Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major de Telecomunicações). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de doutoramento. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Orientador: Antonio Maria Garcia Tommaselli / Banca: Maurício Galo / Banca: Daniel Carneiro da Silva / Resumo: A geração de Modelos Digitais de Superfície (MDS) é cada vez mais indispensável para todas as aplicações em que seja necessário o conhecimento das altitudes dos pontos sobre a superfície terrestre. A utilização de imagens ópticas para esta finalidade é explorada há muitos anos e a eficiência depende, além das características do projeto (resolução das imagens, tamanho da área de sobreposição entre as imagens, relação base e altura, entre outras), da capacidade computacional para o processamento das imagens. Pesquisas e desenvolvimentos recentes retomaram a atenção para a geração de MDSs utilizando imagens ópticas, visto que o avanço na tecnologia permitiu a utilização de técnicas de correspondência de imagens mais robustas. Além disso, a utilização de câmaras digitais favoreceu a aquisição de imagens com maior sobreposição lateral e longitudinal e com maior qualidade e profundidade radiométrica, o que aumenta a redundância de informações para uma mesma área. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar, desenvolver e implementar uma técnica para a geração de MDSs utilizando a correspondência simultânea entre múltiplas imagens pelo método de busca em linhas verticais (vertical line locus-VLL). A correspondência entre múltiplas imagens aumenta a confiabilidade dos resultados devido à utilização da intersecção de mais de dois raios, reduzindo os problemas causados pela oclusão, múltiplas soluções, áreas homogêneas e descontinuidades da superfície... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The generation of Digital Surface Models (DSM) is increasingly essential for all applications requiring ground elevations. The efficient generation of DSM from optical images has been explored for many years and it is dependent on the project characteristics (image resolution, size of overlap between images, base-height ratio, among others) and the computer capabilities for the image processing. The increasing potential of new matching algorithms motivated further studies about DSM generation using digital images. Additionally, digital cameras can provide highly overlapping imagery with high radiometric quality which increases the redundancy of information for the same area. In this context, the aim of this work is to study, implement and experimently assess a technique for DSM generation by matching of multiple images (two or more) simultaneously using the vertical line locus method (VLL). The multi-image matching approach allows higher measurement accuracy through the intersection of more than two image rays. It also leads to a reduction of problems caused by occlusions, multiple solutions, homogeneous areas and surface discontinuities... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2008. / Submitted by Diogo Trindade Fóis (diogo_fois@hotmail.com) on 2009-09-18T13:53:45Z No. of bitstreams: 1 Dissert_Rafael Galvao.pdf: 9165289 bytes, checksum: 1d4baa8957d743960c056ac9dea6271f (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2010-06-24T10:48:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissert_Rafael Galvao.pdf: 9165289 bytes, checksum: 1d4baa8957d743960c056ac9dea6271f (MD5) / Made available in DSpace on 2010-06-24T10:48:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert_Rafael Galvao.pdf: 9165289 bytes, checksum: 1d4baa8957d743960c056ac9dea6271f (MD5) Previous issue date: 2008-03 / O presente trabalho consiste em uma comparação do desempenhos de diversas transformadas, transformadas sobrepostas, Wavelet e DCT nos codificadores padrão JPEG2000 e H.264/AVC. Embora essas comparações já tenham sido realizada para diversos codificadores, não há muita informação a respeito do desempenhos relativos nesse nos codificadores utilizados neste trabalho. Além disso, no H.264/AVC, compara-se o desempenho com um outra forma de sobreposição, a predição intra quadros; _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work aims to evaluate the performance presented by lapped transforms, wavelets and DCT in standards JPEG2000 and H.264/AVC coders. Even though there is much of information about the comparison of those transforms in many coders, there is little information available in literature relative to the performs of the performs of these transforms in the coders used. It is also compared to other forms of overlaping as intra frame prediction, used in H.264/AVC coder.

