Made available in DSpace on 2016-08-29T15:33:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5127_.pdf: 4819920 bytes, checksum: 08b84820654654b07e5c2c3862222d64 (MD5) Previous issue date: 2012-08-29 / As imagens projetadas dentro de nossos olhos mudam o tempo todo por conta do movimento dos olhos ou do nosso corpo como um todo. Contudo, percebemos o mundo retratado nas imagens capturadas pelos olhos como estável. Muito embora, as imagens projetadas nas retinas humanas sejam bidimensionais, o cérebro é capaz de sintetizar uma representação tridimensional estável a partir delas, com informações sobre cor, forma e profundidade a respeito dos objetos no ambiente ao nosso redor, viabilizando nossa navegação no mundo por meio do sentido da Visão. Neste trabalho, investigamos modelos matemático-computacionais de cognição visual (compreensão do mundo e das ideias por meio da Visão), aplicados ao problema de navegação de veículos autônomos. Nós empregamos modelos probabilísticos de navegação exploratória e de localização e mapeamento simultâneos (Simultaneous Localization And Mapping, ou SLAM), e desenvolvemos modelos dos movimentos oculares de busca visual e vergência baseados em Redes Neurais Sem Peso (Virtual Generalizing RAM, ou VG-RAM) para navegar um robô autônomo através de uma caminho definido por uma sequencia de pontos de interesse especificados na forma de simples fotos 2D do ambiente. Nossos resultados mostraram que é possível navegar um robô autônomo de um ponto de origem até um ponto de destino fornecendo apenas imagens não contiguas do caminho.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-03-23Bitstream added on 2014-06-13T20:21:15Z : No. of bitstreams: 1 pugliesi_ea_dr_prud.pdf: 3859130 bytes, checksum: 645542947cbc0887ddc9305b7a183a0b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo desta pesquisa é avaliar representações cartográficas para manutenção na rota, em um Mapa Visual Dinâmico de Sistema de Navegação e Guia de Rota em Automóvel (SNGRA), por meio das análises de demanda visual, preferência subjetiva e erro navegacional. Os pontos de referência e os sinais de direção de trânsito são elementos de informação importantes que auxiliam os motoristas nas tarefas de manutenção na rota. A tese central é que o Mapa Visual Dinâmico de um SNGRA pode apresentar baixa demanda visual, alta preferência subjetiva e pouco erro navegacional quando se combina representação cartográfica áudio-dinâmica com pontos de referência representados na perspectiva do motorista e representação de seta para indicar a direção da manobra. Os elementos de pontos de referência foram selecionados a partir das características da atratividade visual e cognitiva de um pequeno espaço urbano brasileiro e, principalmente, da rota de teste. As representações cartográficas foram produzidas com base em fatores humanos (cognição, percepção e atenção) e, testadas junto a um grupo de 28 motoristas. Utilizou-se a estatística não paramétrica para analisar os dados coletados nos testes de demanda visual. Os resultados indicam as representações cartográficas eficientes e eficazes para manutenção na rota, bem como apontam a relação da demanda visual com os fatores sexo, habilidade espacial e experiências com mapas. Este trabalho confirma os resultados de pesquisas anteriores de que os motoristas preferem mapas para navegação e guia de rota em automóvel porque querem conhecer sua localização e o contexto espacial, em relação às referências urbanas. / The aim of this research is to evaluate cartographic symbols for route following in a Dynamic Visual Map of a Car Navigation and Route Guidance System, taking into account visual demand, subjective preference and navigational error. Landmarks and traffic signs are information elements that help drivers when following a route. The central hypothesis is that Dynamic Visual Map could be more efficient and effective when combining audio-dynamic cartographic representation with landmarks in a driver's perspective view and arrow to indicate maneuver direction. The landmarks were selected from characteristics of visual and cognitive attractiveness from a town and, mainly of the test route. The cartographic symbols were produced based on human factors (cognition, perception and attention) and tested with 28 drivers. Non-parametric statistic was applied in order to analyze the collected data from visual demand test. The results indicate cartographic symbols efficient and effective for route following, as well as point out association between visual demand with sex, spatial abilities and experiences with maps factors. This work confirm previous research that the most of drivers prefer maps to navigation and route following in car, because they want know en-route where they are in relation to particular areas and landmarks.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-12-14T17:10:40Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2187496 bytes, checksum: 2627159f5e7507c30f0d51b8fbd7e973 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-14T17:10:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2187496 bytes, checksum: 2627159f5e7507c30f0d51b8fbd7e973 (MD5) Previous issue date: 2016-07-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente estudo teve por objetivo verificar se há diferenças nas habilidades de antecipação, tomada de decisão (TD) e nas estratégias de busca visual (BV) de acordo com a Eficiência do Comportamento Tático (ECT) em jogadores de futebol com similar tempo de prática deliberada. Foram avaliados 90 jogadores de futebol masculinos das categorias de base de clubes de Minas Gerais com média de idade de 14±1,06 anos e tempo de prática deliberada em média 5,12 ± 2,7 anos. Para a coleta de dados recorreu-se a utilização do FUT-SAT para avaliação da ECT, testes de simulações de vídeo para avaliar a antecipação e TD, e a utilização do Mobile Eye Tracking-XG para