Made available in DSpace on 2016-01-26T12:51:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marcusviviciusbaptista_dissert.pdf: 5989384 bytes, checksum: 709f4e156c11b3804c116e8d1679f733 (MD5) Previous issue date: 2007-07-31 / In Brazil, there was a significant increase of deaths due to external causes resulting from wounds of firearm projectiles. This kind of wound is the third cause of Brazilians? deaths, after cardiac and cerebral vascular diseases. Taking into account the necessity of public and social order, both the Medicine and Forensic Justice have interest in victims of wounds of external causes. In this case, Justice searches in the medical science a set of juridical knowledge to help it to defend the rights and interests of men and society: this is the Forensics Medicine. The Forensic Physician has to be able to provide the causa mortis as well to describe the wounds of the Justice interest. In the cases associated with firearms, this physician has to determine if the orifice from the projectile in the body is of entrance or exit. This is very important according to the juridical and proceeding point of view. The firearm projectiles cause in the human skin several typical wounds; however, the shot direction or if the wound occurred due to the entrance or the exit of the projectile are not always determined macroscopically by the forensic physician. Therefore, other means, as the histological, to provide an accurate diagnosis should be taken into account. This study analyzed macroscopically and microscopically 14 wounds of entrance and their 14 wounds of exits, comparing data with the related in the literature. This study showed that hystopathological analysis of wounds due to firearm projectiles provides an effective diagnosis of the entrance and exit orifice. Coagulation necrosis of keratinocytes associated with subepidermal fissure (effects of burn injuries) is a pathognomonic feature of the entrance orifice, whereas the presence of adipose, muscle and bone tissues in the derm is characteristic of the exit orifice. / No Brasil, nos ?ltimos anos, houve um aumento acentuado de mortes por causas externas, devido a ferimentos de proj?teis de arma de fogo. Atualmente, os ferimentos causados por armas de fogo s?o a terceira causa de morte entre os brasileiros, atr?s somente das doen?as card?acas e das c?rebro-vasculares. As v?timas dos ferimentos por causas externas s?o de interesse da Medicina e tamb?m da Justi?a, levando-se em considera??o as necessidades de ordem p?blica e social. Neste caso, a Justi?a busca na ci?ncia m?dica um conjunto de conhecimentos extrajur?dicos para auxili?-la a defender os direitos e os interesses dos homens e da sociedade: ? a Medicina Legal. Compete ao M?dico Legista estabelecer a causa mortis e descrever os ferimentos de interesse da Justi?a. Nos casos que se correlacionam com armas de fogo, compete ao mesmo determinar se o orif?cio decorrente do proj?til no corpo humano ? de entrada ou de sa?da, tendo este fato suma import?ncia do ponto de vista jur?dico e processual. Os proj?teis de arma de fogo ocasionam na pele humana uma s?rie de ferimentos t?picos, mas nem sempre possibilitam o m?dico legista estabelecer, do ponto de vista macrosc?pico, a dire??o do tiro ou se um ferimento foi ocasionado pela entrada do proj?til ou pela sua sa?da. Deve-se, ent?o, lan?ar m?os de meios mais precisos ? histol?gicos ? para se estabelecer o diagn?stico de certeza. Este estudo analisou 14 ferimentos de entrada e suas 14 respectivas sa?das, do ponto de vista macrosc?pico e microsc?pico, comparando-se com os dados j? existentes na literatura. Este estudo demonstrou que a an?lise histopat?logica dos ferimentos ocasionados por proj?teis de arma de fogo fornece substrato para o diagn?stico mais acurado do orif?cio de entrada e de sa?da, sendo que a necrose de coagula??o dos ceratin?citos associada ? fenda sub-epid?rmica (efeitos de les?o por queimadura) ? caracter?stica de orif?cios de entrada e a presen?a de tecido adiposo, tecido muscular e tecido ?sseo, na derme, ? caracter?stica de orif?cio de sa?da.

