Viabilidade da aplicação de redes neurais para a correção de erros de segmentação em vasos sanguíneos

dc.contributor.advisor1Comin, Cesar Henrique
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9563440403120931
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1207-4982
dc.contributor.authorFuruyama, Jayme Sakae dos Reis
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0679740960491954
dc.date.accessioned2025-03-24T18:57:16Z
dc.date.issued2025-02-24
dc.description.abstractConvolutional Neural Networks (CNNs) represented a significant milestone for several areas of computer vision, being widely used in tasks such as image classification, segmentation and object detection, both in research and in industry. In particular, these networks promoted important advances in the biomedical field, where they are applied to the segmentation of microscopy and X-ray images, helping to identify possible anomalies in blood vessels. However, diagnostic accuracy can be compromised by the presence of errors or discontinuities in the vascular segments extracted by a CNN. Faced with this challenge, this study seeks to evaluate the feasibility of using a second neural network to correct errors in the results of a CNN. To this end, artificial images representing the geometry of blood vessels using Bézier curves were generated, allowing the CNN's ability to restore incomplete segments to be tested. Based on this approach, CNNs were trained on different datasets, varying the number of segments and the degree of discontinuity of the branches. The results demonstrated that the network was effective in correcting the segmentations, achiving high values in quality metrics. However, as the removal of parts os vessels increased, the model had difficulty identifying clear patterns for reconstruction, mainly due to the complexity of the curve, thus compromising the continuity of the segments. In order to improve the results, two loss functions were also tested: cross-entropy and Tversky. Although the overall difference in segmentation quality was small, the Tversky function showed promising results in cases of small removals, demonstrating better recovery of lost segments.eng
dc.description.resumoO avanço das redes neurais convolucionais (CNN) representou um marco significativo para diversas áreas da visão computacional, sendo amplamente utilizado em tarefas como classificação de imagens, segmentação e detecção de objetos, tanto em pesquisas quanto na indústria. Em especial, essas redes promoveram importantes progressos no campo biomédico, onde são aplicadas à segmentação de imagens de microscopia e raio-x, auxiliando na identificação de possíveis anomalias em vasos sanguíneos. No entanto, a precisão diagnóstica pode ser comprometida pela presença de erros ou descontinuidades nos segmentos vasculares extraídos por uma CNN. Diante desse desafio, este estudo busca avaliar a viabilidade de utilizar uma segunda rede neural para corrigir falhas nos resultados de uma CNN. Para isso, foram geradas imagens artificiais que representam a geometria dos vasos sanguíneos por meio de curvas de Bézier, permitindo testar a capacidade da CNN em restaurar segmentos incompletos. Com base nessa abordagem, foram treinados modelos CNN em diferentes conjuntos de dados, variando a quantidade de segmentos e o grau de descontinuidade dos ramos. Também foi definida uma nova métrica de performance que permite avaliar a segmentação de curvas. Os resultados demonstraram que a rede foi eficaz na correção das segmentações, alcançando altos valores em métricas de qualidade. Entretanto, para grandes descontinuidades, o modelo apresentou dificuldades em identificar padrões claros para a reconstrução, principalmente por conta da complexidade da curva, assim prejudicando a continuidade dos segmentos. Buscando aprimorar os resultados, também foram testadas duas funções de perda: entropia cruzada e Tversky. Embora a diferença geral na qualidade das segmentações tenha sido pequena, a função Tversky apresentou resultados promissores em casos de pequenas remoções, demonstrando melhor recuperação dos segmentos perdidos.por
dc.identifier.citationFURUYAMA, Jayme Sakae dos Reis. Viabilidade da aplicação de redes neurais para a correção de erros de segmentação em vasos sanguíneos. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciência da Computação) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21638.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/21638
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseCiência da Computação - CC
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
dc.subjectRedes neurais convolucionais
dc.subjectVasos sanguíneos
dc.subjectContinuidade de segmentos
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::METODOLOGIA E TECNICAS DA COMPUTACAO
dc.titleViabilidade da aplicação de redes neurais para a correção de erros de segmentação em vasos sanguíneospor
dc.title.alternativeOn the feasibility of applying neural networks to correct segmentation errors in blood vesselseng
dc.typeTCC

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
TCC_Jayme.pdf
Tamanho:
1.18 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format

Coleções