avaliação das estratégias de BV. Os jogadores avaliados foram divididos em grupos, mais eficientes e menos eficientes taticamente. Para a avaliação da antecipação e tomada de decisão, utilizaram-se as seguintes medidas: acertos da ação, acertos da direção da ação e pontuação total do teste. Para a avaliação das estratégias de BV utilizou-se: número de fixação, duração, locais de preferência para a fixação e movimentos sacádicos. No primeiro artigo o objetivo foi verificar se há diferenças na antecipação e nas estratégias de BV entre os grupos. Os resultados sugerem que as estratégias de BV e antecipação se diferenciam entre os grupos. Os jogadores mais eficientes taticamente são melhores na antecipação e realizam maior número de fixações visuais de curta duração, preferencialmente no portador da bola e na bola, em comparação aos jogadores menos eficientes taticamente. No segundo artigo o objetivo foi verificar se há diferenças na TD e nas estratégias de BV entre os grupos. Os resultados sugerem que a TD e estratégias de BV se diferenciam entre os grupos. Os jogadores mais eficientes taticamente são melhores na TD com maior número de fixações visuais de curta duração, preferencialmente nos jogadores adversários em comparação aos jogadores menos eficientes. Portanto, conclui-se que em relação à ECT em jogadores de futebol com similar tempo de prática deliberada, há diferenças na antecipação, na TD e nas estratégias de BV. / The present study aimed to verify if the anticipation, decision-making, and visual search strategies differ according to tactical behavior efficiency between soccer players with similar deliberate practice in soccer. We assessed 90 youth male soccer players from Minas Gerais’ clubs with mean age of 14 ± 1.06 years and average deliberate practice time of 5,12 ± 2,7 years. Data were collected throught FUT-SAT for assessment of tactical behavior efficiency, video simulations tests to examine anticipation and decision making, and the Mobile Eye-XG to analysis of visual search strategies. The soccer players evaluated were grouped into two categories: More and Less Tactically Efficient. For assessment of anticipation and decision making, we resorted to the following measures: correct actions, correct actions directions and total test score. For the assessment of visual search strategies we used the following measures: number of fixations, duration, fixation locations and saccadic movements. In the first paper the aim was to verify if the anticipation and visual search strategies differ into the groups. The results suggest that the anticipation and visual search strategies differ between the groups. The Tactically More Efficient soccer players are better in anticipating and employ a higher number of fixations and short term fixations, preferably on the player in possession, in comparison with Tactically Less Efficient soccer players. In the second paper the aim was to verify if the decision-making and visual search strategies differ into the groups. Results suggest that decision-making and visual search strategies differ between the groups. The Tactically More Efficient soccer players have better decision-making and employ a higher number of fixations and short term fixations, preferably on opposite soccer players, in comparison to the Tactically Less Efficient players. Therefore, it is concluded that in relation to tactical behavior efficiency of soccer players with similar deliberate practice, there are differences in anticipation, decision-making and visual search strategies.

Made available in DSpace on 2015-04-11T14:02:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joyce.pdf: 2848954 bytes, checksum: 2975e0e84f1ae7a53273f20004ce6c78 (MD5) Previous issue date: 2013-03-12 / With the fast development of the Internet and the popularization of mobile devices, searching for a specific product in e-commerce Web sites through a query image has become a very promising area of research. In this context, CBIR (Content-Based Image Retrieval) techniques have been exploited to support and improve the shopping experience of consumers. In this dissertation, we address the problem of product visual search using an image as a query, instead of the more popular approach of search based on keywords. We propose a strategy for re-ranking based on multimedia information usually available in database of products. Our strategy makes use of category information and textual description associated with the top-k images of an initial ranking generated by CBIR techniques only. Experiments were performed considering the judgment of users on two collections of images collected from popular e-commerce Web sites. Our results show that our strategy achieves significant gains compared to an approach based only on CBIR techniques. / Com o rápido desenvolvimento da Internet, a popularização de dispositivos móveis e de sites de comércio eletrônico, procurar um produto específico a partir de uma imagem tem se tornado uma área de pesquisa promissora. Nesse contexto, técnicas de CBIR (Content-Based Image Retrieval) vêm sendo exploradas para apoiar e melhorar a experiência de compra dos consumidores. Neste trabalho, abordamos o problema de busca visual de produtos usando uma imagem como consulta, no lugar da mais popular abordagem de busca que é baseada em palavras-chave. Nós propomos uma estratégia de re-ranking que faz uso de informações multimídia normalmente disponíveis nas bases de dados de produtos. Nossa estratégia faz uso de informações de categoria e descrição textual associadas às imagens melhor posicionadas de um ranking inicial gerado por técnicas puramente de CBIR. Experimentos foram realizados considerando o julgamento de usuários em duas coleções de imagens coletadas a partir de sites de comércio eletrônico. Nossos resultados mostram que nossa estratégia alcança ganhos significativos quando comparada à busca puramente visual.

