Avaliação do escore de condição corporal por imagens digitais em fêmeas suínas gestantes
| dc.contributor.advisor-co1 | Ventura, Ricardo Vieira | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | https://lattes.cnpq.br/0956712532589198 | |
| dc.contributor.advisor-co2 | Almeida, Vivian Vezzoni de | |
| dc.contributor.advisor-co2Lattes | https://lattes.cnpq.br/4160526490591013 | |
| dc.contributor.advisor1 | Carmo, Adriana Santana do | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | https://lattes.cnpq.br/0782572407995106 | |
| dc.contributor.referee1 | CARMO, ADRIANA SANTANA DO | |
| dc.contributor.referee2 | GARBOSSA, CESAR AUGUSTO POSPISSIL | |
| dc.contributor.referee3 | SCHULTZ, ERICA BEATRIZ | |
| dc.contributor.referee4 | COSTA JUNIOR, JOAO BATISTA GONÇALVES | |
| dc.contributor.referee5 | SILVA, SERGIO FRANCISCO DA | |
| dc.creator | Cunha, Ana Caroline Rodrigues da | |
| dc.creator.Lattes | https://lattes.cnpq.br/6800177196301410 | |
| dc.date.accessioned | 2026-04-17T20:08:50Z | |
| dc.date.available | 2026-04-17T20:08:50Z | |
| dc.date.issued | 2026-03-09 | |
| dc.description.abstract | Monitoring body condition is one of the most critical practices in the production management and nutritional monitoring of female swine, performed at strategic moments to improve the reproductive performance rates of the herd population. However, these visual evaluations and/or caliper measurements are prone to inconsistencies due to personal perceptions of the ideal phenotype. Continuous evaluation of phenotypic characteristics under morphological assessment allows for nutritional adjustments that optimize sow productivity. This process, which requires time, labor, and involves stressful manual interventions for the animals, can be automated through the collection of 2D digital images of the animals. To minimize the bias of subjective BCS assessment, this study developed and evaluated a deep learning-based approach using pre-trained neural networks for automated classification in pregnant sows and gilts. Aiming to identify the architecture that provides the ideal balance between generalization capability and precision, 190 PIC® Camborough® females were used, with 760 2D digital images captured using a Samsung Galaxy A34 smartphone, considering 4 collections from 190 females during the gestation period, as follows: 567 images for the Ideal class, 140 images for the Under class and 53 images for the Over class. The grid search technique was used to execute 60 experiments, varying the hyperparameters, in addition to obtaining globally optimal combinations for the machine hyperparameters through the adjustment of the PSO algorithm. Furthermore, 80% of the data were used for training, within this set, 20% were used for validation (467 images for training and 116 images for validation) and subsequently, 20% of the dataset (177 images) were used for testing. All convolutional neural networks and hybrid architectures were evaluated using the weighted global F1-Score, the F1-Score per class, and accuracy on the test dataset, as well as the loss function. After the experimental configurations and the correction adjustment between hyperparameters, performance metric results for the convolutional neural networks were obtained on the test set. The experiment for the ResNet50 architecture demonstrated the greatest robustness and consistency, achieving sensitivity for both minority classes, with an accuracy of 70% and an F1-Score per class of 25.4%, 23.5% and 81.5% for Under, Over, and Ideal, respectively, in addition to a weighted F1-Score of 66.5%. The experiments conducted in this study demonstrated that the direct application of transfer learning to body condition in females presents challenges that go beyond the choice of neural network architecture, such as dataset quality. It was further observed that, despite hyperparameter optimization and the application of class weights, the final model encountered difficulties in discriminating against minority classes for all hybrid architectures. The results of this study suggest that the primary limitation lies in the feature extraction stage, likely due to the visual anatomical similarity between the BCS classes. | eng |