Inspirado nas técnicas utilizadas por pintores que sobrepõem camadas de tintas de diversos matizes na geração de uma tela artística e também observando-se a distribuição da quantidade dos cones na retina do olho humano na interpretação destas cores, este trabalho propõe uma técnica de processamento de imagens baseada na mistura de cores. Trata-se de um método de quantização de cores estático que expressa a proporção das cores preto, azul, verde, ciano, vermelho, magenta, amarelo e branco obtida pela representação binária da cor que compõe os pixels de uma imagem RGB com 8 bits por canal. O histograma da mistura é denominado de misturograma e gera planos que interceptam o espaço RGB, definindo o espaço de cor HSM (Hue, Saturation and Mixture). A posição destes planos dentro do cubo RGB é modelada por meio da distribuição dos cones sensíveis aos comprimentos de onda curta (Short), média (Middle) e longa (Long) consideradas para a retina humana. Para demonstrar a aplicabilidade do espaço de cor HSM, é proposta, neste trabalho, a segmentação dos pixels de uma imagem digital em pele humana ou não pele com o uso dessa nova abordagem. Para análise de desempenho da mistura de cores foi implementado um método tradicional no espaço de cor RGB e também usando uma distribuição Gaussiana nos espaços de cores HSV e HSM. Os resultados obtidos demonstram o potencial da técnica que emprega a mistura de cores para a segmentação de imagens digitais coloridas. Verificou-se também que, baseando-se apenas na camada mais significativa da mistura de cores, gera-se a imagem esboço de uma imagem facial denominada esboço da face. Os resultados obtidos comprovam o bom desempenho do esboço da face em aplicações CBIR. / Inspired on the techniques used by painters to overlap layers of various hues of paint to create oil paintings, and also on observations of the distribution of cones in human retina for the interpretation of these colors, this thesis proposes an image processing technique based on color mixing. This is a static color quantization method that expresses the mixture of black, blue, green, cyan, red, magenta, yellow and white colors quantified by the binary weight of the color that makes up the pixels of an RGB image with 8 bits per channel. The mixture histogram, called a mixturegram, generates planes that intersect the RGB color space, defining the HSM (Hue, Saturation and Mixture) color space. The position of these planes inside the RGB cube is modeled by the distribution of cones sensitive to the short (S), middle (M) and long (L) wave lengths of the human retina. To demonstrate the applicability of the HSM color space, this thesis proposes the segmentation of the pixels of a digital image of human skin or non-skin using this new approach. The performance of the color mixture is analyzed by implementing a traditional method in the RGB color space and by a Gaussian distribution in the HSV and HSM color spaces. The results demonstrate the potential of the proposed technique for color image segmentation. It was also noted that, based only on the most significant layer of the colors mixture, it is possible generates the face sketch image. The results show the performance of the face sketch image in CBIR applications.

Human skin is made of a stack of different layers, each of which reflects a portion of impinging light, after absorbing a certain amount of it by the pigments which lie in the layer. The main pigments responsible for skin color origins are melanin and hemoglobin. Skin segmentation plays an important role in a wide range of image processing and computer vision applications. In short, there are three major approaches for skin segmentation: rule-based, machine learning and hybrid. They differ in terms of accuracy and computational efficiency. Generally, machine learning and hybrid approaches outperform the rule-based methods but require a large and representative training dataset and, sometimes, costly classification time as well, which can be a deal breaker for real-time applications. In this work, we propose an improvement, in three distinct versions, of a novel method for rule-based skin segmentation that works in the YCbCr color space. Our motivation is based on the hypotheses that: (1) the original rule can be complemented and, (2) human skin pixels do not appear isolated, i.e. neighborhood operations are taken into consideration. The method is a combination of some correlation rules based on these hypotheses. Such rules evaluate the combinations of chrominance Cb, Cr values to identify the skin pixels depending on the shape and size of dynamically generated skin color clusters. The method is very efficient in terms of computational effort as well as robust in very complex images. / A pele humana é constituída de uma série de camadas distintas, cada uma das quais reflete uma porção de luz incidente, depois de absorver uma certa quantidade dela pelos pigmentos que se encontram na camada. Os principais pigmentos responsáveis pela origem da cor da pele são a melanina e a hemoglobina. A segmentação de pele desempenha um papel importante em uma ampla gama de aplicações em processamento de imagens e visão computacional. Em suma, existem três abordagens principais para segmentação de pele: baseadas em regras, aprendizado de máquina e híbridos. Elas diferem em termos de precisão e eficiência computacional. Geralmente, as abordagens com aprendizado de máquina e as híbridas superam os métodos baseados em regras, mas exigem um conjunto de dados de treinamento grande e representativo e, por vezes, também um tempo de classificação custoso, que pode ser um fator decisivo para aplicações em tempo real. Neste trabalho, propomos uma melhoria, em três versões distintas, de um novo método de segmentação de pele baseado em regras que funciona no espaço de cores YCbCr. Nossa motivação baseia-se nas hipóteses de que: (1) a regra original pode ser complementada e, (2) pixels de pele humana não aparecem isolados, ou seja, as operações de vizinhança são levadas em consideração. O método é uma combinação de algumas regras de correlação baseadas nessas hipóteses. Essas regras avaliam as combinações de valores de crominância Cb, Cr para identificar os pixels de pele, dependendo da forma e tamanho dos agrupamentos de cores de pele gerados dinamicamente. O método é muito eficiente em termos de esforço computacional, bem como robusto em imagens muito complexas.

