AFSoft AFSoft - Embrapa Instrumentação
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1. Manual de Utilizacao Engipa Instrumenta o Agropecu ria Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecu ria Embrapa Instrumenta o Agropecu ria Minist rio da Agricultura Pecu ria e Abastecimento AFSoft Manual de Utiliza o L cio Andr de Castro Jorge Daniel Jos da Cunha Bueno Silva Embrapa Instrumenta o Agropecu ria S o Carlos SP 2009 Exemplares desta publica o podem ser adquiridos na Embrapa Instrumenta o Agropecu ria Rua XV de Novembro 1452 Caixa Postal 741 CEP 13560 970 S o Carlos SP Fone 16 2107 2800 Fax 16 2107 2902 www cnpdia embrapa br E mail sac cnpdia embrapa br Comit de Publica es da Unidade Presidente Dr Luiz Henrique Capparelli Mattoso Membros Dra D bora Marcondes Bastos Pereira Milori Dr Jo o de Mendon a Naime Dr Washington Luiz de Barros Melo Val ria de F tima Cardoso Membro Suplente Dr Paulo S rgio de Paula Herrmann Junior Supervisor editorial Dr Victor Bertucci Neto Normaliza o bibliogr fica Val ria de F tima Cardoso Tratamento de ilustra es Valentim Monzane Capa Manoela Campos Editora o eletr nica Valentim Monzane e Manoela Campos 1a edi o 14 impress o 2009 tiragem 300 Todos os direitos reservados A reprodu o n o autorizada desta publica o no todo ou em parte constitui viola o dos direitos autorais Lei no 9 610 CIP Brasil Cataloga o na publica o Embrapa Instr2. o no AFSoft necess rio abrir uma imagem por meio do Menu gt Arquivo gt Abrir Imagem Para sele o da imagem a ser analisada ser apresentada a tela da Figura 2 Uma vez aberta a imagem aparece na tela principal como mostra a Figura 3 EO ESSE Emma Fig 1 Tela principal e abertura de uma imagem amp Abrir Imagem Examinar Crotos 16 07 cafe alle EE Bal C3 dentro tab 1mega D testeArdido50porcento jpg fora arvore 1 ardidos JPG 9 cafe artigo peq JPG Ci tolnas JPG 9 folha3mexida JPG C temp ipa Nome do arquivo folha3 JPG Tipo All Files Abrir Cancel Fig 2 Menu de sele o da imagem a ser aberta na TT Fig 3 Imagem aberta Ap s a abertura da imagem uma mensagem exibida conforme apresentado na Figura 4 Nesta mensagem solicita se definir uma escala na imagem ou n o A escala necess ria para se obter medidas de reas em unidades desejadas AFSoft Manual de Utiliza o Existem duas formas se utilizar unidades reais de medida centimetros metros etc 1 Quando se adquire imagens com filmadoras ou c meras digitais Se a imagem foi adquirida com uma filmadora ou c mera digital pode se ajustar a c mera em diferentes posi es obtendo imagens mais pr ximas ou mais afastadas ou seja mudando a dist ncia de tomada da imagem Para tanto perde se o referencial de escala se fazendo necess rio colocar uma refe
3. 29 728075828203 10062318355 71 60593099723008 4912338 89 72314243592794 30563828150705 6934126 18 95652509769445 a E 65 joo 101 0916434356371 3242065 48 4979027093627 Fig 35 Resultados do lote 20 Minist rio da Agricultura Pecuaria e Abastecimento GOVERNO FEDERAL ISBN 978 85 86463 20 4 gt CJ pI iO uo oo Ww OD oo m mi
4. Soft Software para An lise Foliar Manual de Utilizacao O software AFSoft uma ferramenta que utiliza artif cios de intelig ncia artificial para a an lise de imagens de folhas a partir de padr es de cores pr estabelecidos A ferramenta reconhece padr es pr estabelecidos e classifica a amostra como um todo O conceito da rea de intelig ncia artificial explorado o de Redes Neurais Supervisionadas um tipo de constru o que simula o c rebro humano segundo algum treinamento Para que se obtenha resultado satisfat rio com a t cnica de Redes Neurais necess rio que um especialista da rea fa a ou acompanhe o treinamento do AFSoft de acordo com os padr es de cores que se deseja reconhecer Cabe ainda salientar que quanto maior o n mero de padr es