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Tipo do documento: Dissertação
Título: Abordagem de visão computacional para contagem de unidades formadoras de colônias de micro-organismos
Título(s) alternativo(s): Computational vision approach for counting of microorganisms colony forming units
Autor: Boukouvalas, Dimitria Theophanis 
Primeiro orientador: Araújo, Sidnei Alves de
Primeiro membro da banca: Araújo, Sidnei Alves de
Segundo membro da banca: Vieira, Tiago Figueiredo
Terceiro membro da banca: Prates, Renato Araújo
Quarto membro da banca: Deana, Alessandro Melo
Resumo: A quantificação de unidades formadoras de colônias (UFCs) preparadas conforme a técnica padrão de espalhamento é uma rotina diária de laboratório que requer uma grande quantidade de recursos materiais, humanos e de tempo, uma vez que é executada manualmente em placas de Petri contendo uma única diluição da amostra. Por outro lado, a SP-SDS (Single Plate Serial Dilution Spotting, em tradução livre para o português: Diluição Serial em Placa Única) é uma técnica amplamente utilizada que permite grande redução no uso de recursos materiais e tempo, pois utiliza diversas diluições de uma amostra numa mesma placa de Petri. Existem diferentes abordagens na literatura para a automação da quantificação de UFCs que são baseadas em imagens de placas de Petri preparadas pela técnica padrão, em que há baixa variação das características das UFCs e que são capturadas sob condições de ambiente controlado, o que não é a realidade dos laboratórios. Em vista disso, nesta pesquisa foi proposta uma abordagem de visão computacional para quantificação automática de UFCs em imagens de placas de Petri preparadas pela técnica SP-SDS e adquiridas sob condições reais de laboratório, a qual é composta por três etapas: extração das regiões de interesse (diluições na placa de Petri), contagem de UFCs isoladas por meio de descritores de forma baseados em região, e contagem de UFCs em aglomerados por meio de granulometria por correlação cruzada. Nos experimentos realizados constatou-se que a abordagem proposta permite a quantificação de UFCs com acurácia de 99,5%, precisão de 99,7%, sensibilidade de 99,2% e especificidade de 98,3%. Esses resultados foram superiores aos resultados das abordagens Granul e OpenCFU, com as quais a abordagem proposta foi comparada. Em adição, a partir da abordagem proposta concebeu-se um software de fácil utilização para quantificação de UFCs.
Abstract: Quantification of colony forming units (CFU) on microbial cultures prepared according to the standard spread plate technique is a daily laboratory routine that requires a large amount of material, human and time resources, as it is performed manually in Petri dishes containing a single dilution of the sample. On the other hand, SP-SDS (Single Plate Serial Dilution Spotting) is a widely used technique that allows great reduction in the use of material resources and time, since it uses several dilutions of a sample in the same Petri dish. There are different approaches in the literature for automation of CFU quantification that are based on images of standard spread plate Petri dishes with low variation of CFU features and captured under controlled lighting conditions, which is not the actual situation of laboratories. In view of this, in this study, a computational vision approach was proposed for automated quantification of CFU in Petri dishes prepared by the SP-SDS technique and acquired under real laboratory conditions, which is composed of three steps: extraction of regions of interest (Petri dish dilutions), counting of isolated CFU by region-based shape descriptors, and counting of CFU in agglomerates by cross-correlation granulometry. In the experiments carried out, it was verified that the proposed approach allows the quantification of CFU with accuracy of 99.5%, precision of 99.7% sensitivity of 99.2% and specificity of 98.3%. These results were superior to the results of the Granul and OpenCFU approaches, with which the proposed approach was compared. In addition, a user-friendly software for the quantification of CFU was conceived from the proposed approach.
Palavras-chave: contagem de colônias
diluição serial
granulometria por correlação cruzada
descritores de forma baseados em região
segmentação
colony count
serial dilution
cross-correlation granulometry
region-based shape descriptors
segmentation
Área(s) do CNPq: CIENCIA DA COMPUTACAO::SISTEMAS DE COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Nove de Julho
Sigla da instituição: UNINOVE
Departamento: Informática
Programa: Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento
Citação: Boukouvalas, Dimitria Theophanis. Abordagem de visão computacional para contagem de unidades formadoras de colônias de micro-organismos. 2019. 89 f. Dissertação( Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento) - Universidade Nove de Julho, São Paulo.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bibliotecatede.uninove.br/handle/tede/3041
Data de defesa: 5-Fev-2019
Aparece nas coleções:Programa de Pós-Graduação em Informática e Gestão do Conhecimento

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