Inspirado nas técnicas utilizadas por pintores que sobrepõem camadas de tintas de diversos matizes na geração de uma tela artística e também observando-se a distribuição da quantidade dos cones na retina do olho humano na interpretação destas cores, este trabalho propõe uma técnica de processamento de imagens baseada na mistura de cores. Trata-se de um método de quantização de cores estático que expressa a proporção das cores preto, azul, verde, ciano, vermelho, magenta, amarelo e branco obtida pela representação binária da cor que compõe os pixels de uma imagem RGB com 8 bits por canal. O histograma da mistura é denominado de misturograma e gera planos que interceptam o espaço RGB, definindo o espaço de cor HSM (Hue, Saturation and Mixture). A posição destes planos dentro do cubo RGB é modelada por meio da distribuição dos cones sensíveis aos comprimentos de onda curta (Short), média (Middle) e longa (Long) consideradas para a retina humana. Para demonstrar a aplicabilidade do espaço de cor HSM, é proposta, neste trabalho, a segmentação dos pixels de uma imagem digital em pele humana ou não pele com o uso dessa nova abordagem. Para análise de desempenho da mistura de cores foi implementado um método tradicional no espaço de cor RGB e também usando uma distribuição Gaussiana nos espaços de cores HSV e HSM. Os resultados obtidos demonstram o potencial da técnica que emprega a mistura de cores para a segmentação de imagens digitais coloridas. Verificou-se também que, baseando-se apenas na camada mais significativa da mistura de cores, gera-se a imagem esboço de uma imagem facial denominada esboço da face. Os resultados obtidos comprovam o bom desempenho do esboço da face em aplicações CBIR. / Inspired on the techniques used by painters to overlap layers of various hues of paint to create oil paintings, and also on observations of the distribution of cones in human retina for the interpretation of these colors, this thesis proposes an image processing technique based on color mixing. This is a static color quantization method that expresses the mixture of black, blue, green, cyan, red, magenta, yellow and white colors quantified by the binary weight of the color that makes up the pixels of an RGB image with 8 bits per channel. The mixture histogram, called a mixturegram, generates planes that intersect the RGB color space, defining the HSM (Hue, Saturation and Mixture) color space. The position of these planes inside the RGB cube is modeled by the distribution of cones sensitive to the short (S), middle (M) and long (L) wave lengths of the human retina. To demonstrate the applicability of the HSM color space, this thesis proposes the segmentation of the pixels of a digital image of human skin or non-skin using this new approach. The performance of the color mixture is analyzed by implementing a traditional method in the RGB color space and by a Gaussian distribution in the HSV and HSM color spaces. The results demonstrate the potential of the proposed technique for color image segmentation. It was also noted that, based only on the most significant layer of the colors mixture, it is possible generates the face sketch image. The results show the performance of the face sketch image in CBIR applications.