Submitted by Dilson Midlej (dilsonmidlej@gmail.com) on 2018-01-05T13:22:48Z No. of bitstreams: 10 1 - Tese Dilson Midlej - Capa, folha de Rosto.pdf: 205200 bytes, checksum: 8e51ed79ad77eaec5d1f0a3bd26256d1 (MD5) 2 - Tese Dilson Midlej - Lista de Figuras.pdf: 461222 bytes, checksum: 256a23e4ff4a79d486d33adada20b709 (MD5) 3 - Tese Dilson Midlej - Sumário.pdf: 149220 bytes, checksum: c886b100429b38dbe0a6bf0fad9edf80 (MD5) 4 - Tese Dilson Midlej - Introdução 1.pdf: 237182 bytes, checksum: aea190ba80e2e362ba0c9ae5450a300d (MD5) 5 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 2.pdf: 4547052 bytes, checksum: b48f212076a0080c29f3662b95a20086 (MD5) 6 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 3.pdf: 6514455 bytes, checksum: ad08736b05007a4812939d3a3169c2bd (MD5) 7 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 4.pdf: 3481051 bytes, checksum: 52b5e456da159f9a6539958ce43a4470 (MD5) 8 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 5.pdf: 7847652 bytes, checksum: 62d48f13a4156c9526f021a817f1d345 (MD5) 9 - Tese Dilson Midlej - Considerações finais 6.pdf: 189506 bytes, checksum: ec74a59c24cfc6c95e021ece12147c10 (MD5) 10 - Tese Dilson Midlej - Referências.pdf: 371315 bytes, checksum: 1669e6dc06574cd2f8e7d82683577402 (MD5) / Approved for entry into archive by Uillis de Assis Santos (uillis.assis@ufba.br) on 2018-01-12T18:20:42Z (GMT) No. of bitstreams: 10 1 - Tese Dilson Midlej - Capa, folha de Rosto.pdf: 205200 bytes, checksum: 8e51ed79ad77eaec5d1f0a3bd26256d1 (MD5) 2 - Tese Dilson Midlej - Lista de Figuras.pdf: 461222 bytes, checksum: 256a23e4ff4a79d486d33adada20b709 (MD5) 3 - Tese Dilson Midlej - Sumário.pdf: 149220 bytes, checksum: c886b100429b38dbe0a6bf0fad9edf80 (MD5) 4 - Tese Dilson Midlej - Introdução 1.pdf: 237182 bytes, checksum: aea190ba80e2e362ba0c9ae5450a300d (MD5) 5 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 2.pdf: 4547052 bytes, checksum: b48f212076a0080c29f3662b95a20086 (MD5) 6 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 3.pdf: 6514455 bytes, checksum: ad08736b05007a4812939d3a3169c2bd (MD5) 7 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 4.pdf: 3481051 bytes, checksum: 52b5e456da159f9a6539958ce43a4470 (MD5) 8 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 5.pdf: 7847652 bytes, checksum: 62d48f13a4156c9526f021a817f1d345 (MD5) 9 - Tese Dilson Midlej - Considerações finais 6.pdf: 189506 bytes, checksum: ec74a59c24cfc6c95e021ece12147c10 (MD5) 10 - Tese Dilson Midlej - Referências.pdf: 371315 bytes, checksum: 1669e6dc06574cd2f8e7d82683577402 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-12T18:20:42Z (GMT). No. of bitstreams: 10 1 - Tese Dilson Midlej - Capa, folha de Rosto.pdf: 205200 bytes, checksum: 8e51ed79ad77eaec5d1f0a3bd26256d1 (MD5) 2 - Tese Dilson Midlej - Lista de Figuras.pdf: 461222 bytes, checksum: 256a23e4ff4a79d486d33adada20b709 (MD5) 3 - Tese Dilson Midlej - Sumário.pdf: 149220 bytes, checksum: c886b100429b38dbe0a6bf0fad9edf80 (MD5) 4 - Tese Dilson Midlej - Introdução 1.pdf: 237182 bytes, checksum: aea190ba80e2e362ba0c9ae5450a300d (MD5) 5 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 2.pdf: 4547052 bytes, checksum: b48f212076a0080c29f3662b95a20086 (MD5) 6 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 3.pdf: 6514455 bytes, checksum: ad08736b05007a4812939d3a3169c2bd (MD5) 7 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 4.pdf: 3481051 bytes, checksum: 52b5e456da159f9a6539958ce43a4470 (MD5) 8 - Tese Dilson Midlej - Capítulo 5.pdf: 7847652 bytes, checksum: 62d48f13a4156c9526f021a817f1d345 (MD5) 9 - Tese Dilson Midlej - Considerações finais 6.pdf: 189506 bytes, checksum: ec74a59c24cfc6c95e021ece12147c10 (MD5) 10 - Tese Dilson Midlej - Referências.pdf: 371315 bytes, checksum: 1669e6dc06574cd2f8e7d82683577402 (MD5) / A pesquisa tem como objeto trabalhos de artes visuais nos quais a apropriação de imagens oriundas da história da arte são elementos constitutivos preponderantes; também investiga as consequências do trânsito iconográfico existente entre períodos histórico-artísticos distintos, de maneira a compreender as dinâmicas desse fenômeno na arte no Brasil e, em especial, na Bahia. A apropriação de imagens da arte é entendida na pesquisa como fator determinante da consolidação dos valores artísticos da cultura ocidental e a tese apresentada ‒ principal pressuposto da investigação ‒ é a de que a apropriação de imagens é um procedimento teórico-operatório e um recurso poético praticado com a intenção de deslocar valor às obras recentes e conceder caracteres de intelectuação, erudição de conhecimento e legitimação ao fazer artístico. O objetivo geral é conhecer e ampliar as possibilidades de reflexão e de conhecimento da natureza e da problematização das manifestações plásticas contemporâneas da arte no Brasil e a produzida na Bahia, em que a apropriação de imagens e de conteúdos da história da arte brasileira e internacional se constitua em recursos operatórios preponderantes. Quanto à metodologia, a