A busca visual é uma habilidade crítica para várias tarefas da vida diária e pode estar prejudicada em pacientes com deficiência visual. O objetivo deste estudo foi comparar a busca visual exploratória entre pacientes com glaucoma primário de ângulo aberto (GPAA) e controles saudáveis, avaliando a correlação espacial entre áreas com perdas localizadas na busca visual exploratória e os defeitos perimétricos, em pacientes com GPAA e com visão normal. Cinquenta e sete indivíduos com visão normal (acuidade visual corrigida melhor que 0.2 logMAR) diagnosticados (grupo GPAA, n = 29) ou não (grupo CONTROL, n = 28) com GPAA, realizaram um exame oftalmológico completo, incluindo perimetria visual (Humphrey -Fast 24.2) e uma tarefa exploratória de busca visual baseada em uma tela com dígitos. Um software personalizado quantificou o (s) tempo (s) gasto (s) até o encontro do número \"4\" em uma matriz aleatória de dígitos distribuídos em cinco áreas, em nove telas sequenciais do programa. Cinco áreas da tela de busca visual foram espacialmente correlacionadas com cinco setores do mapa total deviation (TD) da perimetria visual, após ajustes de ângulo e distância. A análise de covariância (ANCOVA) e testes de correlação foram utilizados para correlacionar parâmetros perimétricos e da busca visual exploratória, por meio de avaliação do tempo individual (gasto para encontrar cada dígito) e tempo total (gasto para completar a tarefa). Os pacientes com GPAA apresentaram pior sensibilidade perimétrica (MD) e de busca visual exploratória do que os controles (MD: -8,02 ± 7,88 dB vs -1,43 ± 1,50 dB; p <0,0001 e tempo total: 106,42 ± 59,64 s vs 52,75 ± 19,07 s; p < 0.0001). A sensibilidade do MD de ambos os grupos correlacionou-se significativamente com o tempo total (GPAA: r = -0.45; p = 0,01 e CONTROL: r = 0,37; p = 0,049). Os testes de ANCOVA mostraram uma correlação significativa entre a busca visual exploratória (tempo individual) e a acuidade visual (P = 0,006) e o diagnóstico de glaucoma (p = 0,005). A sensibilidade média das áreas perimétricas periféricas do grupo GPAA mostrou correlação significativa com o tempo de busca individual nas áreas espaciais correspondentes, exceto na área periférica temporal superior (r = -0,35, p = 0,06). Os controles não mostraram correlação significativa para nenhuma dessas áreas perimétricas, exceto a área periférica temporal superior (r = 0,43, p = 0,02). Com base em nossos resultados, regiões com pior desempenho na busca visual exploratória puderam ser correlacionadas às perdas periféricas localizadas dos pacientes com GPAA. Uma vez que foram estudados pacientes com acuidade visual normal, estes achados destacam a importância do uso de ferramentas de busca visual na avaliação do impacto das perdas perimétricas periféricas em atividades diárias de pacientes com glaucoma. / Visual search is a critical skill for several daily tasks and may be declined in patients with impaired vision. The objectives of this study were to compare the exploratory visual search performance (EVSP) between patients with primary open-angle glaucoma (POAG) and healthy controls, and evaluate the spatial correlation between localized decreases in the EVSP and areas of visual field (VF) loss in normally-sighted patients POAG. Fifty-seven normal vision subjects (best corrected visual acuity better than 0.2 logMAR) diagnosed (POAG group; n= 29) or not (CONTROL group; n= 28) with POAG yielded a complete comprehensive ophthalmological examination, including Humphrey VF tests (SITA-Fast 24.2), and an exploratory visual search digit-based task. A custom software quantified the time (s) spent until patients found the number \"4\" on a random array of digits distributed in five areas on nine sequential screens. Each area was spatially matched with five sectors of the total deviation map from VF, after angle and distance adjustments. Covariance (ANCOVA) and correlation tests were used for correlating VF parameters and EVSP, evaluated through individual time (spent for finding each digit) and total time (spent for completing the task). POAG patients presented worse VF mean deviation (MD) sensitivity and EVSP than controls (MD: -8.02±7.88 dB vs -1.43±1.50 dB; p<0.0001, and total time: 106.42±59.64 s vs 52.75±19.07 s; p<0.0001). MD sensitivity of both groups significantly correlated with total time (POAG: r = -0.45; p = 0.01 and CONTROL: r = 0.37; p = 0.049). ANCOVA tests showed a significant correlation between EVSP (individual time) and both visual acuity (p = 0.006) and glaucoma diagnosis (p = 0.005). The mean sensitivity of the peripheral VF areas of the POAG group showed significant correlation with the individual search time in the corresponding spatial areas, except in the peripheral temporal superior area (r = -0.35, p =0.06). Controls did not show a significant correlation for any of those VF areas, except the peripheral temporal superior area (r =0.43, p =0.02). Based on our results, worse EVSP can be attributable to localized losses in the peripheral VF areas in patients with POAG. Since only normally sighted patients were studied, these findings highlight the importance of using visual search tools to evaluate the impact of peripheral VF loss in daily activities of glaucoma patients, such as driving.

