Reconocimiento de zonas de cultivo de café a partir de imágenes satelitales utilizando aprendizaje de máquina
En este trabajo de grado se evalúan dos estrategias de diseño de modelos de clasificación de imágenes basados en aprendizaje profundo, aplicado a “Brazilian coffee scenes”, correspondiente con imágenes satelitales. El objetivo es determinar en qué imágenes satelitales se tiene presencia de cultivo d...
- Autores:
-
Alarcón Alarcón, Gabriel Eduardo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad Militar Nueva Granada
- Repositorio:
- Repositorio UMNG
- Idioma:
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- OAI Identifier:
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- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/10654/43994
- Palabra clave:
- CAFE - CULTIVO
PROCESAMIENTO DE IMAGENES
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En este trabajo de grado se evalúan dos estrategias de diseño de modelos de clasificación de imágenes basados en aprendizaje profundo, aplicado a “Brazilian coffee scenes”, correspondiente con imágenes satelitales. El objetivo es determinar en qué imágenes satelitales se tiene presencia de cultivo de café, utilizando modelos diseñados por AutoML, o por transferencia de aprendizaje. Al finalizar la investigación, se comparan los resultados de las mejores soluciones, en términos de accuracy, obtenidas por cada estrategia de diseño, y se selecciona el mejor modelo de los evaluados en esta investigación. |
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[1 ] M. X. Bastidas, «reconoSERID,» 29 Mayo 2020. [En línea]. Available: https://reconoserid.com/que-es-el-aprendizaje-de-maquina-y-en-que-casosdeberia-usarlo-en-su-negocio/. [2 ] IBM, «IBM,» 15 07 2020. [En línea]. Available: https://www.ibm.com/cloud/learn/machine-learning. [3 ] C. D. Silva, «Brazilian Coffee Scenes Dataset,» 12 Noviembre 2017. [En línea]. Available: http://patreo.dcc.ufmg.br/2017/11/12/brazilian-coffee-scenesdataset/. [4 ] Bancolombia, «Guía completa: Cómo cultivar Café,» 30 Agosto 2018. [En línea]. Available: https://www.grupobancolombia.com/wps/portal/negocios/actualizate/sostenibilid ad/guia-cultivo-cafe-colombia. [5 ] IBM, «Metodología Fundamental para la ciencia de datos,» Junio 2015. [En línea]. Available: https://www.ibm.com/downloads/cas/6RZMKDN8. [6 ] Anonimo, «What is Artificial Intelligence? How Does AI Work?,» [En línea]. Available: https://builtin.com/artificial-intelligence. [7 ] BBVA, «'Machine learning': ¿qué es y cómo funciona?,» 08 Noviembre 2019. [En línea]. Available: https://www.bbva.com/es/machine-learning-que-es-ycomo-funciona/. [8 ] L. G. S. a. G. C, Computer Vision, 2001. [9 ] C. G. Moreno, «Indra,» 2019. [En línea]. Available: https://www.indracompany.com/es/blogneo/deep-learningsirve#:~:text=Por%20lo%20tanto%2C%20la%20principal,datos%2C%20no%20 es%20Machine%20Learning. [1 0] UPBE, «INTELIGENCIA ARTIFICIAL: LA IMPORTANCIA DE LOS DATOS,» 2020. [En línea]. Available: https://www.upbe.ai/blog/inteligencia-artificialdatos/. [Último acceso: 05 09 2022]. [1 1] J. Barrios, «Health big data,» 2022. [En línea]. Available: https://www.juanbarrios.com/redes-neuralesconvolucionales/#:~:text=c%C3%A9lula%20sea%20activada.- ,C%C3%B3mo%20estan%20construidas%20y%20c%C3%B3mo%20funcionan ,un%20mapeo%20causal%20no%2Dlineal. [1 2] F.-X. Sakib Mostafaa, «Diagnosis of autism spectrum disorder with convolutional autoencoder and structural MRI images,» 2021. [En línea]. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978012822822700003X. [Último acceso: 05 09 2022]. [1 3] savyakhosla, «CNN | Introducción a la capa de agrupación,» 24 08 2022. [En línea]. Available: https://www.geeksforgeeks.org/cnn-introduction-to-poolinglayer/. [Último acceso: 05 09 2022]. [1 4] Microsoft, 06 06 2022. [En línea]. Available: https://docs.microsoft.com/eses/azure/machine-learning/how-to-tune-hyperparameters. [Último acceso: 11 09 2022]. [1 5] tradingsys ORG, «tradingsys,» 16 Febrero 2012. [En línea]. Available: https://www.tradingsys.org/metodos-de-optimizacion-algoritmosgeneticos#:~:text=En%20general%20podemos%20definir%20los,pueden%20a proximarse%20por%20los%20m%C3%A9todos. [1 6] Interactive Chaos, [En línea]. Available: https://interactivechaos.com/es/manual/tutorial-de-deep-learning/tasa-deaprendizaje. [Último acceso: 11 09 2022]. [1 7] J. Deng, «ImageNet,» [En línea]. Available: https://paperswithcode.com/dataset/imagenet. [Último acceso: 10 09 2022]. [1 8] W. Jeremy, V. Dan y W. Sean, Spring Research Presentation: A Theoretical Foundation for Inductive Transfer, 2007. [1 9] Creative Commons Attribution 4.0 , «Machine Learning Glossary,» 28 Septiembre 2021. [En línea]. Available: https://developers.google.com/machinelearning/glossary?hl=es_419#t. [Último acceso: 21 Abril 2022]. [2 0] G. K. Thommen y B. Roland, Self-organizing maps for storage and transfer of knowledge in reinforcement learning, 2019. |