pesquisa se insere nos campos conceituais dominantes da história, da interpretação, da crítica de arte e utiliza os métodos de análise e síntese, analítico-comparativo e conhecimentos do método histórico ‒ por meio da história das imagens, das metodologias da história da arte e de procedimentos da crítica de arte. Devido a isso, privilegia as obras teóricas de Aby Warburg, Georges Didi-Huberman, Hubert Damisch, Antoine Compagnon, Penelope Davies e Terry Barrett. A abordagem é qualitativa; assim, não relaciona todas as obras de cada artista em que aparecem apropriações de imagens e, sim, privilegia os tipos representativos e as principais particularidades relacionadas às apropriações de imagens características de um dado grupo de obras. Apresenta o conceito fundador de apropriação, considera a ressignificação como sinônimo de apropriação de imagens, discute a ressignificação como recurso interpretativo e de representação, destaca as particularidades e especificidades entre a apropriação, a releitura e a citação, e tece considerações sobre os sentidos da ressignificação na arte no Brasil, considerando 74 artistas e mais 45 da Bahia, totalizando 119 indivíduos ou grupos. Cita alguns artistas-base internacionais, vinculados às apropriações de imagens, e apresenta alguns dos principais conceitos fundantes da apropriação à luz da compreensão das informações existentes e da bibliografia disponível. Para efeito de conclusão, destacam-se: o papel de Elaine Sturtevant no âmbito de atuação internacional, como a “mãe” da apropriação de imagens; as especificidades das apropriações de imagens no Brasil, por meio de obras de Nelson Leirner, Regina Silveira, Adriana Varejão e Vik Muniz, entre outros; confirma Lenio Braga como o primeiro a utilizar apropriações de imagens na Bahia; apresenta o procedimento apropriativo de imagens como fenômeno transcultural e recurso de deslocamento de valor às obras recentes, que viabiliza a coautoria e a coparticipação de artistas de outros tempos históricos. Adicional a isso, conclui que as apropriações no Brasil e na Bahia se dão por meios de: comentário sobre o próprio medium ou linguagem utilizada; homenagem/tributo; deflagrador de processos criativos; comentários parodísticos e irônicos; intelectuação; comentários de gênero; e abordagens de cunho político-ideológico. / The research aims at works of visual arts in which the appropriation of images from the history of art are preponderant constituent elements; it also investigates the consequences of the existing iconographic transit between different historical and artistic periods, in ways to understand the dynamics of this phenomenon in art in Brazil, and especially in Bahia. The appropriation of images of art is understood in this research as a determining factor in the consolidation of the artistic values of Western culture and the developed thesis - the main presupposition of this research - is that the appropriation of images is a theoretical-operative procedure and a practiced poetic resource with the intention of displacing value to the recent works and grant to the artistic making characters of intellectualization, erudition of knowledge and legitimation. The general objective is to know and expand the possibilities of reflection and knowledge of the nature and problematizations of the contemporary plastic manifestations of the art in Brazil and the one produced in Bahia where the appropriation of images and contents of Brazilian and international art history are preponderant operative resources. Methodologically, the research fits into the dominant conceptual fields of history, interpretation, art criticism, and uses the methods analysis and synthesis, comparative analytic, and knowledge of the historical method - through the history of images, the methodologies of art history and of art criticism procedures. Given that, it privileges the theoretical works of Aby Warburg, Georges Didi-Huberman, Hubert Damisch, Antoine Compagnon, Penelope Davies and Terry Barrett. The approach is qualitative; thus, does not relate all the works of each artist in which appear appropriations of images, but privileges the representative types and the main peculiarities related to the appropriations of characteristic images of a given group of works. It presents the founder concept of appropriation, considers re-signification as synonymous with appropriation of images, discusses re-signification as an interpretative and representational resource, highlights the particularities and specificities between appropriation, re-reading and citation, and weaves considerations about the meanings of resignification in art in Brazil, considering 74 artists, and 45 artists from Bahia, totalizing 119 individuals or groups. It cites some international artists linked to the appropriation of images and presents some of the main foundational concepts of appropriation in the light of the understanding of existing information and the available