O reconhecimento de língua de sinais é uma importante área de pesquisa que tem como objetivo atenuar os obstáculos impostos no dia a dia das pessoas surdas e/ou com deficiência auditiva e aumentar a integração destas pessoas na sociedade majoritariamente ouvinte em que vivemos. Baseado nisso, esta dissertação de mestrado propõe o desenvolvimento de um sistema de informação para o reconhecimento automático de Língua Brasileira de Sinais (LIBRAS), que tem como objetivo simplificar a comunicação entre surdos conversando em LIBRAS e ouvintes que não conheçam esta língua de sinais. O reconhecimento é realizado por meio do processamento de sequências de imagens digitais (vídeos) de pessoas se comunicando em LIBRAS, sem o uso de luvas coloridas e/ou luvas de dados e sensores ou a exigência de gravações de alta qualidade em laboratórios com ambientes controlados, focando em sinais que utilizam apenas as mãos. Dada a grande dificuldade de criação de um sistema com este propósito, foi utilizada uma abordagem para o seu desenvolvimento por meio da divisão em etapas. Considera-se que todas as etapas do sistema proposto são contribuições para trabalhos futuros da área de reconhecimento de sinais, além de poderem contribuir para outros tipos de trabalhos que envolvam processamento de imagens, segmentação de pele humana, rastreamento de objetos, entre outros. Para atingir o objetivo proposto foram desenvolvidas uma ferramenta para segmentar sequências de imagens relacionadas à LIBRAS e uma ferramenta para identificar sinais dinâmicos nas sequências de imagens relacionadas à LIBRAS e traduzi-los para o português. Além disso, também foi construído um banco de imagens de 30 palavras básicas escolhidas por uma especialista em LIBRAS, sem a utilização de luvas coloridas, laboratórios com ambientes controlados e/ou imposição de exigências na vestimenta dos indivíduos que executaram os sinais. O segmentador implementado e utilizado neste trabalho atingiu uma taxa média de acurácia de 99,02% e um índice overlap de 0,61, a partir de um conjunto de 180 frames pré-processados extraídos de 18 vídeos gravados para a construção do banco de imagens. O algoritmo foi capaz de segmentar pouco mais de 70% das amostras. Quanto à acurácia para o reconhecimento das palavras, o sistema proposto atingiu 100% de acerto para reconhecer as 422 amostras de palavras do banco de imagens construído, as quais foram segmentadas a partir da combinação da técnica de distância de edição e um esquema de votação com um classificador binário para realizar o reconhecimento, atingindo assim, o objetivo proposto neste trabalho com êxito. / The recognition of sign language is an important research area that aims to mitigate the obstacles in the daily lives of people who are deaf and/or hard of hearing and increase their integration in the majority hearing society in which we live. Based on this, this dissertation proposes the development of an information system for automatic recognition of Brazilian Sign Language (BSL), which aims to simplify the communication between deaf talking in BSL and listeners who do not know this sign language. The recognition is accomplished through the processing of digital image sequences (videos) of people communicating in BSL without the use of colored gloves and/or data gloves and sensors or the requirement of high quality recordings in laboratories with controlled environments focusing on signals using only the hands. Given the great difficulty of setting up a system for this purpose, an approach divided in several stages was used. It considers that all stages of the proposed system are contributions for future works of sign recognition area, and can contribute to other types of works involving image processing, human skin segmentation, object tracking, among others. To achieve this purpose we developed a tool to segment sequences of images related to BSL and a tool for identifying dynamic signals in the sequences of images related to the BSL and translate them into portuguese. Moreover, it was also built an image bank of 30 basic words chosen by a BSL expert without the use of colored gloves, laboratory-controlled environments and/or making of the dress of individuals who performed the signs. The segmentation algorithm implemented and used in this study had a average accuracy rate of 99.02% and an overlap of 0.61, from a set of 180 preprocessed frames extracted from 18 videos recorded for the construction of database. The segmentation algorithm was able to target more than 70% of the samples. Regarding the accuracy for recognizing words, the proposed system reached 100% accuracy to recognize the 422 samples from the database constructed (the ones that were segmented), using a combination of the edit distance technique and a voting scheme with a binary classifier to carry out the recognition, thus reaching the purpose proposed in this work successfully.