informados para o treinamento da rede melhor ser o resultado da classifica o O treinamento uma das principais etapas e aquela que pode levar mais tempo para que o sistema aprenda Depois de conclu do basta selecionar a rede criada e classificar as imagens de amostras desejadas sendo esta etapa bem mais r pida O sistema possibilita a an lise e visualiza o das imagens classificadas com os respectivos resultados em porcentagens de padr es A seguir segue um pequeno guia para a utiliza o do AFSoft AFSoft Manual de Utiliza o ARa uma Imagem Uma vez executado o programa este abre a tela principal apresentada na Figura 1 Para iniciar qualquer a
5. das imagens selecionadas Fig 32 poss vel definir se as imagens processadas s o ou n o armazenadas Uma vez processada cada imagem mostrada na tela conforme Figura 33 e o seu processamento na Figura 34 No final os respectivos dados s o calculados numa tabela conforme Figura 35 lv Salvar imagens classificadas 2 Salvar porcentagens Nome do Lote ffolhas soja Fig 32 Op o de Salvar imagens processadas e resultados por Sem Poe Prem em Fig 33 Processando lotes 19 AFSoft Manual de Utiliza o Erra rer a2 elise Conta mm mt A I clorose soja w soja 8 Ares em TEEN 150 01226201900507 112457352 7053718140356216 10017999 e 106230360079064_ 9617471 1292720497795356 13 7462275 10 008626008 0010319520683615 00 21472 107 90009894538715 13 77685 11 693231001469838 oo loo 35 833153 3017630192889943 164 10685 54 03705719687804 0 026018833 0 0461 34327764396 58 243507 09 83063845413177 61 72958 71 5254072671521 14 052505 21 00042694467682 73866223 110 30171445615491 12075087 10 032249513087415 384889 o o6s7 968045 a1 06362 14101 10 072539 8 6981 3 0 0022806057 0002032809000796 97 42829 121 01083786281308 3191504702381955 0 18635352 0242812251 4958403 95 B9804 124 95170164988772 5 101880091032366 11526205 33771741112 05 09757 221149348348 3 74 5 6552905809019635 035163465 E 2969251023231 25294 1544 it 736
6. e Utiliza o Fig 24 Classificar Imagem Wee Ils Aparte rato Fig 25 Andamento da Classifica o da Imagem GABBERultados da Imagem Classificada Assim que termina a classifica o exibida a imagem com as cores previamente definidas para cada classe Fig 26 amas Fig 26 Exibi o da Classifica o da Imagem 17 AFSoft Manual de Utiliza o Junto com esta exibi o surge uma caixa de di logo para salvar a imagem classificada no mesmo diret rio da original Fig 27 e as porcentagens de ocorr ncia de cada classe de padr es Fig 28 Deseja salvar a imagem classificada Nome Porcentagem dos Padr es Porcentagens totais dos padr es Folha 1 verde 67 369 necrose 8 784 clorose 23 848 Folha 2 verde 67 594 necrose 8 741 clorose 23 665 Folha 3 verde 67 557 necrose 8 732 clorose 23 712 Salvar em rtf Sair Fig 28 Porcentagens de ocorr ncia de classes de padr es Acessando em Lotes A op o de Processamento em Lote pode ser feita atrav s do menu Processar Imagem gt Classificar Lote Fig 29 Fig 29 Sele o para processar lote 18 AFSoft Manual de Utiliza o Uma vez selecionada esta op o poss vel escolher as imagens do lote para processamento atrav s da tela de sele o das Figuras 30 e 31 Fig 31 Imagens Selecionadas Antes de confirmar a classifica o
7. icar no menu Rede Neural gt Carregar Rede e escolher a rede neural desejada Fig 19 ATEN O O diret rio padr o que aberto para escolher a rede neural um diret rio com o nome de classificadores dentro do diret rio de instala o do AFSoft Todos os 14 AFSoft Manual de Utiliza o classificadores ou rede neurais criadas estar o neste diret rio Portanto se uma rede nao se encontra neste diret rio necess ria a cria o da mesma Um exemplo do menu de escolha da rede pode ser visto na Figura 20 pra Jaa a omen Fig 19 Carregando uma Rede Neural previamente criada L Carregar Rede Examinar C classificadores