| dc.description.resumo | O acompanhamento da condição corporal é uma das práticas mais importantes no manejo de produção e monitoramento nutricional das fêmeas suínas, realizado em momentos estratégicos para melhorar as taxas de desempenho reprodutivo da população no plantel. No entanto, essas avaliações visuais e/ou pelo caliper são propensas a inconsistências, em função de percepções pessoais do fenótipo ideal. A avaliação contínua de características fenotípicas sob avaliação morfológica permite ajustes nutricionais que otimizam a produtividade das porcas. Tal processo, requer tempo, mão de obra e envolvem intervenções manuais estressantes para os animais, pode ser automatizado a partir da coleta de imagens digitais 2D dos animais. Para minimizar o viés da avaliação subjetiva do ECC, este estudo desenvolveu e avaliou uma abordagem baseada em aprendizado profundo utilizando redes neurais pré-treinadas para a classificação automatizada em porcas e leitoas gestantes. Visando identificar a arquitetura que proporciona o equilíbrio ideal entre capacidade de generalização e precisão, foram utilizadas 190 fêmeas suínas PIC® Camborough®, com 760 imagens digitais 2D a partir do smartphone Samsung Galaxy A34, considerando as 4 coletas de 190 fêmeas durante o período de gestação, sendo: 567 imagens para classe Ideal, 140 imagens para a classe Under e, 53 imagens para a classe Over. Foi utilizado a técnica grid search para executar os 60 experimentos, variando os hiperparâmetros, além de obter as combinações globalmente ótimas para os hiperparâmetros das máquinas a partir do ajuste do algoritmo PSO. Ainda, utilizou-se 80% dos dados foram usados para treinamento e, dentro desse conjunto, 20% foram utilizadas para validação (467 imagens para treinamento e 116 imagens para validação) e, posteriormente, 20% do conjunto de dados (177 imagens) foram usadas para o teste. Todas as redes neurais convolucionais e as arquiteturas híbridas foram avaliadas utilizando o F1-Score global ponderado, o F1-Score por classe e a acurácia no conjunto de dados de teste, bem como a função de custo. Após as configurações experimentais e o ajuste de correção entre os hiperparâmetros, obteve-se os resultados as métricas de desempenho no conjunto de teste para as redes neurais convolucionais. O experimento para a arquitetura da ResNet50 apresentou a maior robustez e consistência, alcançando sensibilidade para ambas as classes minoritárias, com acurácia de 70% e F1-score por classe de 25,4%, 23,5% e 81,5% para Under, Over e Ideal, respectivamente, além do F1-Score ponderado em 66.5%. Os experimentos conduzidos neste estudo demonstraram que a aplicação direta do aprendizado por transferência para a condição corporal em fêmeas apresenta desafios que vão além da escolha da arquitetura da rede neural, como a qualidade do conjunto de dados. Observou-se ainda que, apesar da otimização dos hiperparâmetros e da aplicação de pesos de classe, o modelo final apresentou dificuldades em discriminar as classes minoritárias para todas as arquiteturas híbridas. Os resultados deste estudo sugerem que a principal limitação reside na etapa de extração de características, provavelmente devido à similaridade visual anatômica entre as classes do ECC. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás | |
| dc.identifier.citation | CUNHA, A. C. R. Avaliação do escore de condição corporal por imagens digitais em fêmeas suínas gestantes. 2026. 93 f. Tese (Doutorado em Zootecnia) - Escola de Veterinária e Zootecnia, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2026. | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/15249 | |
| dc.language | Português | por |
| dc.publisher | Universidade Federal de Goiás | por |
| dc.publisher.country | Brasil | por |
| dc.publisher.department | Escola de Veterinária e Zootecnia - EVZ (RMG) | |
| dc.publisher.initials | UFG | por |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Zootecnia (EVZ) | |
| dc.rights | Acesso Embargado | |
| dc.subject | Aprendizado profundo | por |
| dc.subject | Fenótipo | por |
| dc.subject | Melhoramento genético | por |
| dc.subject | Redes neurais artificiais | por |
| dc.subject | Suinocultura | por |
| dc.subject | Artificial neural network | eng |
| dc.subject | Deep learning | eng |
| dc.subject | Genetic improvement | eng |
| dc.subject | Phenotype | eng |
| dc.subject | Pig farming | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS AGRARIAS::ZOOTECNIA | |
| dc.title | Avaliação do escore de condição corporal por imagens digitais em fêmeas suínas gestantes | |
| dc.title.alternative | Evaluation of body condition score by digital images in pregnant sows | eng |
| dc.type | Tese |