bibliography. To conclude, the following stand out: the role of Elaine Sturtevant in the international sphere, as the "mother" of the appropriation of images; the specificities of the appropriations of images in Brazil, through works by Nelson Leirner, Regina Silveira, Adriana Varejão and Vik Muniz, among others; confirms Lenio Braga as the first to use appropriations of images in Bahia; presents the appropriative procedure of images as a transcultural phenomenon and a resource of displacement of value to the recent works, that enables the coauthorship and the participation of artists of other historical times. In addition to this, it concludes that appropriations in Brazil and Bahia occur by means of: comment on the medium itself or the language used; homage / tribute; deflagrator of creative processes; parody and iro

PEREIRA, Nicolas Silva. Cloud Partitioning Iterative Closest Point (CP-ICP): um estudo comparativo para registro de nuvens de pontos 3D. 2016. 69 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2017-01-06T18:04:28Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_nspereira.pdf: 7889549 bytes, checksum: d5299d9df9b32e2b1189eba97b03f9e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2017-06-01T18:21:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_nspereira.pdf: 7889549 bytes, checksum: d5299d9df9b32e2b1189eba97b03f9e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-01T18:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_nspereira.pdf: 7889549 bytes, checksum: d5299d9df9b32e2b1189eba97b03f9e1 (MD5) Previous issue date: 2016-07-15 / In relation to the scientific and technologic evolution of equipment such as cameras and image sensors, the computer vision presents itself more and more as a consolidated engineering solution to issues in diverse fields. Together with it, due to the 3D image sensors dissemination, the improvement and optimization of techniques that deals with 3D point clouds registration, such as the classic algorithm Iterative Closest Point (ICP), appear as fundamental on solving problems such as collision avoidance and occlusion treatment. In this context, this work proposes a sampling technique to be used prior to the ICP algorithm. The proposed method is compared to other five variations of sampling techniques based on three criteria: RMSE (root mean squared error), based also on an Euler angles analysis and an autoral criterion based on structural similarity index (SSIM). The experiments were developed on four distincts 3D models from two databases, and shows that the proposed technique achieves a more accurate point cloud registration in a smaller time than the other techniques. / Com a evolução científica e tecnológica de equipamentos como câmeras e sensores de imagens, a visão computacional se mostra cada vez mais consolidada como solução de engenharia para problemas das mais diversas áreas. Associando isto com a disseminação dos sensores de imagens 3D, o aperfeiçoamento e a otimização de técnicas que lidam com o registro de nuvens de pontos 3D, como o algoritmo clássico Iterative Closest Point (ICP), se mostram fundamentais na resolução de problemas como desvio de colisão e tratamento de oclusão. Nesse contexto, este trabalho propõe um técnica de amostragem a ser utilizada previamente ao algoritmo ICP. O método proposto é comparado com outras cinco varições de amostragem a partir de três critérios: RMSE (root mean squared error ), a partir de uma análise de ângulos de Euler e uma métrica autoral baseada no índice de structural similarity (SSIM). Os experimentos foram desenvolvidos em quatro modelos 3D distintos vindos de dois diferentes databases, e revelaram que a abordagem apresentada alcançou um registro de nuvens mais acuraz num tempo menor que as outras técnicas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-10-11Bitstream added on 2014-06-13T19:34:26Z : No. of bitstreams: 1 santosneto_mf_me_mar.pdf: 3962517 bytes, checksum: 7d7ab255348c64d1e9048ff8cdc17a9e (MD5) / No campo da saúde os prontuários de pacientes, bem como as imagens a eles atreladas, são base de referência para o acesso à informação e ao conhecimento com ênfase no tratamento de inúmeras patologias, e igualmente para fins de pesquisa. Esses prontuários, que antes se encontravam registrados em suportes analógicos (papel), atualmente, já estão sendo construídos em suportes eletrônicos ou sendo digitalizados, graças à inserção das tecnologias eletrônicas e digitais de informação no contexto da saúde. Outro aspecto a considerar nesta área são as imagens que fotografam o corpo com tanta perfeição tornando-o transparente. Diante desse novo paradigma, considera-se que o tratamento informacional desses documentos precisa ser inovado e, a adoção de ontologias pode ser uma solução. É, pois, nesse contexto que essa pesquisa se insere contemplando o seguinte questionamento: que critérios deverão ser utilizados para a construção de um modelo de ontologia de imagens médicas? Qual é