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Tipo do documento: Dissertação
Título: Avaliação de aprendizado Auto-supervisionado na classificação de glomérulos renais em cenário de forte desbalanceamento de dados
Autor: Azevedo, Gabriel Silva de 
Primeiro orientador: Duarte, Angelo Amâncio
Primeiro membro da banca: Oliveira, Roberta Barbosa
Segundo membro da banca: Angelo, Michele Fúlvia
Resumo: O diagnóstico de doenças renais crônicas por meio da análise histopatológica envolve desafios como a variabilidade interobservador e o elevado tempo de análise. Do ponto de vista computacional, a modelagem automática dessas lesões é adicionalmente dificultada pelo desbalanceamento severo entre classes e pela escassez de amostras representativas de lesões raras. Esta dissertação investiga o uso de técnicas de Aprendizado Auto-Supervisionado (Self-Supervised Learning, SSL) para construir um classificador automático de lesões glomerulares, buscando superar limitações dos métodos supervisionados que dependem de muitos dados rotulados. Foram utilizadas 12.524 imagens de tecido renal, distribuídas em onze lesões distintas e obtidas a partir de múltiplas colorações histológicas: hematoxilina e eosina (HE), ácido periódico de Schiff (PAS) e Azan–Mallory (Azan). Avaliaram-se métodos de SSL, como Self-Distillation with No Labels (DINO) e Simple Framework for Contrastive Learning of Visual Representations (SimCLR), com diferentes backbones (ResNet e Vision Transformers), considerando aumentos e balanceamento de dados. Os resultados demonstram que os métodos de SSL superaram as abordagens supervisionadas em tarefas de classificação multiclasse em cenários de dados desbalanceados. O método DINO, em particular, destacou-se nesse contexto, alcançando um F1-micro de 58,27% em comparação com 43,47% do baseline pré-treinado no ImageNet. Em contrapartida, o SimCLR apresentou um desempenho superior na classificação binária para diversas classes, evidenciando seu poder discriminativo em tarefas específicas de classificação de lesões.
Abstract: The diagnosis of chronic kidney diseases through histopathological analysis involves challenges such as inter-observer variability and the high time required for analysis. From a computational perspective, the automatic modeling of these lesions is further hindered by severe class imbalance and the scarcity of representative samples of rare lesions. This dissertation investigates the use of Self-Supervised Learning (SSL) techniques to build an automatic classifier of glomerular lesions, aiming to overcome limitations of supervised methods that depend on large amounts of labeled data. A total of 12,524 renal tissue images were used, distributed across eleven distinct lesions and obtained from multiple histological stains: hematoxylin and eosin (HE), periodic acid–Schiff (PAS), and Azan–Mallory (Azan). SSL methods such as SelfDistillation with No Labels (DINO) and Simple Framework for Contrastive Learning of Visual Representations (SimCLR) were evaluated with different backbones (ResNet and Vision Transformers), considering data augmentation and balancing strategies. The results demonstrate that SSL methods outperformed supervised approaches in multiclass classification tasks under imbalanced data scenarios. The DINO method, in particular, stood out in this context, achieving an F1-micro score of 58.27% compared to 43.47% for the ImageNet-pretrained baseline. In contrast, SimCLR showed superior performance in binary classification for several classes, highlighting its discriminative power in specific lesion classification tasks.
Palavras-chave: Aprendizado auto-supervisionado
Patologia computacional
Histopatologia renal
Classificação de imagens
Deep learning
Self-supervised learning
Computational pathology
Renal histopathology
Image classification
Deep learning
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual de Feira de Santana
Sigla da instituição: UEFS
Departamento: DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação
Citação: AZEVEDO, Gabriel Silva de. Avaliação de aprendizado Auto-supervisionado na classificação de glomérulos renais em cenário de forte desbalanceamento de dados, 2025, 90 f., Dissertação (mestrado) - Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, Universidade Estadual de Feira de Santana, Feira de Santana.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://tede2.uefs.br:8080/handle/tede/2041
Data de defesa: 8-Dez-2025
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