A busca visual é uma habilidade crítica para várias tarefas da vida diária e pode estar prejudicada em pacientes com deficiência visual. O objetivo deste estudo foi comparar a busca visual exploratória entre pacientes com glaucoma primário de ângulo aberto (GPAA) e controles saudáveis, avaliando a correlação espacial entre áreas com perdas localizadas na busca visual exploratória e os defeitos perimétricos, em pacientes com GPAA e com visão normal. Cinquenta e sete indivíduos com visão normal (acuidade visual corrigida melhor que 0.2 logMAR) diagnosticados (grupo GPAA, n = 29) ou não (grupo CONTROL, n = 28) com GPAA, realizaram um exame oftalmológico completo, incluindo perimetria visual (Humphrey -Fast 24.2) e uma tarefa exploratória de busca visual baseada em uma tela com dígitos. Um software personalizado quantificou o (s) tempo (s) gasto (s) até o encontro do número \"4\" em uma matriz aleatória de dígitos distribuídos em cinco áreas, em nove telas sequenciais do programa. Cinco áreas da tela de busca visual foram espacialmente correlacionadas com cinco setores do mapa total deviation (TD) da perimetria visual, após ajustes de ângulo e distância. A análise de covariância (ANCOVA) e testes de correlação foram utilizados para correlacionar parâmetros perimétricos e da busca visual exploratória, por meio de avaliação do tempo individual (gasto para encontrar cada dígito) e tempo total (gasto para completar a tarefa). Os pacientes com GPAA apresentaram pior sensibilidade perimétrica (MD) e de busca visual exploratória do que os controles (MD: -8,02 ± 7,88 dB vs -1,43 ± 1,50 dB; p <0,0001 e tempo total: 106,42 ± 59,64 s vs 52,75 ± 19,07 s; p < 0.0001). A sensibilidade do MD de ambos os grupos correlacionou-se significativamente com o tempo total (GPAA: r = -0.45; p = 0,01 e CONTROL: r = 0,37; p = 0,049). Os testes de ANCOVA mostraram uma correlação significativa entre a busca visual exploratória (tempo individual) e a acuidade visual (P = 0,006) e o diagnóstico de glaucoma (p = 0,005). A sensibilidade média das áreas perimétricas periféricas do grupo GPAA mostrou correlação significativa com o tempo de busca individual nas áreas espaciais correspondentes, exceto na área periférica temporal superior (r = -0,35, p = 0,06). Os controles não mostraram correlação significativa para nenhuma dessas áreas perimétricas, exceto a área periférica temporal superior (r = 0,43, p = 0,02). Com base em nossos resultados, regiões com pior desempenho na busca visual exploratória puderam ser correlacionadas às perdas periféricas localizadas dos pacientes com GPAA. Uma vez que foram estudados pacientes com acuidade visual normal, estes achados destacam a importância do uso de ferramentas de busca visual na avaliação do impacto das perdas perimétricas periféricas em atividades diárias de pacientes com glaucoma. / Visual search is a critical skill for several daily tasks and may be declined in patients with impaired vision. The objectives of this study were to compare the exploratory visual search performance (EVSP) between patients with primary open-angle glaucoma (POAG) and healthy controls, and evaluate the spatial correlation between localized decreases in the EVSP and areas of visual field (VF) loss in normally-sighted patients POAG. Fifty-seven normal vision subjects (best corrected visual acuity better than 0.2 logMAR) diagnosed (POAG group; n= 29) or not (CONTROL group; n= 28) with POAG yielded a complete comprehensive ophthalmological examination, including Humphrey VF tests (SITA-Fast 24.2), and an exploratory visual search digit-based task. A custom software quantified the time (s) spent until patients found the number \"4\" on a random array of digits distributed in five areas on nine sequential screens. Each area was spatially matched with five sectors of the total deviation map from VF, after angle and distance adjustments. Covariance (ANCOVA) and correlation tests were used for correlating VF parameters and EVSP, evaluated through individual time (spent for finding each digit) and total time (spent for completing the task). POAG patients presented worse VF mean deviation (MD) sensitivity and EVSP than controls (MD: -8.02±7.88 dB vs -1.43±1.50 dB; p<0.0001, and total time: 106.42±59.64 s vs 52.75±19.07 s; p<0.0001). MD sensitivity of both groups significantly correlated with total time (POAG: r = -0.45; p = 0.01 and CONTROL: r = 0.37; p = 0.049). ANCOVA tests showed a significant correlation between EVSP (individual time) and both visual acuity (p = 0.006) and glaucoma diagnosis (p = 0.005). The mean sensitivity of the peripheral VF areas of the POAG group showed significant correlation with the individual search time in the corresponding spatial areas, except in the peripheral temporal superior area (r = -0.35, p =0.06). Controls did not show a significant correlation for any of those VF areas, except the peripheral temporal superior area (r =0.43, p =0.02). Based on our results, worse EVSP can be attributable to localized losses in the peripheral VF areas in patients with POAG. Since only normally sighted patients were studied, these findings highlight the importance of using visual search tools to evaluate the impact of peripheral VF loss in daily activities of glaucoma patients, such as driving.

