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Title: Interpretabilidade de redes neurais convolucionais aplicadas a imagens de ressonância magnética.
Other Titles: Interpretability of convolutional neural networks applied to magnetic resonance images.
???metadata.dc.creator???: FREITAS, Rennan Rocha de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: GOMES, Herman Martins.
???metadata.dc.contributor.referee1???: PEREIRA, Eanes Torres.
???metadata.dc.contributor.referee2???: BRASILEIRO, Francisco Vilar.
Keywords: Redes Neurais;Classificador de Imagens;Tumor Cerebral;Dataset;Técnica RISE;Neural Networks;Image Classification;Brain Tumor;RISE Technique
Issue Date: 15-May-2024
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: FREITAS, Rennan Rocha de. Interpretabilidade de redes neurais convolucionais aplicadas a imagens de ressonância magnética. 2024. 13 f. Artigo (Bacharelado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/38322
???metadata.dc.description.resumo???: As redes neurais convolucionais atingiram acurácia similar à humana em diversas tarefas de visão computacional, porém a complexidade desses modelos, assim como o número crescente de parâmetros, criam representações de conhecimento e decisões que não são facilmente compreensíveis. Portanto, essas redes estão sendo usadas, na maioria das vezes, como algoritmos de caixa-preta. Dessa forma, é difícil a adoção de tais modelos em ambientes críticos que necessitem de explicações sobre seus resultados, como o contexto médico. Este estudo tem como objetivo treinar um classificador de imagens de tumores cerebrais a partir de um dataset com imagens de ressonância magnética, além de aplicar, avaliar e comparar técnicas de interpretabilidade nesse classificador. Como resultado, obtivemos um classificador com taxa de acurácia de 95% e uma parte das imagens do conjunto de teste foram explicadas através de 11 técnicas de interpretabilidade na vertente de atribuição de características. Em seguida as técnicas foram comparadas de forma subjetiva e objetiva revelando que a técnica RISE obteve a melhor pontuação objetiva dentre as técnicas avaliadas.
Abstract: Convolutional neural networks have achieved human-like accuracy in various computer vision tasks. However, the complexity of these models, along with the increasing number of parameters, creates knowledge representations and decisions that are not easily comprehensible. Therefore, these networks are often used as black-box algorithms. As a result, it is challenging to adopt such models in critical environments that require explanations of their results, such as the medical context. This study aims to train a brain tumor image classifier using a dataset of magnetic resonance imaging (MRI) images, and to apply, evaluate, and compare interpretability techniques on this classifier. As a result, we obtained a classifier with an accuracy rate of 95%, and part of the test set images were explained using 11 feature attribution interpretability techniques. Subsequently, the techni-ques were compared subjectively and objectively, revealing that the RISE technique achieved the best objective score among the evaluated techniques.
Keywords: Redes Neurais
Classificador de Imagens
Tumor Cerebral
Dataset
Técnica RISE
Neural Networks
Image Classification
Brain Tumor
RISE Technique
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciência da Computação
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/38322
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