Nas últimas décadas tem aumentado o interesse pelos enxertos de pele humana radioesterilizadas, para aplicação principalmente em queimaduras extensas e profundas. Isto se deve ao fato destes enxertos apresentarem rápida aderência e menor potencial antigênico, em comparação com os demais tratamentos utilizados. A proposta deste estudo foi avaliar a histoarquitetura do enxerto de pele humana irradiada com doses de 25 kGy, 50 kGy e não irradiada, durante o processo de reparação tecidual, em camundongos Nude submetidos a enxertia de pele na região dorsal. Três grupos de animais receberam enxertos de pele humana irradiada (25 kGy e 50 kGy) e não irradiada e foram eutanasiados no 3º, 7º e 21º dia após a realização da cirurgia. Após os procedimentos histológicos de rotina, as amostras de tecido foram coradas com hematoxilina e eosina (HE) para a quantificação de queratinócitos, fibroblastos, células de defesa e vasos sanguíneos e a reação de imunofluorescência (IF) foi realizada para a determinação da expressão de colágeno do tipo I humano e do colágeno dos tipos I e III de camundongo. A quantificação, tanto das células quanto dos tipos de colágeno foi realizada por análise de imagem, utilizando o programa Image-Pro PLus 6.0. Os resultados histológicos demostraram que a pele humana irradiação, quando enxertada, influencia o aumento do número de células no local de cicatrização ao longo do tempo, principalmente na dose de 25 kGy, além de proporcionar uma melhor dispersão destas células. No 21º dia, os três grupos de animais com enxertia de pele humana tiveram parte do enxerto incorporado no processo de cicatrização. O grupo não irradiado apresentou maior incorporação do enxerto (43%), porém menor produção de colágeno do tipo III de camundongo (22%). Já os grupos com enxertia de pele irradiada apresentaram menor incorporação do enxerto (6 e 15%), mas com maior produção de colágeno do tipo III de camundongo (35% e 28%, para 25 kGy e 50 kGy, respectivamente). Com este estudo pôde-se concluir que o grupo irradiado a 25 kGy, apresenta maior proliferação celular e formação de vasos,além de melhor remodelamento da região de cicatrização. / Over the last few years it has increased the interest in the human skin grafts radio sterilized for application mainly in extensive and deep burns. Because these grafts quickly grip and present antigenic lower potential, compared with other treatments used. The purpose of this study was to evaluate the histoarchitecture of human skin grafts irradiated with doses 25 kGy, 50 kGy and non-irradiated during the pepair tissue process in nude mice submitted by skin grafting in the dorsal region. Three groups of animals received irradiated human skin grafts (25 kGy and 50 kGy) and non-irradiated and were euthanized on the 3rd, 7th and 21th day after the surgery. Indeed, routine histologic procedures, tissue samples were stained with hematoxylin and eosin (HE) for quantification of keratinocytes, fibroblasts, immune cells and blood vessels and immunofluorescence (IF) was performed to determine the expression human collagen type I and collagen type I and III mouse. Therefore, quantification of both the cells and the collagen types was performed by image analysis using Image-Pro Plus 6.0 software. Histologic results demonstrated at a dose of 25 kGy that human skin irradiation when grafted influences the increase in the number of cells in wound site over time and it provides better dispersion of these cells. In addition, on the 21st day, three groups of animals with human skin graft were embedded part of the graft in the healing process. On the other hand, the group not irradiated showed greater incorporation of the graft (43 %), but less production of collagen type III mouse (22 %). Since the groups irradiated skin graft showed lower graft incorporation (6 and 15%), but with greater production of collagen type III mice (35 % and 28 % to 25 kGy and 50 kGy, respectively). In conclusion, this study presented that the group irradiated to 25 kGy and it has a higher cell proliferation and vessel formation, and better remodeling of the healing area.

