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Tipo: TCC
Título: Redes Neurais Convolucionais aplicadas a identificação e classificação de galáxias
Autor(es): Castro, Mariana Teixeira de
Orientador: Paula Júnior, Iális Cavalcante de
Palavras-chave em português: Astronomia;Redes Neurais Convolucionais;Galáxias
Palavras-chave em inglês: Astronomy;Convolutional Neural Networks;Galaxies
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS
Data do documento: 2025
Citação: CASTRO, Mariana Teixeira de. Redes Neurais Convolucionais aplicadas a identificação e classificação de galáxias. 2025. 90 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Computação) – Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2025.
Resumo: Os Surveys são telescópios automatizados posicionados estrategicamente na superfície terrestre ou no espaço, projetados para realizar varreduras do céu para que se construa um catálogo detalhado dos corpos celestes observados em seu campo de visão. Combinados, esses instrumentos geram dezenas de terabytes de dados astronômicos, o que torna desafiador o registro e a identificação destes objetos devido ao enorme volume de informações produzidas. Por essa razão, são necessários profissionais capacitados e técnicas computacionais avançadas de aprendizado profundo, como Redes Neurais Convolucionais (CNNs), para gerenciar e processar essa quantidade massiva de dados. O presente trabalho investiga a aplicabilidade de diversas CNNs na classificação de galáxias utilizando imagens provenientes da base de dados Galaxy10 SDSS Dataset, composta por 21.785 imagens, cada uma com dimensão de 69x69 pixels. As arquiteturas testadas, pautadas em estudos prévios, foram Gharat & Dandawate, EfficientNetV2-M, DenseNet121, ResNet50, AlexNet, VGG16 e VGG19. Técnicas de pré-processamento como aumento de dados, redimensionamento e ajuste de contraste foram aplicadas de maneira seletiva em diferentes experimentos, buscando identificar a combinação mais eficiente de forma a melhorar os resultados. Os modelos foram avaliados usando métricas como Acurácia, Perda, ROC-AUC e PR-AUC. A arquitetura VGG19 com aplicação da técnica CutMix apresentou o melhor desempenho, alcançando uma acurácia de 0,90 e PR-AUC de 0,94. Os resultados obtidos não apenas confirmaram a robustez das CNNs na classificação de dados astronômicos, mas também ressaltaram a importância da escolha criteriosa do modelo e das técnicas complementares para otimização do processo de classificação.
Abstract: Surveys are automated telescopes strategically positioned on the Earth’s surface or in space, designed to scan the sky to build a detailed catalog of the celestial bodies observed in their field of view. Combined, these instruments generate terabytes of astronomical data, which makes it necessary to record and identify these objects due to the enormous volume of information produced. For this reason, qualified professionals and advanced deep learning computational techniques, such as Convolutional Neural Networks (CNNs), are needed to manage and process this enormous amount of data. This work investigates the applicability of several CNNs in classifying galaxies using images from the Galaxy10 SDSS Dataset, composed of 21,785 images, each with dimensions of 69x69 pixels. The tested frameworks, based on previous studies, were Gharat & Dandawate, EfficientNetV2-M, DenseNet121, ResNet50, AlexNet, VGG16 and VGG19. Preprocessing techniques such as data augmentation, resizing and contrast adjustment were applied in an active selected manner in different experiments, seeking to identify the most efficient combination in order to improve the results. The models were evaluated using analyses such as Accuracy, Loss, ROC-AUC and PR-AUC. The VGG19 architecture with application of the CutMix technique presented the best performance, achieving an accuracy of 0.90 and PR-AUC of 0.94. The results obtained not only confirmed the robustness of CNNs in the classification of astronomical data, but also highlighted the importance of choosing the model criteria and complementary techniques to optimize the classification process.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80360
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0003-0903-8016
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/0412676325182335
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0002-2374-4817
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/5022453748409432
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO-SOBRAL - Monografias

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