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dc.creatorFiguerêdo, José Solenir Lima-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2587393949674134por
dc.contributor.advisor1Calumby, Rodrigo Tripodi Calumby-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3303713473565543por
dc.date.accessioned2025-08-05T13:24:40Z-
dc.date.issued2025-03-26-
dc.identifier.citationFIGUERÊDO, José Solenir Lima. Aprendizado auto-supervisionado para classificação e recuperação de imagens histopatológicas, 2025, 925 f., Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana.por
dc.identifier.urihttp://tede2.uefs.br:8080/handle/tede/1884-
dc.description.resumoA histopatologia analisa tecidos e lesões para diagnóstico de doenças, mas essa análise manual costuma ser trabalhosa e sujeita a erros. Para melhorar a acurácia e reduzir a carga dos patologistas, sistemas de diagnóstico assistido por computador podem ser usados, incluindo classificadores de doenças e ferramentas de recuperação de imagens baseada em conteúdo. No entanto, para serem utilizados, esses sistemas necessitam extrair features das imagens, mas a rotulação dessas imagens também exige um grande esforço, sendo demorada e onerosa. Para atenuar estes problemas, abordagens centradas em aprendizado auto-supervisionado podem ser exploradas, aproveitando a estrutura dos próprios dados para aprendizado. Neste contexto, levando em consideração os desafios apresentados, este trabalho desenvolveu e avaliou experimentalmente modelos auto-supervisionados, aplicados em tarefas de classificação e recuperação de imagens histopatológicas. Para isso, foi conduzida uma análise comparativa, incluindo extratores pré-treinados com imagens naturais: ResNet50, DINOv2 (Small e Base), e extratores do estado da arte específicos de histopatologia, RetCCL e Phikon ViT-B. Além disso, considerando os resultados promissores que os modelos DINOv2 Small e Base têm alcançado, foi realizado o fine-tuning, dando origem aos modelos DINOHist-S e DINOHist-B, para avaliar seu comportamento com imagens histopatológicas. Para avaliar o potencial dos modelos foram realizados amplos experimentos com sete bases de dados. Os resultados na tarefa de classificação de lesões demonstraram que, ao ajustar os modelos DINOv2 com poucas iterações, pode-se igualar ou superar os extratores de última geração do domínio histopatológico. Para alguns cenários, os modelos avaliados alcançaram eficácia acima de 99% para múltiplas medidas. Além disso, observou-se que os modelos de estado da arte foram significativamente inferiores em bases de dados de lesões renais, enquanto o fine-tuning permitiu melhores resultados, mesmo para conjuntos de dados pequenos. Na tarefa de recuperação de imagens por conteúdo, os resultados demonstraram que o Phikon ViT-B superou os demais modelos em múltiplos níveis de ranking, alcançando valores de MAP superiores a 90% na maioria das bases de dados e em todos os rankings avaliados. Para a maioria dos datasets, o Phikon ViT-B foi estatisticamente superior, com exceção das bases de lesões renais. Para estas, o DINOHist-S e o DINOHist-B apresentaram os melhores resultados. Em geral, os resultados demonstraram que o ajuste de modelos base em domínios específicos podem superar modelos especializados treinados em larga escala, demandando apenas uma fração dos recursos e do tempo de treinamento em comparação a modelos de estado da arte. Para estender este trabalho, pesquisas futuras podem ser conduzidas, incluindo a avaliação de novas arquiteturas, a utilização de outros conjuntos de dados, a análise de diferentes estratégias de fine-tuning, entre outras.por
dc.description.abstractHistopathology analyzes tissues and lesions for disease diagnosis, but manual analysis is often laborious and error-prone. To improve accuracy and reduce the workload for pathologists, computer-aided diagnosis systems can be used, including disease classifiers and content-based image retrieval tools. However, to be used, these systems need to extract features from images, but labeling these images also requires a great deal of effort, and is often time-consuming and expensive. To mitigate these problems, approaches centered on self-supervised learning can be explored, taking advantage of the inherent structure of the data for learning. In this context, considering the outlined challenges, this study developed and experimentally evaluated self-supervised models applied to histopathological image classification and retrieval tasks. A comparative analysis was conducted using both pre-trained feature extractors trained on natural images—ResNet50, DINOv2 (Small and Base)—and stateof-the-art extractors specifically designed for histopathology, namely RetCCL and Phikon ViT-B. Furthermore, given the promising results obtained by the DINOv2 Small and Base models, fine-tuning was performed, leading to the development of DINOHist-S and DINOHist-B models to assess their effectiveness on histopathological images. To evaluate the potential of the models, extensive experiments were carried out with seven databases. The results in the lesion classification task demonstrated that, by fine-tuning the DINOv2 models with few iterations, it is possible to match or surpass the state-of-the-art extractors in the histopathological domain. For some scenarios, the evaluated models achieved efficiency above 99% for multiple measurements. Furthermore, it was observed that the state-of-the-art models were significantly inferior in kidney lesion databases, while fine-tuning allowed better results, even for small datasets. In the content-based image retrieval task, the results demonstrated that Phikon ViT-B outperformed the other models at multiple ranking levels, achieving MAP values above 90% in most databases and in all rankings evaluated. For most datasets, Phikon ViT-B was statistically superior, with the exception of the kidney lesion databases. For these, DINOHist-S and DINOHist-B presented the best results. In general, the results demonstrated that the adjustment of base models in specific domains can outperform specialized models trained on a large scale, requiring only a fraction of the resources and training time compared to state-of-the-art models. To extend this work, future research can be conducted, including the evaluation of new architectures, the use of other datasets and the analysis of different fine-tuning strategies, among others.eng
dc.description.provenanceSubmitted by Daniela Costa (dmscosta@uefs.br) on 2025-08-05T13:24:40Z No. of bitstreams: 1 JOSE_SOLENIR_LIMA_FIGUEREDO_- Dissertação.pdf: 43676201 bytes, checksum: ac3aebd3f91f99e2b29501acf73eedee (MD5)eng
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2025-08-05T13:24:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSE_SOLENIR_LIMA_FIGUEREDO_- Dissertação.pdf: 43676201 bytes, checksum: ac3aebd3f91f99e2b29501acf73eedee (MD5) Previous issue date: 2025-03-26eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.formatapplication/pdf*
dc.thumbnail.urlhttp://tede2.uefs.br:8080/retrieve/6541/JOSE_SOLENIR_LIMA_FIGUEREDO_-%20Disserta%c3%a7%c3%a3o.pdf.jpg*
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Estadual de Feira de Santanapor
dc.publisher.departmentDEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATASpor
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.initialsUEFSpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência da Computaçãopor
dc.rightsAcesso Abertopor
dc.subjectHistopatologiapor
dc.subjectLesõespor
dc.subjectAprendizado Auto-Supervisionadopor
dc.subjectClassificaçãopor
dc.subjectRecuperação de Imagens por conteúdopor
dc.subjectHistopathologyeng
dc.subjectLesionseng
dc.subjectSelf-Supervised Learningeng
dc.subjectClassificationeng
dc.subjectContent-Based Image Retrievaleng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRApor
dc.titleAprendizado auto-supervisionado para classificação e recuperação de imagens histopatológicaspor
dc.typeDissertaçãopor
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JOSE_SOLENIR_LIMA_FIGUEREDO_- Dissertação.pdfFiguerêdo, José Solenir Lima - Dissertação42,65 MBAdobe PDFThumbnail

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