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Tipo: Tese
Título: Edgefiresmoke: a Novel Lightweight CNN Model for Real-Time Video Fire-Smoke Detection
Título em inglês: EDGEFIRESMOKE: A NOVEL LIGHTWEIGHT CNN MODEL FOR REAL-TIME VIDEO FIRE-SMOKE DETECTION
Autor(es): Almeida, Jefferson Silva
Orientador: Albuquerque, Victor Hugo Costa de
Coorientador: Nogueira, Fabrício Gonzalez
Palavras-chave em português: Redes Neurais Convolucionais;Internet das Coisas;Incêndio Florestal
Palavras-chave em inglês: Forest Fire;Internet of Things;Convolutional Neural Networks
Data do documento: 2023
Citação: ALMEIDA, J. S. Edgefiresmoke: a Novel Lightweight CNN Model for Real-Time Video Fire-Smoke Detection. 2023. 77f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Resumo: Os incêndios florestais podem ter impactos graves tanto no ambiente como nas comunidades humanas. Podem causar erosão do solo, perda de habitat e biodiversidade, bem como a liberação de dióxido de carbono e outros poluentes na atmosfera. Além disso, podem causar danos a propriedades, deslocamento de moradores e colocar em risco os bombeiros e outros socorristas. Os incêndios florestais também podem contribuir para as alterações climáticas, libertando carbono armazenado na atmosfera e alterando os ecossistemas. Neste trabalho, foi proposto um novo algoritmo capaz de monitorar pequenas áreas de reserva florestal através de streaming de vídeo em tempo real. O algoritmo proposto poderá complementar os meios existentes de monitorização e vigilância florestal e fornecerá soluções eficazes enfrentadas na monitorização por satélite. Este trabalho apresenta uma melhoria do método EdgeFireSmoke, de autoria própria, e utiliza uma rede neural artificial juntamente com o método de aprendizagem profunda. O algoritmo EdgeFireSmoke++, proposto nesta tese, foi capaz de detectar incêndios florestais com 95,41% de acurácia, 95,49% de precisão, 95,38% de Recall e 95,41% de F1-score. O EdgeFireSmoke++ registrou os melhores resultados nos experimentos computacionais, no qual obteve excelentes taxas de FPS em ambas as câmeras avaliadas, registrando 33 FPS na câmera 1 e 40 FPS na câmera 2. Para seu funcionamento, o algoritmo proposto mostrou-se bastante leve, em termos computacionais, podendo trabalhar em uma CPU de 4 núcleos, 2.1GHz, com consumo médio de 540MB de memória RAM. Nos experimentos computacionais o algoritmo proposto foi superior em relação aos demais métodos da literatura avaliados.
Abstract: Forest fires can have severe impacts on both the environment and human communities. They can cause soil erosion, loss of habitat and biodiversity, as well as the release of carbon dioxide and other pollutants into the atmosphere. In addition, they can cause damage to properties, displacement of residents, and put firefighters and other responders at risk. Forest fires can also contribute to climate change by releasing stored carbon into the atmosphere and altering ecosystems. In this work, we propose a novel algorithm capable of monitoring small areas of forest reserve environment through video streaming in real-time. It will complement the existing means of forest monitoring and surveillance and provide effective solutions faced in satellite-based monitoring. The proposed algorithm is an improvement of the EdgeFireSmoke method and uses an artificial neural network together with a deep learning method. The proposed EdgeFireSmoke++ algorithm was able to detect forest fires with 95.41% accuracy, 95.49% precision, 95.38% Recall and 95.41% F1-score. The proposed algorithm recorded the best FPS rates of the HD IP camera at 33 FPS and with the USB VGA camera at 40 FPS. For its operation, the proposed algorithm proved to be quite light, being able to work on a CPU with 4 cores, 2.1GHz, with an average consumption of 540MB of RAM memory. This test was superior to the methods evaluated in the literature.
Descrição: Almeida, J. S. Edgefiresmoke: a Novel Lightweight CNN Model for Real-Time Video Fire-Smoke Detection. 2023. 77f. Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/74693
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/9177694991689548
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/4186515742605446
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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