ly al 8 5 DD O QA folha_soja Minha Primeira Rede testezz C teste folha Nome do arquivo Minha Primeira Rede Tipo an Files Abrir Cancel Fig 20 Escolhendo o Classificador ou Rede Neural 6 B fiitando e Classificando uma Imagem Para classificar uma imagem deve se abri la e selecionar no menu Processar Imagem gt Binarizar Imagem Este procedimento necess rio para que as folhas sejam rotuladas devidamente bem como seus buracos Para isso alguns ajustes devem ser feitos como o valor do Threshold limiar que delimita o tamanho da folha atrav s da barra de binariza o que aparece na tela Fig 21 Este ajuste deve ser feito observando se a identifica o de folhas e buracos p
8. infinidade de combina es de classifica o das folhas em an lise que podem criar uma rede para cada padr o estudado Por fim atribui se um nome rede normalmente relativo aplica o em quest o e com isto feito o treinamento da mesma Exemplo Minha Primeira Rede Fig 15 Criando uma Rede Neural para Classifica o 13 AFSoft Manual de Utiliza o Cria nova rede Joe Escolha as classes da rede a ser criada Classes Adicionadas clorose A erde necrose Adiciona Remove Nome da Rede a ser criada Criar Rede Fig 16 Escolhendo as Classes da Rede a ser Criada L Cria nova rede BAX Escolha as classes da rede a ser criada Classes Adicionadas verde necrose Nome da Rede a ser criada EE Criar Rede Fig 17 Adicionando Classes para a Nova Rede Neural 4 Cria nova rede Bole Escolha as classes da rede a ser criada Classes Adicionadas clorose v erde necrose Adiciona Remove clorose Nome da Rede a ser criada Minha_Primeira_Rede Fig 18 Nomeando e Finalizando a Cria o e Treinamento da Rede dlGapegando Rede Neural existente Uma vez efetuada a cria o da rede ou redes de interesse passa se para etapa de utiliza o da mesma Para carregar uma rede neural que j foi criada e treinada deve se cl
9. k Fig 13 Fig 11 Selecionando exemplo do padr o sobre a imagem Fig 12 Adicionando Padr o selecionado Padr o Adicionado 1 Padr o Adicionado com sucesso Fig 13 Confirma o de Padr o Adicionado com Sucesso Para finalizar a edi o das Classes de Padr es basta clicar no bot o Finaliza Edi o conforme Figura 14 12 AFSoft Manual de Utiliza o verde aavom o SE O Fig 14 Finalizando Edi o dE Grisrido e Treinando uma Rede Neural Uma vez criadas e editadas as classes de padr es deve se criar uma rede neural e trein la Para isso atrav s do menu Rede Neural seleciona se a op o Criar Rede Fig 15 Em seguida aparece uma janela de sele o das classes que se deseja incluir na rede denominada de Cria Nova Rede Um exemplo para a folha da Figura 15 pode ser criado observando as regi es em verde em amarelo e em marrom presentes na folha e que representam as reas que se deseja medir As regi es verdes foram treinadas com padr o denominado VERDE o amarelo foi treinado como sendo uma classe denominada CLOROSE e as regi es em marrom foram usadas para treinar uma classe denominada de NECROSE Sendo assim nesta janela de sele o de classes para treinar a rede selecionou se as tr s classes apenas apesar de existirem tantas outras possibilidades de acordo com os padr es que apresentem necessidade de serem treinados Fig 16 17 e 18 Isto permite uma
10. presenta a classe Exemplos para nomes de classes podem ser Necrose Clorose Ferrugem Sadia verde etc Para cada aplica o necess rio levar em conta o tipo de an lise a ser feita podendo ser diferenciadas as classes por nomes de doen as defici ncias e pragas relacionadas cada cultura analisada Na Figura 7 observa se a interface para sele o de uma cor para representar o padr o calha a cos da Cla 20 Fig 7 Defini o da Cor verde para representar a classe de uma folha sadia de cor verde Depois de definida a cor deve se dar um nome classe para finalizar a cria o da nova classe