[pt] APRENDIZADO SEMI E AUTO-SUPERVISIONADO APLICADO À CLASSIFICAÇÃO MULTI-LABEL DE IMAGENS DE INSPEÇÕES SUBMARINAS - AMANDA LUCAS PEREIRA (2023)
[pt] O segmento offshore de produção de petróleo é o principal produtor nacional desse insumo. Nesse contexto, inspeções submarinas são cruciais para a manutenção preventiva dos equipamentos, que permanecem toda a vida útil em ambiente oceânico. A partir dos dados de imagem e sensor coletados nessas inspeções, especialistas são capazes de prevenir e reparar eventuais danos. Tal processo é profundamente complexo, demorado e custoso, já que profissionais especializados têm que assistir a horas de vídeos atentos a detalhes. Neste cenário, o presente trabalho explora o uso de modelos de classificação de imagens projetados para auxiliar os especialistas a encontrarem o(s) evento(s) de interesse nos vídeos de inspeções submarinas. Esses modelos podem ser embarcados no ROV ou na plataforma para realizar inferência em tempo real, o que pode acelerar o ROV, diminuindo o tempo de inspeção e gerando uma grande redução nos custos de inspeção. No entanto, existem alguns desafios inerentes ao problema de classificação de imagens de inspeção submarina, tais como: dados rotulados balanceados são caros e escassos; presença de ruído entre os dados; alta variância intraclasse; e características físicas da água que geram certas especificidades nas imagens capturadas. Portanto, modelos supervisionados tradicionais podem não ser capazes de cumprir a tarefa. Motivado por esses desafios, busca-se solucionar o problema de classificação de imagens submarinas a partir da utilização de modelos que requerem menos supervisão durante o seu treinamento. Neste trabalho, são explorados os métodos DINO (Self-DIstillation with NO labels, auto-supervisionado) e uma nova versão multi-label proposta para o PAWS (Predicting View Assignments With Support Samples, semi-supervisionado), que chamamos de mPAWS (multi-label PAWS). Os modelos são avaliados com base em sua performance como extratores de features para o treinamento de um classificador simples, formado por uma camada densa. Nos experimentos realizados, para uma mesma arquitetura, se obteve uma performance que supera em 2.7 por cento o f1-score do equivalente supervisionado.