contribuição da literatura da Área de Ciência da Informação no processo de construção de ontologias? O objetivo básico desta pesquisa consiste em construir um modelo de ontologia de imagens médicas levando em consideração as imagens (humanas e de outros animais) a partir da terminologia da área da saúde e das informações referentes às imagens colhidas nos sites didáticos, visando o acesso e a recuperação da informação imagética na área da saúde, com maior valor agregado. A pesquisa é de cunho exploratório na qual buscamos aprofundar nossos conhecimentos, relativos ao entendimento da imagem no campo da saúde, à representação informacional, assim como sobre ontologias, de modo geral, e particularmente ontologia de imagens. A metodologia de construção da ONTOLIME , baseou-se na Methontology, elaborada pelos Professores Gómez-Perez e Cocho (2002)... / In the health records of the patients , as well as images linked to them , are a benchmark for access to information and knowledge with emphasis on the treatment of many diseases , and also for research purposes . These records , which before were recorded in analog media ( paper) , currently already being built in electronic media or being scanned , thanks to the integration of electronic and digital technologies of information in the context of health . Another aspect to consider in this area are the images that photographing the body so perfectly making it transparent. In this new paradigm , it is considered that the treatment of these informational documents need to be innovative , and the adoption of ontologies can be a solution . It is therefore in this context that this research fits contemplating the question: what criteria should be used to build a model of the ontology of medical images ? What is the contribution of literature Area Information Science in the process of ontology construction ? The basic objective of this research is to build a model of the ontology of medical images taking into account the images ( human and other animals ) from the terminology of healthcare and information related to images taken from the teaching sites in order to access and information retrieval imagery in health , with higher added value . The research is exploratory in which we seek to deepen our knowledge relative to the understanding of the image in the field of health, informational representation , as well as on ontologies , in general , and particularly ontology pictures . The construction methodology of ONTOLIME , was based on Methontology , prepared by Professors Gomez - Perez and trough (2002 ) . The mapping of concepts has been done manually , terminologies in the area and also in the analysis of images collected on the Internet . The ONTOLIME was built in Protégé software... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-10-07Bitstream added on 2014-12-02T11:20:56Z : No. of bitstreams: 1 000795916.pdf: 3307453 bytes, checksum: f4acdf669e3aaa965609b2d600a6fa5a (MD5) / Nesta dissertação é discutido o desenvolvimento e a implementação de uma técnica de medida de deslocamentos utilizando uma única câmera digital, cujo foco principal é a medição de movimento e vibrações estruturais. A proposta é uma técnica de medição de não contato que tem como base a variação da posição dos pixels de um alvo ou conjunto de alvos (pontos de medições) na sequência de imagens do vídeo utilizado para capturar o movimento do alvo ou conjunto de alvos na cena. Os conceitos e o embasamento teórico são apresentados, envolvendo uma discussão de como se dá a formação e obtenção de imagens digitais, a definição e obtenção dos parâmetros intrínsecos da câmera, bem como as técnicas de processamento de imagens utilizadas para a identificação do alvo na cena. A identificação dos alvos é feita a partir da utilização de várias ferramentas de análise e processamento de imagens, dentre elas, separação de cores, detecção de bordas, thresholding, erosão e dilatação. O movimento do alvo na sequência de imagens é rastreado em termos de pixels e posteriormente é feita a conversão para unidade de medida utilizando a relação unidade de medida/pixel obtida através de um processo de calibração. A avaliação e validação da proposta foram feitas através de testes experimentais, envolvendo tanto medidas estáticas como dinâmicas. Numa etapa final, a técnica foi utilizada para a análise de vibração de um prédio em escala reduzida, mais especificamente, a análise modal com base apenas na resposta da estrutura. Os resultados e análises realizadas mostraram que a metodologia implementada com base na utilização de uma única câmera se mostrou como uma proposta com alto potencial de aplicação como ferramenta de medição de não-contato, relativamente simples e efetiva / In this work is discussed the development and implementation of a technique for measuring of displacements using a single digital camera, whose main focus is the measurement of structural motion and vibrations. The proposal is a non-contact