AMOR, T. M. A. Characterizing and modeling visual persistence, search strategies and fixation times. 2017. 114 f. Tese (Doutorado em Física) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Pós-Graduação em Física (posgrad@fisica.ufc.br) on 2017-04-05T18:55:10Z No. of bitstreams: 1 11 TESE - TATIANA MARIA ALONSO AMOR.pdf: 24328367 bytes, checksum: bd1f8abe088f435a872eae56fc9eede0 (MD5) / Rejected by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com), reason: Boa tarde Ana cleide, Fiz algumas alterações. Só não consegui deletar o arquivo anexado a fim de renomeá-lo. Isto porque o arquivo,conforme as orientações daquele guia, deverá ter a seguimte nomenclatura: 2017_tese_tmaamor O co-orientador é aquele que está no registro? Pergunto isso porque procurei o nome no trabalho e não localizei. Estou concluindo o manual e já lhe envio. on 2017-04-05T19:39:41Z (GMT) / Submitted by Pós-Graduação em Física (posgrad@fisica.ufc.br) on 2017-04-07T16:49:43Z No. of bitstreams: 1 11 TESE - TATIANA MARIA ALONSO AMOR.pdf: 24328367 bytes, checksum: bd1f8abe088f435a872eae56fc9eede0 (MD5) / Approved for entry into archive by Giordana Silva (giordana.nascimento@gmail.com) on 2017-04-07T18:13:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 11 TESE - TATIANA MARIA ALONSO AMOR.pdf: 24328367 bytes, checksum: bd1f8abe088f435a872eae56fc9eede0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-07T18:13:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11 TESE - TATIANA MARIA ALONSO AMOR.pdf: 24328367 bytes, checksum: bd1f8abe088f435a872eae56fc9eede0 (MD5) Previous issue date: 2017 / To gather information from the world around us, we move our eyes constantly. In different occasions we find ourselves performing visual searches, such as trying to find someone in a crowd or a book in a shelf. While searching, our eyes “jump” from one location to another giving rise to a wide repertoire of patterns, exhibiting distinctive persistent behaviors. Initially, by focusing on saccadic directions and intersaccadic angles, we disclose that the probability distributions of these measures show a clear preference of participants towards a reading-like mechanism (geometrical persistence), whose features and potential advantages for searching/foraging are discussed.We then perform a Multifractal Detrended Fluctuation Analysis (MF-DFA) over the time series of jump magnitudes in the eye trajectory and find that it exhibits a typical multifractal behavior arising from the sequential combination of saccades and fixations. By inspecting the time series composed of only fixational movements, our results reveal instead a monofractal behavior with a Hurst exponent H ∼ 0.7, which indicates the presence of long-range power-law positive correlations (statistical persistence). Motivated by the experimental findings from the study of the distribution of the intersaccadic angles, we developed a simple visual search model that quantifies the wide variety of possible search strategies. From our experiments we know that when searching a target within an image our brain can adopt different strategies. The question then is which one does it choose? We present a simple two-parameter visual search model (VSM) based on a persistent random walk and the experimental inter-saccadic angle distribution. The model captures the basic observed visual search strategies that range from systematic or reading-like to completely random. We compare the results of the model to the experimental data by measuring the space-filling efficiency of the searches. Within the parameter space of the model, we are able to quantify the strategies used by different individuals for three searching tasks and show how the average search strategy changes along these three groups. Even though participants tend to explore a vast range of parameters, when all the items are placed on a regular lattice, participants are more likely to perform a systematic search, whereas in a more complex field, the search trajectories resemble a random walk. In this way we can discern with high sensitivity the relation between the visual landscape and the average strategy, disclosing how small variations in the image induce strategy changes. Finally, we move beyond visual search and study the fixation time distributions across different visual tasks. Fixation times are commonly associated to some cognitive process, as it is in this instances where most of the visual information is gathered. However, the distribution for the fixation durations exhibits certain similarities across a wide range of visual tasks and foveated species. We studied how similar these distributions are, and found that, even though they share some common properties, such as similar mean values, most of them are statistically different. Because fixations durations can be controlled by two different mechanisms: cognitive or ocular, we focus our research into finding a model for the fixation times distribution flexible enough to capture the observed behaviors in experiments that tested these concepts. At the same time, the candidate function to model the distribution needs to be the response of some very robust inner mechanism found in all the aforementioned scenarios. Hence, we discuss the idea of a model based on the microsacaddic inter event time statistics, resulting in the sum of Gamma distributions, each of these related to the presence of a distinctive number of microsaccades in a fixation. / To gather information from the world around us, we move our eyes constantly. In different occasions we find ourselves performing visual searches, such as trying to find someone in a crowd or a book in a shelf. While searching, our eyes “jump” from one location to another giving rise to a wide repertoire of patterns, exhibiting distinctive persistent behaviors. Initially, by focusing on saccadic directions and intersaccadic