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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.55.2018.tde-23102018-175603
Documento
Autor
Nome completo
Misael Costa Junior
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2018
Orientador
Banca examinadora
Delamaro, Márcio Eduardo (Presidente)
Biscaro, Helton Hideraldo
Souza, Simone do Rocio Senger de
Vincenzi, Auri Marcelo Rizzo
Título em português
Automatização de oráculos de teste para imagens médicas de modelos tridimensionais
Palavras-chave em português
Angiografia
Oráculos de teste
Redes vasculares sintéticas tridimensionais
Teste de software
Resumo em português
As atividades de teste automatizado contribuem significativamente para a redução de custos e a produtividade do projeto durante o processo de desenvolvimento de software. O teste automatizado reduz o esforço humano e aumenta a qualidade do produto final. No entanto, a alta complexidade da saída produzida pelos SUT (do inglês, System Under Test) contemporâneos limita, em alguns casos, a aplicação de estratégias de teste automatizadas. Sistemas com saídas gráficas/áudio, imagens tridimensionais, interfaces gráficas com o usuário e alguns aplicativos da Web são exemplos de sistemas com saídas complexas. A falta de oráculos automatizados de teste leva à aplicação de testes executados manualmente pelo próprio testador (oráculo humano), de modo informal, ad-hoc e improdutivo. Uma possível contribuição para aliviar esforços do testador é a implementação de oráculos de teste baseados na extração de características das saídas do SUT. Resultados de trabalhos anteriores mostram que tal abordagem contribui para o aumento da produtividade do teste, mitigando e complementando os esforços manuais. Este trabalho de mestrado propõe e avalia oráculos de teste automatizados para sistemas cujas saídas consistem em imagens médicas tridimensionais. Para tanto, é explorado o framework O-FIm/CO (do inglês, Oracle for Images and Complex Outputs) que utiliza conceitos de Recuperação de Imagens Baseada em Conteúdo (do inglês, Content-Based Image Retrieval CBIR) como uma forma de automatizar oráculos de teste. Além de adaptações e extensões do framework, desenvolveram-se plug-ins que representam extratores de características de imagens médicas tridimensionais de vasos sanguíneos. Para evidenciar a eficácia da abordagem, foram conduzidos dois estudos experimentais objetivando avaliar a eficácia e a precisão dos oráculos de teste baseados em características na avaliação desse tipo de imagem. Além disso, realizou-se um estudo experimental comparando os oráculos de teste baseados em características e oráculos humanos. Os resultados evidenciam a eficácia da abordagem como uma estratégia promissora para automatizar atividades de teste, contribuindo para a redução de tempo e esforços gerados por abordagens manuais durante a avaliação da qualidade de sistemas geradores de imagens médicas tridimensionais.
Título em inglês
Test oracle automation for medical images of three-dimensional models
Palavras-chave em inglês
Angiography
Software testing
Test oracles
Three- dimensional synthetic vascular networks
Resumo em inglês
Automated testing activities significantly contribute to cost reduction and project productivity during the software development process. Automated testing reduces human effort and increases the quality of the final product. However, the high complexity of contemporary SUT outputs limits, in some cases, the application of automated test strategies. Systems with graphical/audio outputs, three-dimensional imaging, graphical user interfaces and some web applications are examples of systems with complex outputs. The lack of automated test oracles leads to the application of manual tests performed by the tester (human oracle) in an informal, ad-hoc and unproductive manner. One possible contribution to alleviate the testers efforts is to implement test oracles based on the extraction of characteristics from the SUT outputs. Results from previous work show that such an approach contributes to increase test productivity, mitigating and complementing manual efforts. This dissertation proposes and evaluates automated test oracles for systems whose outputs consist of three-dimensional medical images. To do so, the framework O-FIm/CO (Oracle for Images and Complex Outputs) that uses CBIR (Content-Based Image Retrieval) concepts is explored as a strategy to automate test oracles. In addition to adaptations and extensions of the framework, plug-ins were developed which represent extractors of three-dimensional medical image characteristics of blood vessels. To demonstrate the efficacy of the approach, two experimental studies were conducted to evaluate the efficacy and accuracy of feature-based test oracles in the evaluation of such images. Moreover, an experimental study was conducted to compare feature-based test oracles with human oracles. The results show the efficacy of the approach as a promising strategy to automate testing activities, contributing to the reduction of time and effort generated by manual approaches during the quality assessment of three-dimensional medical imaging systems.
 
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Data de Publicação
2018-10-23
 
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