Para tanto utiliza se uma janela Nova Classe por meio da qual se define o nome da classe para a qual foi selecionada a cor Figura 8 Neste caso ainda n o foi feito o treinamento mas apenas a cria o do nome da classe e a cor que a mesma ser identificada na imagem S Nova Classe BAX Nova Classe VERDE OK Cancelar Fig 8 Nome VERDE definido para a nova classe criada 10 AFSoft Manual de Utiliza o IMPORTANTE A classe FUNDO previamente criada sendo necess rio somente adicionar exemplos do padr o para ela durante a fase de treinamento No desenvolvimento deste software foi determinado que as imagens submetidas s an lises teriam o mesmo padr o de fundo Assim n o necess rio criar v rios padr es de fundo e ainda na cria o das redes neurais a classe FUNDO in
11. r ncia junto imagem de tamanho conhecido de tal forma que seja informado para o software se a folha estava mais pr xima ou mais distante Este referencial usado no software para calcular a escala adequada 2 Quando se utiliza um scanner para digitalizar a imagem das folhas Se for utilizado um scanner esse procedimento n o necess rio pois a pr pria configura o do equipamento j informa este referencial na aquisi o da imagem Nota poss vel ignorar este passo caso as informa es das reas em unidades reais de medida n o sejam relevantes para a an lise rr 5 Fig 4 Mensagem para adicionar ou n o escala Caso seja adotada a defini o de uma escala pode se informar o valor da medida da refer ncia colocada na imagem atrav s da janela que aparece ap s a confirma o conforme observado na Figura 5 a H Fig 5 Definindo a escala a ser utilizada Uma vez terminada a defini o de escala deve se passar para a fase de treinamento caso esta ainda n o tenha sido executada AFSoft Manual de Utiliza o Airis do Classes de Padr es Para que imagens sejam classificadas necess rio criar classes de padr es e submet las ao treinamento da rede neural por meio do menu Classes gt Adicionar nova Classe F2 conforme Figura 6 Fig 6 Adicionando uma Nova Classe Ap s a abertura do menu Classes selecionar o submenu Adicionar Nova Classe e definir a cor e o nome que re
12. ramentas dispon veis A identifica o de regi es nas folhas a partir de t cnicas de processamento de imagens permite medir as reas infestadas por pragas ou lesionada por doen as rea de buracos entre outras Uma das principais caracter sticas do AFSoft a realiza o de an lises em lotes de imagens que utilizam t cnicas baseadas em intelig ncia artificial para classificar os padr es encontrados nas folhas O software tamb m permite avalia es da evolu o da cultura e suas sa das simples facilitam a visualiza o dos resultados das an lises Os relat rios podem ser exportados para planilhas do tipo Microsoft Excel permitindo a manipula o estat stica dos dados obtidos Para cada cultura espec fica como soja milho cana de a car e florestas s o gerados padr es que permitem fazer automaticamente a an lise da cultura Esses bancos de dados permitem a identifica o e quantifica o dos principais problemas que afetam tais culturas tornando poss vel um diagn stico preciso da situa o para fundamentar ado o de medidas corretivas As imagens de folhas analisadas pelo sistema quando georreferenciadas podem gerar mapas que permitem a visualiza o da distribui o de doen as reas de maior incid ncia de ataques por insetos entre outras O AFSoft possui licen a gratuita de utiliza o podendo ser baixado na p gina da Embrapa Instrumenta o Agropecu ria AFSoft Manual de Utiliza o AF