angles, we disclose that the probability distributions of these measures show a clear preference of participants towards a reading-like mechanism (geometrical persistence), whose features and potential advantages for searching/foraging are discussed.We then perform a Multifractal Detrended Fluctuation Analysis (MF-DFA) over the time series of jump magnitudes in the eye trajectory and find that it exhibits a typical multifractal behavior arising from the sequential combination of saccades and fixations. By inspecting the time series composed of only fixational movements, our results reveal instead a monofractal behavior with a Hurst exponent H ∼ 0.7, which indicates the presence of long-range power-law positive correlations (statistical persistence). Motivated by the experimental findings from the study of the distribution of the intersaccadic angles, we developed a simple visual search model that quantifies the wide variety of possible search strategies. From our experiments we know that when searching a target within an image our brain can adopt different strategies. The question then is which one does it choose? We present a simple two-parameter visual search model (VSM) based on a persistent random walk and the experimental inter-saccadic angle distribution. The model captures the basic observed visual search strategies that range from systematic or reading-like to completely random. We compare the results of the model to the experimental data by measuring the space-filling efficiency of the searches. Within the parameter space of the model, we are able to quantify the strategies used by different individuals for three searching tasks and show how the average search strategy changes along these three groups. Even though participants tend to explore a vast range of parameters, when all the items are placed on a regular lattice, participants are more likely to perform a systematic search, whereas in a more complex field, the search trajectories resemble a random walk. In this way we can discern with high sensitivity the relation between the visual landscape and the average strategy, disclosing how small variations in the image induce strategy changes. Finally, we move beyond visual search and study the fixation time distributions across different visual tasks. Fixation times are commonly associated to some cognitive process, as it is in this instances where most of the visual information is gathered. However, the distribution for the fixation durations exhibits certain similarities across a wide range of visual tasks and foveated species. We studied how similar these distributions are, and found that, even though they share some common properties, such as similar mean values, most of them are statistically different. Because fixations durations can be controlled by two different mechanisms: cognitive or ocular, we focus our research into finding a model for the fixation times distribution flexible enough to capture the observed behaviors in experiments that tested these concepts. At the same time, the candidate function to model the distribution needs to be the response of some very robust inner mechanism found in all the aforementioned scenarios. Hence, we discuss the idea of a model based on the microsacaddic inter event time statistics, resulting in the sum of Gamma distributions, each of these related to the presence of a distinctive number of microsaccades in a fixation.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:22:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eduardo B Viecilli.pdf: 12003318 bytes, checksum: 049902e80d65ca85726715d69e30469a (MD5) Previous issue date: 2014-03-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Mobile robots should be able to seek (explore the environment and recognize the objects) autonomously and efficiently. This work developed a mobile robot capable of performing the search for a 3D object in an unknown environment, using only one depth camera (RGB + Depth) as sensor and executing a strategy of active vision. The Microsoft Kinect was adopted as sensor. Also a mobile robot (XKBO) was build using the Robot Operating System (ROS), and with its architecture adapted from the norm STANAG 4586. A new active exploration strategy was developed in which considers the effort of the robot to move to the frontier regions (occult areas), and the presence of traces of the object. The metrics used demonstrated that the use of depth cameras for visual search tasks have a potential for deployment because associates visual and depth information, allowing the robot to better understand the environment and the target object of the search. / Robôs móveis devem ter a capacidade de buscar (explorar o ambiente e reconhecer objetos) de forma autônoma e eficiente. Este trabalho desenvolveu um robô móvel capaz de executar a busca a um objeto (3D) em ambiente desconhecido, utilizando somente uma câmera de profundidade (RGB + distancia) como sensor e executando uma estratégia de visão ativa. A Microsoft Kinect foi a câmera adotada. Também construiu-se um robô móvel (XKBO) que utiliza o Sistema Operacional Robótico (ROS), e com a arquitetura adaptada da norma STANAG 4586. Foi possível usar algoritmos existentes para reconhecer objetos 3D usando o Kinect graças as ferramentas presentes no ROS. E o uso do Kinect facilitou a geração de mapas do ambiente. Desenvolveu-se uma nova estratégia de exploração ativa que considera o esforço de movimentação para as regiões de fronteiras (áreas ocultas), e a existência de indícios da presença do objeto. As métricas utilizadas demonstram que o uso de câmeras de profundidade para tarefas de busca tem potencial para evolução por associar informação visuais com as de profundidade, permitindo que o robô possa entender o ambiente e o objeto alvo da busca. Palavras-chave: Robô Móvel. Exploração. Busca Visual. Câmera RGB-D.

