00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) IC - INSTITUTO DE COMPUTAÇÃO TRABALHOS DE CONCLUSÃO DE CURSO (TCC) - GRADUAÇÃO - IC Trabalhos de Conclusão de Curso (TCC) - Bacharelado - ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO- IC
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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: Análise comparativa entre detection transformer e yolov8 para detecção precoce de nódulos pulmonares
Autor(es): Ferraz, Victor Mafra de Holanda
Primeiro Orientador: Oliveira, Marcelo Costa
metadata.dc.contributor.referee1: Vieira, Thales Miranda de Almeida
metadata.dc.contributor.referee2: Lima, Lucas Lins de
Resumo: O câncer de pulmão (CP) é o segundo tipo mais prevalente de câncer em todo o mundo e o mais mortal, sendo responsável por uma em cada cinco mortes relacionadas ao câncer globalmente. As chances de sobrevivência para pacientes diagnosticados com esse tipo de câncer aumentam consideravelmente quando o diagnóstico é feito precocemente, com a taxa de sobrevivência de 5 anos chegando a até 70%. Radiologistas realizam o diagnóstico de CP por meio de imagens de Tomografia Computadorizada (TC), mas esse diagnóstico é uma tarefa complexa e sujeita a erros. Por meio de ferramentas auxiliadas por computador, esse processo de diagnóstico pode ser automatizado com o intuito de auxiliar o profissional, reduzindo o tempo e o esforço para os especialistas, além de melhorar a confiança no diagnóstico. O objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar a eficácia das arquiteturas de Redes Neurais Convolucionais (CNN) e Transformer na detecção de pequenos nódulos pulmonares (≤15mm), onde a questão orientadora da pesquisa deste trabalho foi "Qual é o impacto do tamanho dos nódulos pulmonares na precisão de detecção das arquiteturas CNN e Transformer ?". O conjunto de dados utilizado foi baseado no banco de dados público LUNA16, filtrando o conjunto de testes para incluir apenas cortes de TC com nódulos com até 15mm. Os modelos escolhidos para nossas comparações foram o YOLOv8, uma CNN considerada estado-da-arte em detecção de objetos, e o DEtection TRansformer (DETR), que combina a arquitetura de transformer com uma camada CNN, onde obtivemos resultados como mAP50 = 0,70, sensibilidade = 0,91 e λ = 0,85 para o DETR e mAP50 = 0,90, sensibilidade = 0,83 e Λ = 0,77 para o YOLOv8. Também avaliamos o impacto do tamanho do nódulo no desempenho de ambos os modelos, onde o desempenho do YOLOv8 foi impactado pela diminuição do tamanho dos nódulos, enquanto o DETR continuou a mostrar resultados satisfatórios independentemente de quão pequenos os nódulos fossem.
Abstract: ung cancer (LC) is the second most prevalent type of cancer worldwide and the deadliest, accounting for one in every five cancer-related deaths globally. The chances of survival for patients detected with this type of cancer increase considerably when the diagnosis is made early, with the 5-year survival rate reaching up to 70%. Radiologists perform LC diagnosis through Computed Tomography (CT) images, but such diagnosis is a complex and errorprone task. Through computer-aided tools, this diagnostic process can be automated in order to assist the professional, reducing time and effort for specialists, as well as improving confidence in the diagnosis. The objective of this work was to evaluate and compare the effectiveness of Convolutional Neural Network (CNN) and Transformer architectures in detecting small lung nodules (≤15mm), where the guiding research question of this work was “What is the impact of the size of lung nodules on the detection accuracy of CNN and Transformer architectures?". The dataset used was based on the public database LUNA16, filtering the test set to include only sections with nodules with up to 15mm. The models chosen for our comparisons were YOLOv8, a CNN considered state of-th e-art in object detection, and DEtection TRansformer (DETR), which combines he transformer architecture with a CNN layer, where we obtained results such as mAP50 = 0.70, Sensitivity = 0.91 and Λ = 0.85 for the DETR and mAP50 = 0.90, Sensitivity = 0.83 and Λ = 0.77 for the YOLOv8. We also assessed the impact of nodule size on the performance of both models, where the performance of YOLOv8 was impacted by the decrease in nodules size, while DETR continued to show satisfactory results regardless of how small the nodules were.
Palavras-chave: Detecção de objetos
Transformers
Redes neurais
Nódulo pulmonares - Diagnóstico clínico
Object Detection
Transformers
Neural Networks
Pulmonary Nodules
Medical Diagnostic
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.department: Curso de Engenharia da Computação - Bacharelado
Citação: FERRAZ, Victor Mafra de Holanda. Análise comparativa entre detection transformer e yolov8 para detecção precoce de nódulos pulmonares. 2024. 39 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Computação) – Instituto de Computação, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2024.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/14910
Data do documento: 3-abr-2024
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