13. resentes nas mesmas Quando a identifica o de folhas e buracos estiver satisfat ria deve se passar ao passo seguinte clicando no bot o gt gt Se desejar reiniciar o processo de binariza o basta clicar no bot o lt lt Ao passar ao pr ximo passo uma mensagem de confirma o ser exibida mostrando quantas folhas e buracos foram detectados Fig 22 Esta opera o denominada de rotula o das folhas presentes na imagem Uma vez terminada com sucesso aparecem as folhas demarcadas nas suas bordas e devidamente rotuladas conforme Figura 23 15 AFSoft Manual de Utiliza o Fig 21 Binarizando uma Imagem Aberta Confirmar Rotula o 2 Foram detectadas 3 folhas Foram detectados 0 buracos Yes No Fig 22 Confirma o de R tulos TE a Fig 23 Exibi o dos r tulos obtidos Depois de criados os r tulos a imagem j pode ser classificada Para isso basta clicar no menu Processar Imagem gt Classificar Imagem que a classifica o iniciar Fig 24 No menu Processar Imagem existe tamb m a op o de processar um lote de imagens ao inv s de processar apenas uma Basta selecionar Processar Imagem gt Classificar Lote O processar em lote segue os mesmos passos anteriores por m aplica se o processamento na lista de imagens selecionadas atrav s do menu Ver item 7 2 Durante o processamento aparecer uma mensagem solicitando aguardar Fig 25 16 AFSoft Manual d
14. serida automaticamente dl Agistonando padr es s classes criadas Depois de criar as classes de padr es desejados na respectiva aplica o necess rio adicionar exemplos dos padr es que representam essas classes O menu Classes gt Editar Classes possibilita a adi o de padr es s classes previamente criadas conforme apresentado na Figura 9 Fig 9 Editando Classes Caso existam alguns padr es j criados a lista de classes j criadas aparecer no canto superior esquerdo da janela do AFSoft Fig 10 Nesta lista deve se selecionar a classe de padr es que se deseja adicionar exemplos de padr es de cores para posterior treinamento do sistema Fig 10 Escolhendo a Classe de Padr es VERDE Uma vez escolhida a classe de padr es a ser treinada deve se selecionar sobre a imagem exemplos deste padr o para mostrar para o software o que cada um deles representa Esta sele o feita diretamente na imagem pressionando o bot o esquerdo do 11 AFSoft Manual de Utiliza o mouse mantendo pressionado at que a rea de sele o abranja o exemplo desejado Um ret ngulo vermelho aparecer sobre a imagem mostrando a regi o selecionada Fig 11 Para confirmar a adi o do padr o escolhido na Classe de Padr es selecionada basta clicar no bot o Add Padr o conforme Figura 12 Com o padr o adicionado com sucesso uma mensagem aparecer como informa o de adi o Basta apenas confirmar no bot o O
15. umenta o Agropecu ria J82a Jorge Lucio Andr de Castro AFSoft manual de utiliza o Lucio Andr de Castro Jorge Daniel Jos da Cunha Bueno Silva S o Carlos SP Embrapa Instrumenta o Agropecu ria 2009 20 p ISBN 978 85 86463 20 4 1 Software An lise foliar 2 Manual Silva Daniel Jos da Cunha Bueno Il T tulo CDD 21 ED 005 3 O Embrapa 2009 Sumario APresenta o feceten acted cetannsind dentuamnd gata eE a A AE 5 INtrOdU O ccs csieatecsdcsecinseseseadacc haus a Ena nA EE na Saad Eaa ones nae 7 1 Abrindo uma Imagem izasassesaasastedosa cae cic dereduenedemecingenacne aa 8 2 Criando Classes depadr es ueniens anan gidi aiaa 10 3 Adicionando padr es s Classes criadas cceceee eee eneeeeeeeeeeeeeneenees 11 4 Criando e Treinando uma Rede Neural cceeceeeeeeee eee eee 13 5 Carregando Rede Neural existente ccccceceeeeeeeneeeeeeeeteneeneas 14 6 Rotulando e Classificando uma imagem iii 15 6 1 Resultados da Imagem Classificada cccececeeeeeeeee teen tees 17 6 2 Processando em Lotes Apresprita o O AFSoft uma ferramenta para an lise foliar Com ele poss vel analisar imagens digitais de folhas capturadas com a utiliza o de c meras fotogr ficas digitais scanners ou c meras de v deo Formatos padr es de imagem podem ser utilizados incluindo bitmap e jpeg As imagens coletadas s o analisadas individualmente utilizando se as fer
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