIs), sendo também associadas a maior taxa de hospitalização, onde a “[...] taxa de letalidade no hospital variou de 4,2% com ”bacteremia”e 6,9% com septicemia por E. coli a 22,2% com ’septicemia devido a organismo Gram- negativo, não especificado’ e 26,8% com ’septicemia não especificada’” (BAINE; YU; SUMME, 2001). Houve também um maior tempo de internação, onde Pittet, Tarara e Wenzel (1994) cita que durante o perı́odo de estudo o tempo de internação extra hospitalar e na SICU (Surgical Intensive Care Unit) atribuı́vel à infecção da corrente sanguı́nea foi de 24 e 8 dias, respectivamente. Os custos extras atribuı́veis à infecção foram em média $40.000 dólares por sobrevivente. Assim, segundo Beekmann et al. (2003) a identificação precoce sobre o BSI possibilita uma otimização imediata da terapia antimicrobiana e diminui a necessidade de estudos diagnósticos adicionais, que podem servir para haver uma diminuição do tempo de internação e sobre esses custos. Tem-se por objetivo treinar uma rede que seja capaz de classificar bactérias por imagens hiperespectrais, de forma a diminuir o custo de estadia do paciente no hospital e eficácia no combate do micróbio presente no organismo, visto que a identificação tardia é maléfica ao mesmo. O método para o préprocessamento das imagens foi por meio de pesquisa bibliográfica com a finalidade de aperfeiçoamento e atualização do conhecimento através de uma investigação cientı́fica de obras já publicadas, juntamente com uma combinação de empirı́smo e artigos para compor a arquitetura da rede.
Abstract: Deep learning according to Bezerra (2016) would be a sub-area for instruction in Machine Learning that analyzes and researches processes and methods to resemble human brain actions in functions such as speech recognition, or the process of body language and recognition visual, this has been sufficiently effective in pattern recognition and classification of hyperspectral images. With this study, the objective is to apply deep learning with convolutional neural networks in the recognition of hyperspectral images of bacteria in order to accelerate the sample identification process, reducing the cost of classification and increasing the effectiveness of the treatment. Beekmann et al. (2003) has bloodstream alterations (BSIs) as the tenth leading cause of death in the United States, and is also associated with a higher rate of hospitalization, where the “[...] hospital fatality rate ranged from 4.2% with ’bacteremia’ and 6.9% with E. coli septicemia at 22.2% with ’septicemia due to a Gram-negative, unspecified organism’ and 26.8% with ’inexact septicemia’ ” (BAINE; YU; SUMME, 2001). There was also a longer length of stay, where Pittet, Tarara e Wenzel (1994) cites during the study period the length of stay outside the hospital and in the SICU attributable to bloodstream infection of 24 and 8 days, respectively. The extra costs attributable to the infection averaged $40,000 dollars per survivor. Thus, according to Beekmann et al. (2003), the early identification of BSI enables an immediate optimization of antimicrobial therapy and the need for additional diagnostic studies, which can serve to reduce the length of hospital stay and these costs. The objective is to train a network capable of classifying bacteria by hyperspectral images, in order to reduce the cost of the patient’s stay in the hospital and efficiency in combating the microbe present in the body, since late identification is harmful to it. The method for the pre-processing of the images was through bibliographical research with the updating of improvement and updating of knowledge through a scientific investigation of works already published, together with a combination of empiricism and articles to compose the network’s architecture.
Palavras-chave: Imagens hiperespectrais
Aprendizado profundo
Bactérias
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
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/123456789/3717
Data do documento: 9-Dez-2021
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