Uma das tarefas básicas dos mecanismos atencionais é decidir qual a localização dentro do campo visual, em que devemos prestar atenção primeiro. Um objeto que contenha características distintas, tais como orientação, forma, cor, tamanho, brilho, textura, etc. diferentes, pode atrair a atenção de uma maneira \"bottom-up\". A informação \"top-down\" baseia-se no conhecimento prévio e tem uma grande influência nas localizações atendidas. Inspirado nos mecanismos da Atenção Visual Humana, embora sem a pretensão de simulá-la, este trabalho prevê o desenvolvimento de uma nova metodologia que integra os dois tipos de informações: \"bottom-up\" e \"top-down\". Características \"bottom-up\" são geradas a partir de Momentos e essas informações são utilizadas em mapas de saliência, enquanto que um conhecimento prévio é utilizado para gerar pistas \"top-down\". Neste trabalho, desenvolveu-se uma metodologia específica para a busca e o reconhecimento visual em cenas com múltiplos objetos, utilizando para isso uma rede \"fuzzy\" contendo três subsistemas \"fuzzy\". Dada uma imagem de entrada, o objetivo consiste em se detectar regiões que possam conter informações mais significativas, a fim de que se possa guiar e restringir processamentos mais complexos. A inclusão de mecanismos de atenção (seleção de uma região de interesse dentro da imagem) é de fundamental importância pois os resultados obtidos pelo método podem ser usados para controlar a aquisição da imagem de uma maneira dinâmica. O modelo proposto está estruturado em três estágios principais: O primeiro estágio consiste em se segmentar os objetos e extrair características globais dos mesmos baseadas principalmente na teoria dos momentos, tais como tamanho, orientação, formato e distância e também média de nível de cinza. Por intermédio da comparação de um objeto com os outros presentes na cena, características \"bottom-up\" de conspicuidade são usadas para guiar a atenção ao objeto mais diferente. Por intermédio do uso da lógica \"fuzzy\" é possível inferir com grande flexibilidade algumas regras de decisão baseadas nos princípios de percepção visual tais como as leis Gestalt. O segundo estágio consiste de um subsistema \"fuzzy top-down\" que combina diferentes características de acordo com a relevância das mesmas em diferentes tarefas. Finalmente, o terceiro estágio consiste de um subsistema \"fuzzy\" que integra as informações obtidas dos subsistemas anteriores e fornece um índice geral de saliência, e indica a provável localização do objeto a ser reconhecido. A nova abordagem foi testada com objetos geométricos levando-se em consideração as características que atraem a atenção dos serem humanos / One of the basic tasks assigned to the human attentional mechanisms is to decide which location in the visual field we must pay attention first. An object containing distinctive features (such as different orientation, shape, color, size, shine, texture, etc.) can attract attention in a bottom-up way. Top-down information is based on the previous knowledge and has a large influence on the attended locations. Inspired on human visual attention mechanisms, although it doesn\'t want simulate it, this work presents a new methodology to integrate two different kind of information: bottom-up and top-down. Bottom-up features are obtained from Moment Theory and this information is used in salience maps, while a previous knowledge is used to create top-down hints. In this work, an specific methodology to visual search and recognition was developed to be applied to scenes containing multiple objects by a fuzzy net with three fuzzy subsystems. The aim of this methodology is to detect regions that may contain the most significant information, in order to guide and to restrict most complex processing. The inclusion of attentional mechanisms (the selection of a region of interest in the image) is fundamental and can be used to control the image acquisition in a dynamic way. The proposed model is structured in three main stages. The first stage segments the objects and extracts global features of them, based on the Moment Theory such as size, orientation, shape and distance and gray level average. By comparing one object with the other ones present in the scene, bottom-up features of conspicuity are used to guide the attention to the most different object. The Fuzzy Logic allows us to infer with great flexibility some of decision rules based on the visual perception principles such as the Gestalt Laws. The second stage is a top-down fuzzy subsystem that combines different features according to the relevance of them in different tasks. Finally, the third stage is a fuzzy subsystem that integrates the information obtained from the previous sub-systems and gives us a general salience index. The new methodology was tested in geometrical objects considering the feature that attracts attention to human beings

