Clasificación de estrellas y galaxias a través de ensamble híbrido de deep learning

RESUMEN : La astronomía es una ciencia que nos permite comprender la estructura y evolución del universo en el que vivimos. Una de las tareas fundamentales en la investigación astronómica es la identificación y clasificación de fuentes de luz en las imágenes capturadas por los telescopios, más espec...

Full description

Autores:
Robayo Lozano, Oscar Felipe
Tipo de recurso:
Tesis
Fecha de publicación:
2023
Institución:
Universidad de Antioquia
Repositorio:
Repositorio UdeA
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/35758
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/10495/35758
Palabra clave:
Aprendizaje Profundo
Deep Learning
Análisis de datos
Data analysis
Estadística
Estrellas
Galaxias
Redes neurales (computadores)
Neural networks (Computer science)
Procesamiento óptico de datos
Procesamiento de imágenes
Detección de objetos
http://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept2214
Rights
openAccess
License
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
id UDEA2_dab6f01f846ed3b2e759334e2b3f3de7
oai_identifier_str oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/35758
network_acronym_str UDEA2
network_name_str Repositorio UdeA
repository_id_str
dc.title.spa.fl_str_mv Clasificación de estrellas y galaxias a través de ensamble híbrido de deep learning
title Clasificación de estrellas y galaxias a través de ensamble híbrido de deep learning
spellingShingle Clasificación de estrellas y galaxias a través de ensamble híbrido de deep learning
Aprendizaje Profundo
Deep Learning
Análisis de datos
Data analysis
Estadística
Estrellas
Galaxias
Redes neurales (computadores)
Neural networks (Computer science)
Procesamiento óptico de datos
Procesamiento de imágenes
Detección de objetos
http://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept2214
title_short Clasificación de estrellas y galaxias a través de ensamble híbrido de deep learning
title_full Clasificación de estrellas y galaxias a través de ensamble híbrido de deep learning
title_fullStr Clasificación de estrellas y galaxias a través de ensamble híbrido de deep learning
title_full_unstemmed Clasificación de estrellas y galaxias a través de ensamble híbrido de deep learning
title_sort Clasificación de estrellas y galaxias a través de ensamble híbrido de deep learning
dc.creator.fl_str_mv Robayo Lozano, Oscar Felipe
dc.contributor.advisor.none.fl_str_mv Muñoz Cuartas, Juan Carlos
dc.contributor.author.none.fl_str_mv Robayo Lozano, Oscar Felipe
dc.contributor.researchgroup.spa.fl_str_mv Grupo de Física y Astrofísica Computacional (FACOM)
dc.subject.decs.none.fl_str_mv Aprendizaje Profundo
Deep Learning
topic Aprendizaje Profundo
Deep Learning
Análisis de datos
Data analysis
Estadística
Estrellas
Galaxias
Redes neurales (computadores)
Neural networks (Computer science)
Procesamiento óptico de datos
Procesamiento de imágenes
Detección de objetos
http://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept2214
dc.subject.unesco.none.fl_str_mv Análisis de datos
Data analysis
dc.subject.lemb.none.fl_str_mv Estadística
Estrellas
Galaxias
Redes neurales (computadores)
Neural networks (Computer science)
Procesamiento óptico de datos
Procesamiento de imágenes
dc.subject.proposal.spa.fl_str_mv Detección de objetos
dc.subject.unescouri.none.fl_str_mv http://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept2214
description RESUMEN : La astronomía es una ciencia que nos permite comprender la estructura y evolución del universo en el que vivimos. Una de las tareas fundamentales en la investigación astronómica es la identificación y clasificación de fuentes de luz en las imágenes capturadas por los telescopios, más específicamente entre estrellas y galaxias. Sin embargo, distinguir entre estos cuerpos celestes en una imagen puede ser un desafío, ya que ambas pueden ser similares en cuanto a forma y tamaño a partir de ciertas distancias. Por otro lado los recientes y venideros censos del cielo proveen enromes cantidades de información en la forma de imágenes (del orden de decenas de Tb por semana). Identificar y clasificar fuentes en tales conjuntos de datos se convierte en una tarea imposible desde el punto de vista práctico si se piensa en que sea una labor hecha por humanos, y se hace necesario hacer uso de herramientas computacionales para resolver el problema. En este proyecto, se presenta una solución a esta problemática mediante un framework que combina y explota dos modelos de deep learning: MobileNetSSDv2 para la detección de objetos y ResNet para clasificar los objetos detectados. El objetivo de este trabajo es demostrar la efectividad de este enfoque en la identificación precisa de fuentes de luz astronómicas en imágenes. Los modelos fueron entrenados utilizando redes neuronales convolucionales y técnicas de deep learning, que proveen mejores resultados que otros métodos basados en ingeniería de características manuales o en maquinas de vectores de soporte (SVM). Estos métodos fueron entrenados utilizando el dataset público de Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
