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Document Type: Dissertação
Title: Generalização de modelos de super-resolução em ALPR: um estudo sobre o impacto da degradação sintética no desempenho em domínios realistas
Authors: Oliveira, Cristiano Lima
Issue Date: 28-Jan-2026
Advisor: Matos, Leonardo Nogueira
Co-advisor: Mattos Neto, Paulo Salgado Gomes de
Resumo : Sistemas de Reconhecimento Automático de Placas Veiculares (ALPR) enfrentam desafios ao processar imagens de baixa resolução, nas quais a área da placa pode representar menos de 0,3% do total da captura, comprometendo o reconhecimento óptico de caracteres (OCR). A super-resolução (SR) emerge como técnica promissora para reconstrução de detalhes textuais antes do OCR; contudo, a literatura carece de estudos sistemáticos sobre como o protocolo de degradação sintética, usualmente limitado à interpolação bicúbica com desfoque Gaussiano, afeta a capacidade de generalização dos modelos para condições reais de captura. Esta dissertação investiga duas questões: (1) o impacto da complexidade do protocolo de degradação sintética na generalização cross-domain de modelos SR; e (2) como a escolha da função de perda perceptual afeta a reconstrução semântica de texto em placas veiculares. Para isso, foram treinados modelos baseados em três arquiteturas estado da arte — RealESRGAN, ESRGAN e LPR-RSR-EXT — em cinco protocolos de degradação progressivamente complexos, totalizando 30 configurações avaliadas em 150 cenários cruzados, com desempenho medido pela taxa de reconhecimento de caracteres por meio do modelo YOLOv8. Os resultados evidenciam uma relação não-monotônica entre complexidade de degradação e generalização: modelos treinados com dois estágios de degradação reconheceram, em testes fora de domínio, até 18 vezes mais caracteres do que modelos treinados apenas com desfoque Gaussiano, ao passo que protocolos com três ou quatro estágios reduziram a acurácia média em até 59%, indicando destruição de características semânticas por degradação excessiva. Em relação à função de perda perceptual, verificou-se dependência arquitetural: ESRGAN com OCR Loss obteve 18,1% de correspondência completa da placa no protocolo de um estágio, contra 7,4% com VGG Loss, mas colapsou completamente (0,0% de acurácia) com dois ou mais estágios de degradação; RealESRGAN com OCR Loss alcançou média de 1,22 caracteres reconhecidos, contra 3,56 com VGG Loss; e LPR-RSR-EXT, especializado em texto, falhou com VGG Loss (0,0%) mas operou com OCR Loss (1,86 caracteres médios). VGG Loss demonstrou robustez consistente em todas as condições avaliadas, consolidando-se como escolha padrão segura independentemente da arquitetura ou do protocolo de degradação adotado.
Abstract: Automatic License Plate Recognition (ALPR) systems face challenges when processing lowresolution images, in which the license plate area may represent less than 0.3% of the total capture, compromising optical character recognition (OCR). Super-Resolution (SR) emerges as a promising technique for reconstructing textual details prior to OCR; however, the literature lacks systematic studies on how synthetic degradation protocols — typically limited to bicubic interpolation with Gaussian blur — affect the generalization capacity of SR models to real-world capture conditions. This dissertation investigates two questions: (1) the impact of synthetic degradation protocol complexity on the cross-domain generalization of SR models; and (2) how the choice of perceptual loss function affects the semantic reconstruction of text on license plates. To this end, models based on three state-of-the-art architectures — RealESRGAN, ESRGAN, and LPR-RSR-EXT — were trained on five progressively complex degradation protocols, yielding 30 model configurations evaluated across 150 cross-domain scenarios, with performance measured by the character recognition rate using the YOLOv8 model. The results reveal a non-monotonic relationship between degradation complexity and generalization: models trained with two degradation stages recognized up to 18 times more characters in out-of-domain tests than models trained solely with Gaussian blur, whereas protocols with three or four stages reduced average accuracy by up to 59%, indicating destruction of semantic features due to excessive degradation. Regarding the perceptual loss function, architectural dependency was observed: ESRGAN with OCR Loss achieved 18.1% full plate match under the one-stage protocol, compared to 7.4% with VGG Loss, but collapsed completely (0.0% accuracy) with two or more degradation stages; RealESRGAN with OCR Loss reached an average of 1.22 recognized characters, against 3.56 with VGG Loss; and LPR-RSR-EXT, specialized in text, failed with VGG Loss (0.0%) but operated with OCR Loss (1.86 average characters). VGG Loss demonstrated consistent robustness across all evaluated conditions, establishing itself as a safe default choice regardless of the architecture or degradation protocol adopted.
Keywords: Computação
Imagens digitais
Processamento de imagens
Modelagem
Super-resolução
Reconhecimento automático de placas veiculares
Redes adversárias generativas
Modelagem de degradação
Perda perceptual
Generalização cross-domain
Super-resolution
Automatic license plate recognition
Generative adversarial networks
Degradation modeling
Perceptual loss
Cross-domain generalization
Subject CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Language: por
Institution: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Program Affiliation: Pós-Graduação em Ciência da Computação
Citation: OLIVEIRA, Cristiano Lima. Generalização de modelos de super-resolução em ALPR: um estudo sobre o impacto da degradação sintética no desempenho em domínios realistas. 2026. 57 f. Dissertação (Mestrado em Ciência da computação) — Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2026.
URI: https://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/25466
Appears in Collections:Mestrado em Ciência da Computação

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