Human skin is made of a stack of different layers, each of which reflects a portion of impinging light, after absorbing a certain amount of it by the pigments which lie in the layer. The main pigments responsible for skin color origins are melanin and hemoglobin. Skin segmentation plays an important role in a wide range of image processing and computer vision applications. In short, there are three major approaches for skin segmentation: rule-based, machine learning and hybrid. They differ in terms of accuracy and computational efficiency. Generally, machine learning and hybrid approaches outperform the rule-based methods but require a large and representative training dataset and, sometimes, costly classification time as well, which can be a deal breaker for real-time applications. In this work, we propose an improvement, in three distinct versions, of a novel method for rule-based skin segmentation that works in the YCbCr color space. Our motivation is based on the hypotheses that: (1) the original rule can be complemented and, (2) human skin pixels do not appear isolated, i.e. neighborhood operations are taken into consideration. The method is a combination of some correlation rules based on these hypotheses. Such rules evaluate the combinations of chrominance Cb, Cr values to identify the skin pixels depending on the shape and size of dynamically generated skin color clusters. The method is very efficient in terms of computational effort as well as robust in very complex images. / A pele humana é constituída de uma série de camadas distintas, cada uma das quais reflete uma porção de luz incidente, depois de absorver uma certa quantidade dela pelos pigmentos que se encontram na camada. Os principais pigmentos responsáveis pela origem da cor da pele são a melanina e a hemoglobina. A segmentação de pele desempenha um papel importante em uma ampla gama de aplicações em processamento de imagens e visão computacional. Em suma, existem três abordagens principais para segmentação de pele: baseadas em regras, aprendizado de máquina e híbridos. Elas diferem em termos de precisão e eficiência computacional. Geralmente, as abordagens com aprendizado de máquina e as híbridas superam os métodos baseados em regras, mas exigem um conjunto de dados de treinamento grande e representativo e, por vezes, também um tempo de classificação custoso, que pode ser um fator decisivo para aplicações em tempo real. Neste trabalho, propomos uma melhoria, em três versões distintas, de um novo método de segmentação de pele baseado em regras que funciona no espaço de cores YCbCr. Nossa motivação baseia-se nas hipóteses de que: (1) a regra original pode ser complementada e, (2) pixels de pele humana não aparecem isolados, ou seja, as operações de vizinhança são levadas em consideração. O método é uma combinação de algumas regras de correlação baseadas nessas hipóteses. Essas regras avaliam as combinações de valores de crominância Cb, Cr para identificar os pixels de pele, dependendo da forma e tamanho dos agrupamentos de cores de pele gerados dinamicamente. O método é muito eficiente em termos de esforço computacional, bem como robusto em imagens muito complexas.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-10-23T18:23:32Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Divino Ferreira Feitosa - 2015.pdf: 7893703 bytes, checksum: 12af470c3ca2fb4a3d0bd3885bfde46d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-10-23T18:25:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Divino Ferreira Feitosa - 2015.pdf: 7893703 bytes, checksum: 12af470c3ca2fb4a3d0bd3885bfde46d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-23T18:25:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Rafael Divino Ferreira Feitosa - 2015.pdf: 7893703 bytes, checksum: 12af470c3ca2fb4a3d0bd3885bfde46d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-04-14 / Skin detection techniques are widely applied to locate and to track parts of the human body with the objective of posterior recognition, having received great attention in recent years in the development of research in reason to the innumerable possible applications with the detection and tracking of faces, identification of naked people, identification of hand movements, among others. The present work proposed the construction of mathematical models for the detection of human skin tones such as, white, yellow, brown and black in digital color images in the RGB and HSV color spaces. Using a set of human skin tone samples, mathematical models were constructed describing how the variables of each color pixel in the RGB and HSV systems interrelate. To understand the answer of the proposed system, the mechanistic model was chosen, dividing it into components, observing the behavior of each part and the interactions that occurred between them. The proposed RGB filter reached a 98.3657% reduction index of the spectrum, classifying only 1.6343% (253,159 tones) as possible skin tones and the HSV model reduced the likely spectrum to 2.5352% (94,030 tones), discarding 97.4648% of the colors as candidates for human skin tones. When the proposed filters, were applied to the reduction of the probable range of human skin tones, well-defined bands in the geometric representation of the color spaces were selected. The experimental validation of the effectiveness of the RGB model showed that the proposed filter has conservative characteristics in the detection of skin, mistakenly classifying as skin only 6.7163% of the sample space. The proposed RGB filter has low sensitivity of 61.0831% and high specificity of 95.2769% in the detection of human skin in digital images. The HSV model had rates of (54,6333%) low sensitivity and (92,6390%) high specificity, considered low when compared to the performance of the other algorithms. / Técnicas de detecção de pele são amplamente aplicadas para localizar e rastrear partes do corpo humano com o objetivo de posterior reconhecimento, tendo recebido nos últimos anos grande atenção no desenvolvimento de pesquisas em razão das inúmeras aplicações possíveis como detecção e rastreamento de faces, identificação de pessoas nuas, identificação de movimentos das mãos, entre outras. O presente trabalho propôs construir 2 modelos matemáticos para detecção de tons de pele humana branca, amarela, parda e preta em imagens digitais coloridas nos espaços de cores RGB e HSV. Utilizandose de um conjunto de amostras de tons de pele humana foram construídos modelos matemáticos que descrevem como as variáveis de cada pixel de cor nos sistemas RGB e HSV se relacionam. Para compreender a resposta do sistema proposto, foi escolhido o modelo mecanístico, dividindo-o em componentes e observando o comportamento de cada parte e das interações que ocorreram entre elas. O filtro RGB proposto alcançou o índice de redução de 98,3657% do espectro, classificando apenas 1,6343% (253.159 tons) como possíveis tons de pele e o modelo HSV reduziu para 2,5352% (94.030 tons) o espectro provável, descartando 97,4648% das cores como candidatas a tons de pele humana. Os filtros propostos, quando aplicados à redução do espectro provável de tons de pele humana, selecionaram faixas bem definidas na representação geométrica dos espaços de cores. A validação experimental da eficácia do modelo RGB mostrou que o filtro proposto apresenta características conservadoras na detecção de pele classificando como pele, erroneamente, apenas 4,5075% do espaço amostral. O filtro RGB proposto possui baixa sensibilidade de 56,9698% e elevada especificidade de 95,4925% na detecção de pele humana em imagens digitais. O modelo HSV apresentou taxas de baixa sensibilidade (54,6333%) e alta especificidade (92,6390%), quando comparadas ao desempenho dos demais algoritmos propostos na literatura.