Uma das tarefas básicas dos mecanismos atencionais é decidir qual a localização dentro do campo visual, em que devemos prestar atenção primeiro. Um objeto que contenha características distintas, tais como orientação, forma, cor, tamanho, brilho, textura, etc. diferentes, pode atrair a atenção de uma maneira \"bottom-up\". A informação \"top-down\" baseia-se no conhecimento prévio e tem uma grande influência nas localizações atendidas. Inspirado nos mecanismos da Atenção Visual Humana, embora sem a pretensão de simulá-la, este trabalho prevê o desenvolvimento de uma nova metodologia que integra os dois tipos de informações: \"bottom-up\" e \"top-down\". Características \"bottom-up\" são geradas a partir de Momentos e essas informações são utilizadas em mapas de saliência, enquanto que um conhecimento prévio é utilizado para gerar pistas \"top-down\". Neste trabalho, desenvolveu-se uma metodologia específica para a busca e o reconhecimento visual em cenas com múltiplos objetos, utilizando para isso uma rede \"fuzzy\" contendo três subsistemas \"fuzzy\". Dada uma imagem de entrada, o objetivo consiste em se detectar regiões que possam conter informações mais significativas, a fim de que se possa guiar e restringir processamentos mais complexos. A inclusão de mecanismos de atenção (seleção de uma região de interesse dentro da imagem) é de fundamental importância pois os resultados obtidos pelo método podem ser usados para controlar a aquisição da imagem de uma maneira dinâmica. O modelo proposto está estruturado em três estágios principais: O primeiro estágio consiste em se segmentar os objetos e extrair características globais dos mesmos baseadas principalmente na teoria dos momentos, tais como tamanho, orientação, formato e distância e também média de nível de cinza. Por intermédio da comparação de um objeto com os outros presentes na cena, características \"bottom-up\" de conspicuidade são usadas para guiar a atenção ao objeto mais diferente. Por intermédio do uso da lógica \"fuzzy\" é possível inferir com grande flexibilidade algumas regras de decisão baseadas nos princípios de percepção visual tais como as leis Gestalt. O segundo estágio consiste de um subsistema \"fuzzy top-down\" que combina diferentes características de acordo com a relevância das mesmas em diferentes tarefas. Finalmente, o terceiro estágio consiste de um subsistema \"fuzzy\" que integra as informações obtidas dos subsistemas anteriores e fornece um índice geral de saliência, e indica a provável localização do objeto a ser reconhecido. A nova abordagem foi testada com objetos geométricos levando-se em consideração as características que atraem a atenção dos serem humanos / One of the basic tasks assigned to the human attentional mechanisms is to decide which location in the visual field we must pay attention first. An object containing distinctive features (such as different orientation, shape, color, size, shine, texture, etc.) can attract attention in a bottom-up way. Top-down information is based on the previous knowledge and has a large influence on the attended locations. Inspired on human visual attention mechanisms, although it doesn\'t want simulate it, this work presents a new methodology to integrate two different kind of information: bottom-up and top-down. Bottom-up features are obtained from Moment Theory and this information is used in salience maps, while a previous knowledge is used to create top-down hints. In this work, an specific methodology to visual search and recognition was developed to be applied to scenes containing multiple objects by a fuzzy net with three fuzzy subsystems. The aim of this methodology is to detect regions that may contain the most significant information, in order to guide and to restrict most complex processing. The inclusion of attentional mechanisms (the selection of a region of interest in the image) is fundamental and can be used to control the image acquisition in a dynamic way. The proposed model is structured in three main stages. The first stage segments the objects and extracts global features of them, based on the Moment Theory such as size, orientation, shape and distance and gray level average. By comparing one object with the other ones present in the scene, bottom-up features of conspicuity are used to guide the attention to the most different object. The Fuzzy Logic allows us to infer with great flexibility some of decision rules based on the visual perception principles such as the Gestalt Laws. The second stage is a top-down fuzzy subsystem that combines different features according to the relevance of them in different tasks. Finally, the third stage is a fuzzy subsystem that integrates the information obtained from the previous sub-systems and gives us a general salience index. The new methodology was tested in geometrical objects considering the feature that attracts attention to human beings