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Renza Torres, DiegoAlarcón Alarcón, Gabriel EduardoIngeniero en TelecomunicacionesBallesteros Larrotta, Dora María2023-05-29T19:26:35Z2023-05-29T19:26:35Z2021-05-10http://hdl.handle.net/10654/43994instname:Universidad Militar Nueva Granadareponame:Repositorio Institucional Universidad Militar Nueva Granadarepourl:https://repository.unimilitar.edu.coEn este trabajo de grado se evalúan dos estrategias de diseño de modelos de clasificación de imágenes basados en aprendizaje profundo, aplicado a “Brazilian coffee scenes”, correspondiente con imágenes satelitales. El objetivo es determinar en qué imágenes satelitales se tiene presencia de cultivo de café, utilizando modelos diseñados por AutoML, o por transferencia de aprendizaje. Al finalizar la investigación, se comparan los resultados de las mejores soluciones, en términos de accuracy, obtenidas por cada estrategia de diseño, y se selecciona el mejor modelo de los evaluados en esta investigación.Tabla de contenido 1. Contexto (definición de objetivos y tareas) ________________________12 1.1 Introducción______________________________________________12 1.2 Planteamiento del problema_________________________________14 1.2.1 Identificación ____________________________________________14 1.2.2 Descripción _____________________________________________15 1.3 Pregunta de investigación __________________________________15 1.4 Justificación______________________________________________15 1.5 Objetivos ________________________________________________16 1.5.1 Objetivo general __________________________________________16 1.5.2 Objetivos específicos ______________________________________16 1.6 Metodología ______________________________________________17 1.7 Alcance o delimitación de la investigación_____________________20 2. Marco teórico y revisión de estado del arte ________________________21 2.1 Marco teórico _____________________________________________21 2.2 Documentación del estado del arte ___________________________29 2.2.1 Trabajos que utilizan el conjunto de datos Brazilian Coffee Scenes __30 2.2.2 Trabajos relacionados con clasificación de imágenes satelitales. ____34 3. Comprensión y preparación de los datos _________________________38 3.1 Conjunto de datos Brazilian Coffee Scenes ____________________38 3.2 Aplicación de aumento de datos _____________________________40 4. Implementación y evaluación de modelos _________________________44 4.1 Modelado con AutoML (KerasTuner)__________________________44 4.1.1 Modelo base_____________________________________________44 4.1.2 Espacio de búsqueda inicial y aumento de datos. ________________45 4.1.3 Ampliación de espacio de búsqueda __________________________46 4.1.4 Optimización de recursos de computadora y división de modelos ___47 4.1.5 Recopilación y obtención de los mejores modelos _______________48 4.1.6 Evaluación del mejor modelo obtenido con AutoML ______________50 4.2 Modelado con transferencia de aprendizaje ____________________52 4.2.1 Modelo base. ____________________________________________52 4.2.2 Aumento de datos y determinación del espacio de búsqueda. ______53 4.2.3 Reentrenamiendo de los mejores modelos._____________________56 4.2.4 Obtención y evaluación del mejor modelo. _____________________57 5. Análisis de resultados _________________________________________61 6. Conclusiones ________________________________________________64 7. Bibliografía __________________________________________________66This study evaluates two strategies for the design of image classification models based on deep learning, applied to "Brazilian coffee scenes", corresponding to satellite images. The objective is to determine which satellite images correspond to a coffee growing area, using models designed by AutoML or by transfer learning. At the end of the research, the results of the best solutions, in terms of accuracy, obtained by each design strategy are compared, and the best model of those evaluated in this research is selected.Pregradoapplicaction/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 InternationalAcceso abiertoReconocimiento de zonas de cultivo de café a partir de imágenes satelitales utilizando aprendizaje de máquinaRecognition of coffee growing areas from satellite images using machine learningCAFE - CULTIVOPROCESAMIENTO DE IMAGENESDeep learningcoffee cropsremote sensingtransfer learningAutoMLBrazilian coffee scenesAprendizaje profundocultivos de cafételedeteccióntransferencia de aprendizajeAutoMLBrazilian coffee scenesTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fIngeniería en TelecomunicacionesFacultad de IngenieríaUniversidad Militar Nueva Granada[1 ] M. X. Bastidas, «reconoSERID,» 29 Mayo 2020. [En línea]. Available: https://reconoserid.com/que-es-el-aprendizaje-de-maquina-y-en-que-casosdeberia-usarlo-en-su-negocio/.[2 ] IBM, «IBM,» 15 07 2020. [En línea]. Available: https://www.ibm.com/cloud/learn/machine-learning.[3 ] C. D. Silva, «Brazilian Coffee Scenes Dataset,» 12 Noviembre 2017. [En línea]. Available: http://patreo.dcc.ufmg.br/2017/11/12/brazilian-coffee-scenesdataset/.[4 ] Bancolombia, «Guía completa: Cómo cultivar Café,» 30 Agosto 2018. [En línea]. Available: https://www.grupobancolombia.com/wps/portal/negocios/actualizate/sostenibilid ad/guia-cultivo-cafe-colombia.[5 ] IBM, «Metodología Fundamental para la ciencia de datos,» Junio 2015. [En línea]. Available: https://www.ibm.com/downloads/cas/6RZMKDN8.[6 ] Anonimo, «What is Artificial Intelligence? How Does AI Work?,» [En línea]. Available: https://builtin.com/artificial-intelligence.[7 ] BBVA, «'Machine learning': ¿qué es y cómo funciona?,» 08 Noviembre 2019. [En línea]. 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