O presente trabalho teve o objetivo de desenvolver uma formulação tópica contendo os filtros solares benzofenona-3 e avobenzona microencapsulados em associação com filtro solar não encapsulado octocrileno e nanoparticulas lipídicas sólidas contendo rutina (formulação completa) e avaliar a eficácia fotoquimiopreventiva dessa formulação usando biópsias de pele humana e pele reconstruída in vitro. Microparticulas lipídicas sólidas contendo grandes quantidades de filtros solares, benzofenona-3 e avobenzona foram obtidas pela técnica do spray congealing com propriedades adequadas para aplicação tópica. Além disso, o processo de microencapsulação foi capaz de diminuir a penetração de benzofenona-3 na pele, aumentar a estabilidade da avobenzona frente à radiação ultravioleta A e a capacidade fotoprotetora desses filtros microencapsulados em formulações tópicas quando expostos a radiação ultravioleta. Nanopartículas lipídicas sólidas contendo o flavonóide rutina foram produzidas pelo processo de homogeneização a alta pressão e suas condições foram otimizadas pelo método da desejabilidade rendendo nanopartículas lipídicas sólidas com tamanho médio de 74,22 ±2,77 nm, índice de polispersividade de 0,161±0,03 e eficiência de encapsulação de 98,90 ±0,25 %. Em adição, as nanopartículas mostraram serem capazes de proteger a viabilidade celular de fibroblastos de ratos L929 irradiados com radiação ultravioleta A e B. Para a eficácia fotoquimiopreventiva a formulação completa foi capaz de evitar/diminuir a formação de células apoptóticas, caspase-3, dímeros de ciclobutanodipirimidina, metaloproteinases e peroxidação lipídica em pele humana e pele reconstruída expostos a UVB. O processo tecnológico de microencapsulação e nanoencapsulação dos ativos avaliados mostrou ser eficaz, não comprometendo as propriedades de fotoproteção dos filtros solares e rutina, apresentando resultados similares ou melhores do que as formulações contendo os ativos na forma livre. Portanto, o desenvolvimento de formulações contendo ativos microencapsulados e nanoencapsulados é uma alternativa interessante para o emprego em produtos comerciais para proteção solar, por diminuir as características indesejáveis como penetração e instabilidade, melhorando as propriedades fotoprotetoras e evitando a necessidade de desenvolver novos compostos com propriedades fotoprotetoras. / This study aimed the pharmaceutical development of a topical formulation containing an association of microencapsulated sunscreens benzophenone-3 and avobenzone, free sunscreen octocrylene and rutin flavonol solid lipid nanoparticles (complete formulation). This formulation was assessed for photochemoprotective ability using human skin obtained surgically and reconstructed human skin. Solid lipid microparticles containing large amounts of sunscreens benzophenone-3 and avobenzone were obtained by the spray congealing technique under conditions that allowed the manufacture of microparticles with suitable properties for topical application. The microencapsulation conditions were also able to reduce the penetration of benzophenone-3 through the skin, enhanced the stability of avobenzone against the ultraviolet radiation (UVR) and increased the photoprotective ability of both filters in topical formulations exposed to UVR. Solid lipid nanoparticles containing rutin were produced by the high pressure homogenization process whose conditions were optimized using the desirability method, yielding nanoparticles with size of 74.22 ± 2.77 nm, polispersivity index of 0.161 ± 0.03 and encapsulation efficiency of 98.90 ± 0.25%. In addition, the nanoparticles were able to avoid the death of L929 mice fibroblasts exposed to UVR A and B. For the photochemopreventive ability studies, the complete formulation was able to reduce/avoid the induction of apoptotic cells, caspase-3, CPDs, metalloproteinases and lipid peroxides in human skin obtained surgically and reconstructed human skin in vitro exposed to UVB.Thus, the micro and nanoencapsulation solved some intrinsic problems related to sunscreens and rutin without, however, compromising their photohemoprotective ability, since the results showed similar or better efficacy when compared to the formulations containing actives in free form. Therefore, the development of formulations containing microencapsulated and nanoencapsulated compounds is an interesting alternative for employment in commercial products for sun protection by decreasing the undesirable characteristics, such as penetration and instability, improving the photoprotective properties and avoiding the need to develop new compounds with photoprotective characteristics.