measurement technique, which is based on the variation of the position of the pixels of the target measuring points in the sequence of images of a video used to capture the movement of the target points in the scene. The concepts and theoretical background are presented, involving a discussion concerning to the formation and obtaining of digital images, definition and obtaining of intrinsic parameters of the camera, as well as the image processing techniques used to identify the measuring target points in the scene. The identification of the targets is made from the use of different analysis and image processing tools such as, color separation, edge detection, thresholdding, erosion and dilation used in a complementary way. The movement of the target points in the sequence of image is tracked in terms of pixels and then they are converted in measurement unit using the ratio measurement unit/pixel obtained by a calibration process. The evaluation and validation of the proposal were made through experimental tests, involving both static and dynamic measurements. At a final stage, the technique was used to vibration analyze of a reduced scale building structure, more specifically, the output-only modal analysis of the structure. The results and analyzes showed that the methodology implemented based on the use of a unique camera provided to be a proposal with high application potential as a non-contact measurement tool, relatively simple and effective

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2016. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-06-27T14:09:03Z No. of bitstreams: 1 2016_CamiloSánchezFerreira.pdf: 39423327 bytes, checksum: e8bc7518aad5042efe883689a3632b96 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-15T10:42:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_CamiloSánchezFerreira.pdf: 39423327 bytes, checksum: e8bc7518aad5042efe883689a3632b96 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-15T10:42:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_CamiloSánchezFerreira.pdf: 39423327 bytes, checksum: e8bc7518aad5042efe883689a3632b96 (MD5) Previous issue date: 2017-08-15 / Este trabalho apresenta uma abordagem para restauração automática de imagens degradadas por um meio subaquático. Neste cenário, a restauração objetiva facilitar a aplicação de etapas posteriores baseadas em algoritmos de processamento de imagens e visão computacional. A estratégia de restauração apresentada neste trabalho requer uma imagem degradada como única entrada, produzindo uma imagem onde as degradações devidas ao meio subaquático são atenuadas. Neste trabalho são apresentados dois tipos de testes de restauração: (a) restauração para imagens degradadas artificialmente e (b) restauração para imagens reais. Em ambos os tipos de testes, a estratégia de restauração foi baseada na inversão de um modelo de formação de imagens (em um meio subaquático), e guiada por algoritmos de otimização bio-inspirados que visam estimar os parâmetros do modelo com a finalidade de minimizar funções objetivo que descrevem o nível de degradação da imagem. Nos primeiros testes de restauração (utilizando imagens com degradações artificiais), foi utilizado o modelo de formação de imagens proposto por Trucco e OlmosAntillon para imagens em níveis de cinza, que apresenta uma simplificação do efeito de backscattering. Por outro lado, foi realizado um estudo de desempenho de diferentes métricas de avaliação de qualidade de imagens com o objetivo de encontrar uma função objetivo adequada para guiar o processo de otimização. Neste estudo, a métrica NIQE (Natural Image Quality Evaluator) mostrou um melhor desempenho em comparação às demais métricas e foi utilizada como função objetivo. Posteriormente, foi implementada uma estratégia PSO mono-objetivo utilizando a métrica supracitada como função objetivo. Os resultados obtidos a partir de esta estratégia foram comparados com os resultados gerados por dois algoritmos exatos de otimização disponíveis na Toolbox de otimização do MATLAB. Os resultados do algoritmo PSO mostraram ser muito melhores que os apresentados pelos algoritmos exatos, mesmo assim, a imagem resultante apresentou problemas de contraste devido às limitações da métrica neste tipo de degradação. Por esta razão foi testado uma abordagem multi-objetivo baseada no algoritmo de evolução diferencial, onde foi implementada uma segunda métrica baseada na Distribuição de Contraste Local para cobrir a deficiência da métrica NIQE. Os resultados destes testes mostraram melhoras significativas no contraste das imagens restauradas. Nos segundos testes de restauração (usando imagens com degradações subaquáticas reais), foi escolhido o modelo de formação de imagens proposto por Wagner, que considera os dois tipos de degradações: forward-scattering e back-scattering. Neste caso, este modelo foi implementado para a restauração de imagens coloridas, pelo qual foi desenvolvida uma etapa de pré-processamento na