dissertação

Visão computacional aplicada a imagens do biospeckle laser em sementes

Carregando...
Imagem de Miniatura

Notas

Editores

Título da Revista

ISSN da Revista

Título de Volume

Editor

Universidade Federal de Lavras

Faculdade, Instituto ou Escola

Escola de Engenharia (EENG)

Departamento

Programa de Pós-Graduação

Engenharia de Sistemas e Automação

Agência de fomento

Tipo de impacto

Tecnológico

Áreas Temáticas da Extensão

Tecnologia e produção

Objetivos de Desenvolvimento Sustentável

ODS 2: Fome zero e agricultura sustentável
ODS 12: Consumo e produção responsáveis

Dados abertos

Não

Resumo

Nas técnicas utilizadas para análise de viabilidade e vigor de sementes, utilizando o fenômeno do biospeckle laser, existe a possibilidade de automatizar o processo de análise das imagens por meio de técnicas de visão computacional. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver uma técnica de segmentação e detecção da orientação espacial de sementes de soja iluminadas pelo biospeckle laser. Foram utilizadas 229 imagens de sementes de soja obtidas em experimentos anteriores com o biospeckle laser. As imagens foram processadas no software ImageJ®, no qual foi desenvolvida uma macro para automatizar todo o fluxo de análise. Inicialmente, aplicou-se um filtro de suavização gaussiana para redução do ruído nas imagens. Em seguida, diferentes métodos de limiarização foram testados, selecionando-se aquele com melhor desempenho na binarização da imagem. Após a binarização, foi aplicado o algoritmo de segmentação por crescimento de região. Para a determinação da orientação espacial, foi empregada a Transformada de Hough, responsável por ajustar a elipse que melhor representava a forma segmentada da semente. Antes da aplicação às imagens reais, foi realizado um teste com objetos de geometria conhecida - rotacionados em diferentes ângulos - para verificar a precisão e a robustez da Transformada de Hough na detecção e ajuste de elipses. Os resultados comprovaram a capacidade da técnica em identificar corretamente a orientação espacial dos objetos, validando sua aplicação às imagens do biospeckle laser das sementes. Por fim, os ângulos calculados pela técnica desenvolvida foram comparados com medidas reais obtidas por meio de um goniômetro digital, permitindo o cálculo do erro médio. Também foi realizado um teste para avaliar a sensibilidade da técnica à rotação das sementes. O método apresentou um erro médio de 5,65% e resolução de 0,0026°, demonstrando alta precisão e robustez na detecção da orientação espacial das sementes. Conclui-se que a técnica desenvolvida é viável e confiável para a aplicação em experimentos com o biospeckle laser em sementes de soja, constituindo uma ferramenta promissora para análises automatizadas. Palavras-chave: visão computacional; transformada de Hough; biospeckle laser; Glycine max.

Abstract

In techniques used to analyze seed viability and vigor through the biospeckle laser phenomenon, there is a possibility of automating the image analysis process by means of computer vision techniques. This study aimed to develop a method for segmentation and detection of the spatial orientation of soybean seeds illuminated by the biospeckle laser. A total of 229 images of soybean seeds obtained from previous biospeckle laser experiments were used. The images were processed in the ImageJ® software, in which a macro was developed to automate the entire analysis workflow. Initially, a Gaussian smoothing filter was applied to reduce image noise. Then, different thresholding methods were tested, selecting the one with the best performance in image binarization. After binarization, a region-growing segmentation algorithm was applied. To determine the spatial orientation, the Hough Transform was employed to fit the ellipse that best represented the segmented seed shape. Before applying the method to real images, a test with objects of known geometry—rotated at different angles—was performed to verify the precision and robustness of the Hough Transform in detecting and fitting ellipses. The results confirmed the technique’s ability to correctly identify the spatial orientation of the objects, validating its application to biospeckle laser images of seeds. Finally, the angles calculated by the developed method were compared with real measurements obtained using a digital goniometer, allowing the calculation of the mean error. A sensitivity test to seed rotation was also performed. The method presented a mean error of 5.65% and a resolution of 0.0026°, demonstrating high precision and robustness in detecting the spatial orientation of the seeds. It is concluded that the developed technique is viable and reliable for application in biospeckle laser experiments with soybean seeds, constituting a promising tool for automated analyses. Keywords: computer vision; Hough transform; biospeckle laser; Glycine max.

Descrição

Área de concentração

Instrumentação

Linha de pesquisa

Automação e Instrumentação de Sistemas

Agência de desenvolvimento

Palavra chave

Marca

Objetivo

Procedência

Impacto da pesquisa

Resumen

ISBN

DOI

Citação

MARIANO, Marcos Paulo Mazzeo. Visão computacional aplicada a imagens do biospeckle laser em sementes. 2025. 72 p. Dissertação (Mestrado Acadêmico) - Universidade Federal de Lavras, 2025.

Link externo

Avaliação

Revisão

Suplementado Por

Referenciado Por

Licença Creative Commons

Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Attribution 3.0 Brazil