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Type: Tese
Title: Transformada floor of log aplicada em contexto cross-dimensional
Title in English: FLOOR OF LOG TRANSFORM APPLIED IN CROSS-DIMENSIONAL CONTEXT
Authors: Peixoto, Solon Alves
Advisor: Rebouças Filho, Pedro Pedrosa
Keywords in Brazilian Portuguese : Floor of Log;Reconhecimento Facial;Segmentação de Pulmão;Aprendizado de Máquina
Keywords in English : Floor of Log;Facial Recognition;Lung Segmentation;Learning Machine
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Issue Date: 5-Jul-2023
Citation: PEIXOTO, A. S. Transformada floor of log aplicada em contexto cross-dimensional. 2023. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
Abstract in Brazilian Portuguese: Este trabalho propõe um método de agrupamento, independente de dimensionalidade, chamado transformada Floor of Log (FoL). A vantagem deste método consiste na sua facilidade e praticidade na implementação, como também na capacidade de poder gerar múltiplos efeitos nos dados, entre eles, destacam-se a clusterização e a compressão. Foram escolhidas três aplicações direcionadas para soluções de problemas reais. Na primeira foi avaliado o FoL em tarefas relacionadas a reconhecimento facial, especificamente sobre os arrays das features. Para essa avaliação, foram utilizados os datasets CelebA, Extended YaleB, AR e LFW em conjunto com a análise do tamanho do dataset após a aplicação do FoL e da acurácia(ACC) do resultado de matching entre as faces. A segunda aplicação avalia o FoL em um ambiente bi-dimensional, especificamente em tomografia computadorizada para segmentação de pulmão e, consequentemente, dentro de um ambiente de processamento de imagens. Nesta avaliação, foram utilizados os datasets LUNA16 e LAPISCO em conjunto das métricas Haunsdorff Distance(HD), DICE, ACC, Jaccard e Matthews Correlation Coefficient (MCC) . A terceira aplicação busca avaliar o FoL em um contexto mais independente de dimensão, dentro de redes neurais convolucionais para propósitos gerais. Foram utilizados os datasets de benchmark CIFAR10 e CIFAR100 além de Davies-Bouldin(DB),Calinski-Harabasz(CH) e Silhouette (Sil). Como resultados, o FoL quando aplicado sobre os arrays nos datasets CelebA, Extended YaleB, AR e LFW, obteve resultados iguais ou melhores quando comparados com a abordagem usando os mesmos classificadores com características não comprimidas, mas com uma redução de 86 a 91% em comparação com o tamanho original dos dados. Em um ambiente bi-dimensional, FoL foi aplicado para a segmentação de pulmão em imagens de tomografia computadorizada. O algoritmo FoL alcança bons resultados com aproximadamente 19 segundos no resultado mais significativo em um exame com 430 fatias e apresenta índices de similaridade alcançando HD 3,5, DICE 83,63, e Jaccard 99,73 e índices qualitativos alcançando Sensibilidade 83,87, MCC 83,08, e ACC 99,62. Finalmente, o FoL também foi apresentado como um transformada de agrupamento supervisionado que pode ser treinada para alcançar melhores resultados e anexado a outras abordagens como aplicações de Redes Neurais Profundas Convolutivas alcançando DB 1,74, CH 137 e Sil 0,17.
Abstract: This work proposes a grouping method, independent of dimensionality, called Floor of Log (FoL) transform. The advantage of this method is its ease and practicality in implementation, as well as the ability to generate multiple effects on data, among which clustering and compression stand out. Three applications were chosen aimed at solving real problems. In the first, FoL was evaluated in tasks related to focused on facial recognition, specifically on feature arrays. For this assessment, the CelebA, Extended YaleB, AR and LFW datasets were used together with the analysis of the dataset size after applying FoL and accuracy(ACC) of the matching result between the faces. The second application evaluates FoL in a two-dimensional environment, specifically in computed tomography for lung segmentation and, consequently, within an image processing environment. In this evaluation, the LUNA16 and LAPISCO together with Haunsdorff Distance(HD), DICE, ACC, Jaccard and Matthews Correlation Coefficient (MCC) . The third application seeks to evaluate FoL in a context more dimension-independent, within general-purpose convolutional neural networks. The CIFAR10 and CIFAR100 benchmark datasets were used, in addition to Davies-Bouldin(DB), Calinski-Harabasz(CH) and Silhouette (Sil). As a result, FoL when applied to arrays in the CelebA, Extended YaleB, AR and LFW datasets, obtained equal or better results when compared with the approach using the same classifiers with features not compressed, but with an 86 to 91% reduction compared to the original size of the data. In a two-dimensional environment, FoL was applied for lung segmentation in computed tomography images. The FoL algorithm achieves good results with approximately 19 seconds in the most significant result in an exam with 430 slices and presents similarity indices reaching HD 3.5, DICE 83.63, and Jaccard 99.73 and indices qualitative reaching Sensitivity 83.87, MCC 83.08, and ACC 99.62. Finally, the FoL was also presented as a supervised clustering transform that can be trained to achieve better results and attached to other approaches such as Deep Convolutional Neural Networks reaching DB 1.74, CH 137 and Sil 0.17.
Description in Brazilian Portuguese: PEIXOTO, A. S. Transformada floor of log aplicada em contexto cross-dimensional. 2023. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2023.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/76791
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/8203523299943090
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/4347965302097614
Access Rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:DETE - Teses defendidas na UFC

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