A glicação não enzimática das proteínas é um fator comum para a fisiopatologia de uma série de transtornos relacionados ao envelhecimento e a doenças como o diabetes mellitus (DM). O geração dos produtos de glicação, os AGEs (do inglês: Advanced Glycation End Products) se dá através de reações de glicação da mariz extracelular (MEC) na derme e têm sido apontado como um dos fatores responsáveis pela perda de elasticidade e deficiência de cicatrização da pele. A permeação cutânea de compostos anti-AGE é uma limitação importante para eficiência terapêutica de compostos que devem atingir camadas mais profundas da pele. Modelos de pele reconstruída contendo equivalente dérmico glicado são estruturas tridimensionais geradas in vitro que mimetizam a pele humana e representam um eficiente modelo para o estudo de células e modificações provocadas na MEC no processo de envelhecimento e DM. O modelo 3D de pele reconstruída tem características metabólicas, de permeabilidade e atividade semelhantes à da pele original, potencializando seu papel nas investigações sobre permeabilidade de drogas, toxicidade, irritação, eficácia e segurança de compostos e diferenciação de queratinócitos. Uma série de compostos naturais ou sintéticos inibidores de AGEs têm sido descobertos e apresentados recentemente e podem representar inovação terapêutica no tratamento de modificações causadas pela a formação e acúmulo destes AGEs também na pele. Este estudo avaliou o desenvolvimento da pele reconstruída glicada e posteriormente, a avaliação da eficácia e toxicidade de compostos anti-glicação como aminoguanidina e carnosina em modelo de pele reconstruída glicada. Em perspectiva, este estudo contribuiu para o desenvolvimento de uma nova tecnologia in vitro, a pele reconstruída glicada, que auxiliará a compreensão da biologia da interação célula-MEC mimetizando processos fisiopatológicos importantes como o envelhecimento e o DM. / The Advanced Glycation End Products (AGEs) of proteins is a common factor to the pathophysiology of a number of disorders related to aging and diseases such as diabetes mellitus (DM). The generation of the AGEs products on skin occurs mainly through non-enzymatic glycation reactions of the dermal extracellular matrix and has been touted as one of the factors responsible for loss of elasticity and disability of skin healing. The skin permeation of compounds is an important limitation for therapeutic/cosmetic efficacy of anti-AGE compounds, which must reach the deepest layers of the skin. Reconstructed skin model containing dermal equivalent modified by in vitro glycation is able to mimic the elderly human skin and represent an efficient model for the study of cells interactions and changes in extracellular matrix induced by aging and diabetes. The 3D reconstructed skin model has metabolic characteristics, permeability and activity similar to the original skin, reinforcing its role in drug permeability of investigations toxicity, irritation, safety and efficacy evaluation of compounds and differentiation of keratinocytes. A number of natural or synthetic AGEs inhibitor compounds have been recently discovered and displayed and can represent therapeutic innovation for the treatment of changes caused by the aging of the skin. In this study we performed the development of reconstructed glycated skin model and evaluated the efficacy and toxicity of anti-glycation compounds such as aminoguanidine and carnosine. In perspective, this study has contributed to the development of a new technology in vitro, and for the understanding cell-extracellular matrix interaction during the aging of skin.