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dc.creatorDias Junior, Jocival Dantas-
dc.date.accessioned2025-04-03T13:44:33Z-
dc.date.available2025-04-03T13:44:33Z-
dc.date.issued2025-02-28-
dc.identifier.citationDIAS JUNIOR, Jocival Dantas. Transformer-Based Automatic Weed Segmentation in Multispectral UAV Imagery. 2025. 95 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.146.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufu.br/handle/123456789/45128-
dc.description.abstractWeed mismanagement causes significant annual losses to Brazilian agriculture, with some estimates reaching billions of reais. Given the vital role agriculture plays in Brazil's economy, efficient weed management is essential. Over the years, advances in technology, such as the use of multispectral and hyperspectral sensors coupled with Unmanned Aerial Vehicles (UAVs), have enhanced weed management strategies, enabling precise monitoring and decision-making. However, the critical challenge in developing automated weed management systems lies in accurately segmenting weeds from crops. This task is inherently complex due to various factors, such as the phenotypic similarity between weeds and crops, occlusions, shadows, variations in weather conditions, differences in plant growth stages, and image capture inconsistencies during UAV flights, including motion blur and noise. This research proposes a novel segmentation framework based on vision transformers architectures, leveraging vegetation indices and alternative color spaces to achieve precise weed segmentation across diverse scenarios and datasets. The proposed methodology integrates spectral, spatial, and contextual information using early and late fusion strategies, significantly enhancing segmentation accuracy. Experimental results demonstrate the superiority of the approach compared to state-of-the-art methods. On the Sugarcane and RedEdge datasets, late fusion strategies achieved F1-scores of 0.840 and 0.857, respectively. For the challenging Sequoia dataset, the methodology achieved an F1-score of 0.736, highlighting its robustness in complex agricultural scenarios.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Uberlândiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/*
dc.subjectComputaçãopt_BR
dc.subjectTransformerspt_BR
dc.subjectAprendizado Profundopt_BR
dc.subjectPlantas Infestantespt_BR
dc.subjectAgricultura de Precisãopt_BR
dc.subjectÍndices de Vegetaçãopt_BR
dc.subjectWeed Segmentationpt_BR
dc.subjectTransformer Modelspt_BR
dc.subjectPrecision Agriculturept_BR
dc.subjectVegetation Indicespt_BR
dc.subjectMultispectral Imagingpt_BR
dc.subjectUAV-Based Monitoringpt_BR
dc.titleTransformer-based automatic weed segmentation in multispectral UAV imagerypt_BR
dc.title.alternativeTransformer-Based Automatic Weed Segmentation in Multispectral UAV Imagerypt_BR
dc.typeTesept_BR
dc.contributor.advisor-co1Escarpinati, Maurício Cunha-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5939941255055989pt_BR
dc.contributor.advisor1Backes, André Ricardo-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8590140337571249pt_BR
dc.contributor.referee1Travençolo, Bruno Augusto Nassif-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2590427557264952pt_BR
dc.contributor.referee2Ferrari, Ricardo José-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8460861175344306pt_BR
dc.contributor.referee3Nascimento, Marcelo Zanchetta do-
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5800175874658088pt_BR
dc.contributor.referee4Casanova, Dalcimar-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/4155115530052195pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9146198597651553pt_BR
dc.description.degreenameTese (Doutorado)pt_BR
dc.description.resumoO manejo inadequado de plantas daninhas causa perdas anuais significativas à agricultura brasileira, com estimativas que alcançam bilhões de reais. Dada a importância vital da agricultura na economia do Brasil, o manejo eficiente dessas plantas é essencial. Nos últimos anos, os avanços tecnológicos, como o uso de sensores multiespectrais e hiperespectrais acoplados a Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs), aprimoraram as estratégias de manejo de plantas daninhas, possibilitando monitoramento e tomada de decisão precisos. Contudo, o grande desafio no desenvolvimento de sistemas automáticos de manejo de plantas daninhas está em segmentá-las corretamente das culturas. Essa tarefa é intrinsecamente complexa devido a diversos fatores, como a similaridade fenotípica entre culturas e plantas daninhas, oclusões, sombras, variações nas condições climáticas, diferenças nos estágios de crescimento das plantas e inconsistências durante a captura de imagens por VANTs, incluindo borrões de movimento e ruídos. Este trabalho propõe uma nova abordagem de segmentação baseada em vision transformers, utilizando índices de vegetação e espaços de cor alternativos para alcançar uma segmentação precisa de plantas daninhas em diversos cenários e datasets. A metodologia proposta integra informações espectrais, espaciais e contextuais por meio de estratégias de fusão inicial e tardia, aprimorando significativamente a precisão da segmentação. Os resultados experimentais demonstram a superioridade da abordagem em relação ao estado da arte. No conjunto de dados Sugarcane e RedEdge, estratégias de fusão tardia alcançaram um F1-score de 0,840 e 0,857 respectivamente. Para o desafiador conjunto de dados Sequoia, a metodologia alcançou um F1-score de 0,736, destacando sua robustez em cenários agrícolas complexos.pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ciência da Computaçãopt_BR
dc.sizeorduration95pt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAOpt_BR
dc.identifier.doihttp://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.146pt_BR
dc.orcid.putcode181568082-
dc.crossref.doibatchid633e889f-6fd8-47a4-beb8-0d91e53a868f-
dc.subject.autorizadoComputaçãopt_BR
dc.subject.odsODS::ODS 2. Fome zero e agricultura sustentável - Acabar com a fome, alcançar a segurança alimentar e melhoria da nutrição e promover a agricultura sustentável.pt_BR
Appears in Collections:TESE - Ciência da Computação

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