qual são estimados um conjunto de parâmetros para compensação cromática. Esta estratégia de restauração foi testada utilizando 5 algoritmos de otimização bio-inspirada (chamados OPSO, RAPSO, ABC, OABC e DE), utilizando como única função objetivo a métrica NIQE. As imagens resultantes (assim como posteriores testes estatísticos) mostraram que os algoritmos OPSO e ABC apresentam o melhor desempenho. Adicionalmente, no contexto deste trabalho também foram desenvolvidas duas ferramentas para o estudo e a implementação de algoritmos de restauração de imagens em meios subaquáticos. A primeira ferramenta consiste na implementação de três modelos simplificados de degradação expostos na literatura, permitindo simular as degradações geradas pela água em qualquer imagem. A segunda ferramenta é o banco UID-LEIA (LEIA Underwater Image Database), que consta de 135 imagens degradadas com um índice de qualidade MOS obtido a partir de experimentos subjetivos. Este banco de imagens foi utilizado para realizar o estudo de desempenho das métricas implementadas no contexto deste trabalho, analisando à capacidade de avaliar a qualidade em imagens com degradações subaquáticas reais. / This work presents an approach for automatic restoration of images degraded by an underwater environment. In this scenery the image restoration aims to make possible the application of subsequent steps based on both image processing and computer vision algorithms. The restoration strategy presented in this work requires a degraded image as the only input, yielding an image where degradations due to the underwater environment are attenuated. In this work two types of restoration experiments are presented: (a) restoration for artificially degraded images and (b) restoration for real images. In both types of experiments, the restoration strategy was based on the inversion of a propagation model (in an underwater environment), guided by bio-inspired optimization algorithms for estimating the model parameters, in order to minimize objective functions that describe the degradation level of the image. In the first restoration experiment (using images with artificial degradations), the propagation model proposed by Trucco and Olmos-Antillon for gray-scale images has been used, which presents a simplification of the back-scattering effect. On the other hand, a performance study of different image quality assessment metrics was performed in order to find out an adequate objective function to guide the optimization process. In this study, the NIQE (Natural Image Quality Estimator) metric showed a better performance in comparison to the other metrics and was used as an objective function. Subsequently, a mono-objective PSO strategy was implemented using the aforementioned metric as an objective function. The results obtained from this strategy were compared with the results generated by two exact optimization algorithms available in the MATLAB Optimization Toolbox. The results of the PSO algorithm shown to be much better than those presented by the exact algorithms, although the resulting image presented contrast problems due to the limitations of the metric in this type of degradation. For this reason, a multi-objective approach based on the differential evolution algorithm was tested, where a second metric based on the Local Contrast Distribution was implemented to cover the deficiency of the NIQE metric. The results of these tests showed significant improvements in the contrast of restored images. In the second restoration experiment (using images with real underwater degradations) the propagation model proposed by Wagner was chosen, which considers both degradations: the forward-scattering and the back-scattering effects. In this case, this model was implemented for the restoration of colour images, whereby a preprocessing stage was developed, in which a set of parameters for colour compensation are estimated. This restoration strategy was tested by using five bio-inspired optimization algorithms (namely, OPSO, RAPSO, ABC, OABC and DE), using the NIQE metric as an unique objective function. The resulting images (as well as subsequent statistical tests) have pointed out that both OPSO and ABC algorithms present the best performance. Additionally, in the context of this work two tools have also been developed for the study and implementation of image restoration algorithms in underwater environments. The first tool consists of the implementation of three simplified degradation models presented in the literature, allowing the simulation of degradations generated by water in any image. The second one is the UID-LEIA database (LEIA Underwater Image Database), which comprises 135 degraded images with a MOS quality index obtained from subjective experiments. This image database was used to perform a performance study of the metrics implemented in the context of this work, analyzing the ability to assess quality in images with real underwater degradations.