publishDate 2023
dc.date.accessioned.none.fl_str_mv 2023-07-05T15:31:50Z
dc.date.available.none.fl_str_mv 2023-07-05T15:31:50Z
dc.date.issued.none.fl_str_mv 2023
dc.type.spa.fl_str_mv Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Especialización
dc.type.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec
dc.type.redcol.spa.fl_str_mv http://purl.org/redcol/resource_type/COther
dc.type.coarversion.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.driver.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/other
dc.type.version.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/draft
format http://purl.org/coar/resource_type/c_46ec
status_str draft
dc.identifier.uri.none.fl_str_mv https://hdl.handle.net/10495/35758
url https://hdl.handle.net/10495/35758
dc.language.iso.spa.fl_str_mv spa
language spa
dc.rights.uri.*.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
dc.rights.uri.spa.fl_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
dc.rights.accessrights.spa.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar.spa.fl_str_mv http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
http://purl.org/coar/access_right/c_abf2
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.extent.spa.fl_str_mv 60
dc.format.mimetype.spa.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.spa.fl_str_mv Universidad de Antioquia
dc.publisher.place.spa.fl_str_mv Medellín, Colombia
dc.publisher.faculty.spa.fl_str_mv Facultad de Ingeniería. Especialización en Analítica y Ciencia de Datos
institution Universidad de Antioquia
bitstream.url.fl_str_mv https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/65c50328-d2c4-455a-8968-e845eb3c1bdb/download
https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/57854c58-08d7-4675-8aec-68a2e14d419f/download
https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/580ba88b-568a-4325-88f5-ef47b9aad2b0/download
https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/e9687150-6ffe-4a12-ba13-dae69d2e4860/download
https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/8f4dd583-412b-497a-9fda-4ee1e23114fd/download
bitstream.checksum.fl_str_mv 77fb83817bd3842d1dc047b13b229a90
b88b088d9957e670ce3b3fbe2eedbc13
8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33
a87355090c3f57d6a0e2c391bd1984f5
bbd18f4779b4672cae0aea7c930e7c77
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositorio Institucional de la Universidad de Antioquia
repository.mail.fl_str_mv aplicacionbibliotecadigitalbiblioteca@udea.edu.co
_version_ 1851052274147655680
spelling Muñoz Cuartas, Juan CarlosRobayo Lozano, Oscar FelipeGrupo de Física y Astrofísica Computacional (FACOM)2023-07-05T15:31:50Z2023-07-05T15:31:50Z2023https://hdl.handle.net/10495/35758RESUMEN : La astronomía es una ciencia que nos permite comprender la estructura y evolución del universo en el que vivimos. Una de las tareas fundamentales en la investigación astronómica es la identificación y clasificación de fuentes de luz en las imágenes capturadas por los telescopios, más específicamente entre estrellas y galaxias. Sin embargo, distinguir entre estos cuerpos celestes en una imagen puede ser un desafío, ya que ambas pueden ser similares en cuanto a forma y tamaño a partir de ciertas distancias. Por otro lado los recientes y venideros censos del cielo proveen enromes cantidades de información en la forma de imágenes (del orden de decenas de Tb por semana). Identificar y clasificar fuentes en tales conjuntos de datos se convierte en una tarea imposible desde el punto de vista práctico si se piensa en que sea una labor hecha por humanos, y se hace necesario hacer uso de herramientas computacionales para resolver el problema. En este proyecto, se presenta una solución a esta problemática mediante un framework que combina y explota dos modelos de deep learning: MobileNetSSDv2 para la detección de objetos