ZeaScan: ferramenta computacional para classificação e tipificação de grãos de milho utilizando redes neurais convolucionais

dc.contributor.advisor1 Silva Neto, Otilio Paulo
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/2004899053752109pt_BR
dc.contributor.referee1 Silva Neto, Otilio Paulo
dc.contributor.referee1Lattes http://lattes.cnpq.br/2004899053752109pt_BR
dc.contributor.referee2 Leite, Rodolpho Carvalho
dc.contributor.referee2Lattes http://lattes.cnpq.br/2754615428606666pt_BR
dc.contributor.referee3 Brandim, Ayrton de Sá
dc.contributor.referee3Lattes http://lattes.cnpq.br/7812790324298875pt_BR
dc.contributor.referee4 Ribeiro, Francisco Adelton Alves
dc.contributor.referee4Lattes http://lattes.cnpq.br/3590673318354449pt_BR
dc.creator Ferreira Neto, Osmar Leite
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/1018432609649346pt_BR
dc.date.accessioned 2025-09-26T18:54:01Z
dc.date.available 2025-09-26T18:54:01Z
dc.date.issued 2025
dc.description.abstract Maize, an essential crop for global food security and the agri-food industry, requires effective quality control methods to minimize losses and ensure compliance with technical standards. In this context, this study introduces ZeaScan, a mobile application based on convolutional neural networks (CNNs), designed to automate the classification of maize kernels into healthy, mold-damaged, and weevil-damaged categories. The methodology involved image preprocessing to enhance morphological and chromatic features, the application of data augmentation techniques to improve the model’s generalization capacity, and the training of a CNN architecture optimized for efficient execution on mobile devices. The results demonstrated high system performance. In the three-class classification, global accuracy, precision, recall, and F1-score values of 97.36% were achieved. In the binary configuration, which differentiates healthy from defective kernels, the model reached 97.50% accuracy, 97.62% precision, 97.50% recall, and 97.53% F1-score. These findings highlight the robustness of ZeaScan, capable of reducing the subjectivity of manual methods and providing a practical, innovative, and efficient solution for maize quality control. This study represents a significant advancement in the application of computer vision to the production chain, offering a tool that combines technical rigor with operational practicality, with potential positive impacts on the sustainability and efficiency of agribusiness.pt_BR
dc.description.resumo O milho, cultura essencial para a segurança alimentar global e para a indústria agroalimentar, demanda métodos eficazes de controle de qualidade que minimizem perdas e assegurem conformidade com padrões técnicos. Nesse cenário, este trabalho apresenta o ZeaScan, um aplicativo móvel baseado em redes neurais convolucionais (CNNs), desenvolvido para automatizar a classificação de grãos de milho nas categorias sadios, ardidos e carunchados. A metodologia empregada envolveu o pré-processamento de imagens para o realce de características morfológicas e cromáticas, a aplicação de técnicas de aumento de dados para ampliar a capacidade de generalização do modelo e o treinamento de uma arquitetura de CNN otimizada para execução eficiente em dispositivos móveis. Os resultados demonstraram alto desempenho do sistema. Na classificação em três classes, foram obtidos valores globais de acurácia, precisão, recall e F1-score de 97,36%. Já na configuração binária, que diferencia grãos sadios de defeituosos, o modelo alcançou 97,50% de acurácia, 97,62% de precisão, 97,50% de recall e 97,53% de F1-score. Esses achados evidenciam a robustez do ZeaScan, capaz de reduzir a subjetividade dos métodos manuais e oferecer uma solução prática, inovadora e eficiente para o controle de qualidade do milho. O estudo representa um avanço no emprego da visão computacional aplicada à cadeia produtiva, disponibilizando uma ferramenta que alia rigor técnico e praticidade operacional, com potencial impacto positivo na sustentabilidade e na eficiência do agronegócio.pt_BR
dc.identifier.citation FERREIRA NETO, Osmar Leite. ZeaScan: ferramenta computacional para classificação e tipificação de grãos de milho utilizando redes neurais convolucionais. Orientador: Otílio Paulo da Silva Neto. 2025. 124 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) - Instituto Federal do Piauí, Campus Teresina Central, Teresina, 2025.pt_BR
dc.identifier.uri https://bia.ifpi.edu.br/jspui/handle/123456789/4800
dc.language porpt_BR
dc.publisher Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauípt_BR
dc.publisher.country Brasilpt_BR
dc.publisher.department Campus Teresina Centralpt_BR
dc.publisher.initials IFPIpt_BR
dc.publisher.program PPGEMpt_BR
dc.rights Acesso Abertopt_BR
dc.subject Visão computacionalpt_BR
dc.subject Grãos de milho - classificaçãopt_BR
dc.subject ZEASCAN (Aplicativo móvel)pt_BR
dc.subject Segurança alimentar globalpt_BR
dc.subject Indústria agroalimentarpt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::MATERIAIS NAO METALICOSpt_BR
dc.subject.cnpq CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO::SOFTWARE BASICOpt_BR
dc.title ZeaScan: ferramenta computacional para classificação e tipificação de grãos de milho utilizando redes neurais convolucionaispt_BR
dc.title.alternative ZeaScan: computational tool for classification and typification of corn kernels using convolutional neural networkspt_BR
dc.type Dissertaçãopt_BR

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