Análise Comparativa de Técnicas de Aprendizado de Máquina para Reconhecimento de Células Sanguíneas
| dc.contributor.advisor | Doutora Sílvia Grasiella Moreira Almeida | |
| dc.contributor.author | Inácio, Dionízio Júnio | |
| dc.contributor.coadvisor | Doutor Agnaldo José da Rocha Reis | |
| dc.contributor.coadvisor | Mestre Jonathan Cristovão Ferreira da Silva | |
| dc.date.accessioned | 2025-08-19T19:46:36Z | |
| dc.date.issued | 2025-07-17 | |
| dc.description | A inteligência artificial (IA) tem se consolidado como uma ferramenta essencial em diversos setores, incluindo a medicina, onde oferece soluções inovadoras e eficientes. No entanto, abordagens de aprendizado de máquina mais tradicionais ainda dispõem de um vasto potencial a ser explorado. Este trabalho se dedica à classificação automatizada de quatro subtipos de células sanguíneas (Linfócitos, Neutrófilos, Monócitos e Eosinófilos), uma tarefa crucial para diagnósticos médicos que, quando realizada manualmente, pode ser demorada e suscetível a variabilidades. O estudo apresenta uma avaliação comparativa de técnicas de aprendizado de máquina, utilizando uma abordagem multimodal que combina diferentes tipos de recursos extraídos manualmente de imagens por meio de técnicas não supervisionadas. Especificamente, foram empregados os Padrões Binários Locais (LBP), histogramas do espaço de cores Matiz, Saturação e Valor (HSV) e indicadores de análise de textura. Esses conjuntos de características alimentaram os classificadores Random Forest (RF), Máquina de Vetores de Suporte (SVM), K Vizinhos Mais Próximos (KNN) e Perceptron de Múltiplas Camadas (MLP). Após a extração de características e o ajuste de hiperparâmetros por validação cruzada K-Fold, os modelos foram avaliados com base em sua acurácia no conjunto de validação. A partir disso, foram selecionadas as três melhores combinações de características para cada modelo, permitindo uma análise mais objetiva e focada no potencial de generalização dos classificadores. Os resultados demonstraram que os modelos KNN, Random Forest e, especialmente, o MLP alcançaram desempenhos satisfatórios. As combinações de características que integraram LBP e HSV – notadamente LBP+HSV e LBP+HSV+Textura – resultaram nas maiores acurácias de validação, frequentemente ultrapassando 99%. Como destaque, o modelo MLP obteve uma acurácia de validação de 99,0% ao utilizar a combinação de todas as características investigadas. Este estudo também sugere direcionamentos promissores para pesquisas futuras, visando ampliar as aplicações desta tecnologia no campo da saúde. | |
| dc.description.abstract | Artificial intelligence (AI) has established itself as an essential tool in various sectors, including medicine, where it offers innovative and efficient solutions. However, more traditional machine learning approaches still possess vast unexplored potential. This study focuses on the automated classification of four blood cell subtypes (Lymphocytes, Neutrophils, Monocytes, and Eosinophils), a crucial task for medical diagnostics that, when performed manually, can be time-consuming and prone to variability. The study presents a comparative evaluation of machine learning techniques, employing a multimodal approach that combines different types of features manually extracted from images using unsupervised techniques. Specifically, Local Binary Patterns (LBP), histograms of the Hue, Saturation, and Value (HSV) color space, and texture analysis indicators were employed. These feature sets fed the Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), K-Nearest Neighbors (KNN), and Multi-Layer Perceptron (MLP) classifiers. After feature extraction and hyperparameter tuning using K-Fold cross-validation, model performance was evaluated based on validation accuracy. From this, the three best-performing feature combinations were selected for each classifier, allowing for a more objective analysis focused on generalization potential. The results demonstrated that KNN, Random Forest, and especially the MLP model achieved high classification performance. Feature combinations integrating LBP and HSV – particularly LBP+HSV and LBP+HSV+Texture – led to the highest validation accuracies, often exceeding 99%. Notably, the MLP model achieved a validation accuracy of 99.0% when using the combination of all features investigated. This study also outlines promising directions for future research, aiming to broaden the application of this technology in the healthcare field. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14387/2489 | |
| dc.language.iso | Português | |
| dc.orcid | Instituto Federal de Minas Gerais | |
| dc.publisher.campi | Ouro Preto | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.institution | Instituto Federal de Minas Gerais | |
| dc.publisher.program | Especialização em Inteligência Artificial | |
| dc.rights | Acesso aberto | |
| dc.subject.keyword | Inteligência Artificial | |
| dc.subject.keyword | Aprendizado de Máquina | |
| dc.subject.keyword | Classificação de Células Sanguíneas | |
| dc.title | Análise Comparativa de Técnicas de Aprendizado de Máquina para Reconhecimento de Células Sanguíneas | |
| dc.type | Trabalho de Conclusão de Curso |