y ResNet para clasificar los objetos detectados. El objetivo de este trabajo es demostrar la efectividad de este enfoque en la identificación precisa de fuentes de luz astronómicas en imágenes. Los modelos fueron entrenados utilizando redes neuronales convolucionales y técnicas de deep learning, que proveen mejores resultados que otros métodos basados en ingeniería de características manuales o en maquinas de vectores de soporte (SVM). Estos métodos fueron entrenados utilizando el dataset público de Sloan Digital Sky Survey (SDSS).ABSTRACT : Astronomy is a science that allows us to understand the structure and evolution of the universe we live in. One of the fundamental tasks in astronomical research is the identification and classification of light sources in images captured by telescopes, specifically between stars and galaxies. However, distinguishing between these celestial bodies in an image can be challenging since both can appear similar in shape and size from certain distances. On the other hand, recent and upcoming sky surveys provide enormous amounts of information in the form of images (on the order of tens of terabytes per week). Identifying and classifying sources in such data sets becomes an impractical task if done manually by humans, and it becomes necessary to use computational tools to solve the problem. In this project, a solution to this problem is presented through a framework that combines and exploits two deep learning models: MobileNetSSDv2 for object detection and ResNet for classifying the detected objects. The objective of this work is to demonstrate the effectiveness of this approach in accurately identifying astronomical light sources in images. The models were trained using convolutional neural networks and deep learning techniques, which provide better results than other methods based on manual feature engineering or support vector machines (SVM). These methods were trained using the public dataset from the Sloan Digital Sky Survey (SDSS).EspecializaciónEspecialista en Analítica y Ciencia de Datos60application/pdfspaUniversidad de AntioquiaMedellín, ColombiaFacultad de Ingeniería. Especialización en Analítica y Ciencia de Datoshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Clasificación de estrellas y galaxias a través de ensamble híbrido de deep learningTesis/Trabajo de grado - Monografía - Especializaciónhttp://purl.org/coar/resource_type/c_46echttp://purl.org/redcol/resource_type/COtherhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcceinfo:eu-repo/semantics/otherinfo:eu-repo/semantics/draftAprendizaje ProfundoDeep LearningAnálisis de datosData analysisEstadísticaEstrellasGalaxiasRedes neurales (computadores)Neural networks (Computer science)Procesamiento óptico de datosProcesamiento de imágenesDetección de objetoshttp://vocabularies.unesco.org/thesaurus/concept2214PublicationORIGINALRobayoOscar_2023_ClasificacionEstrellasGalaxias.pdfRobayoOscar_2023_ClasificacionEstrellasGalaxias.pdfTrabajo de grado de especializaciónapplication/pdf1609385https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/65c50328-d2c4-455a-8968-e845eb3c1bdb/download77fb83817bd3842d1dc047b13b229a90MD54trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8823https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/57854c58-08d7-4675-8aec-68a2e14d419f/downloadb88b088d9957e670ce3b3fbe2eedbc13MD55falseAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/580ba88b-568a-4325-88f5-ef47b9aad2b0/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD56falseAnonymousREADTEXTRobayoOscar_2023_ClasificacionEstrellasGalaxias.pdf.txtRobayoOscar_2023_ClasificacionEstrellasGalaxias.pdf.txtExtracted texttext/plain101475https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/e9687150-6ffe-4a12-ba13-dae69d2e4860/downloada87355090c3f57d6a0e2c391bd1984f5MD57falseAnonymousREADTHUMBNAILRobayoOscar_2023_ClasificacionEstrellasGalaxias.pdf.jpgRobayoOscar_2023_ClasificacionEstrellasGalaxias.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg6297https://bibliotecadigital.udea.edu.co/bitstreams/8f4dd583-412b-497a-9fda-4ee1e23114fd/downloadbbd18f4779b4672cae0aea7c930e7c77MD58falseAnonymousREAD10495/35758oai:bibliotecadigital.udea.edu.co:10495/357582025-03-26 19:42:27.867http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/open.accesshttps://bibliotecadigital.udea.edu.coRepositorio Institucional de la Universidad de Antioquiaaplicacionbibliotecadigitalbiblioteca@udea.edu.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