A detecção de gestos é uma etapa importante em aplicações de interação humanocomputador. Se a mão do usuário é detectada com precisão, tanto a análise quanto o reconhecimento do gesto de mão se tornam mais simples e confiáveis. Neste trabalho, descrevemos um novo método para detecção de pele humana, destinada a ser empregada como uma etapa de pré-processamento para segmentação de gestos de mão em sistemas que visam o seu reconhecimento. Primeiramente, treinamos os modelos de cor e textura de pele (material a ser identificado) a partir de um conjunto de treinamento formado por imagens de pele. Nessa etapa, construímos um modelo de mistura de Gaussianas (GMM), para determinar os tons de cor da pele e um dicionário de textons, para textura de pele. Em seguida, introduzimos um estratégia de fusão estocástica de regiões de texturas, para determinar todos os segmentos de diferentes materiais presentes na imagem (cada um associado a uma textura). Tendo obtido todas as regiões, cada segmento encontrado é classificado com base nos modelos de cor de pele (GMM) e textura de pele (dicionário de textons). Para testar o desempenho do algoritmo desenvolvido realizamos experimentos com o conjunto de imagens SDC, projetado especialmente para esse tipo de avaliação (detecção de pele humana). Comparado com outras técnicas do estado-daarte em segmentação de pele humana disponíveis na literatura, os resultados obtidos em nossos experimentos mostram que a abordagem aqui proposta é resistente às variações de cor e iluminação decorrentes de diferentes tons de pele (etnia do usuário), assim como de mudanças de pose da mão, mantendo sua capacidade de discriminar pele humana de outros materiais altamente texturizados presentes na imagem. / Gesture detection is an important task in human-computer interaction applications. If the hand of the user is precisely detected, both analysis and recognition of hand gesture become more simple and reliable. This work describes a new method for human skin detection, used as a pre-processing stage for hand gesture segmentation in recognition systems. First, we obtain the models of color and texture of human skin (material to be identified) from a training set consisting of skin images. At this stage, we build a Gaussian mixture model (GMM) for identifying skin color tones and a dictionary of textons for skin texture. Then, we introduce a stochastic region merging strategy, to determine all segments of different materials present in the image (each associated with a texture). Once the texture regions are obtained, each segment is classified based on skin color (GMM) and skin texture (dictionary of textons) model. To verify the performance of the developed algorithm, we perform experiments on the SDC database, specially designed for this kind of evaluation (human skin detection). Also, compared with other state-ofthe- art skin segmentation techniques, the results obtained in our experiments show that the proposed approach is robust to color and illumination variations arising from different skin tones (ethnicity of the user) as well as changes of pose, while keeping its ability for discriminating human skin from other highly textured background materials.

Sistemas de Interação Humano-Computador baseados em toque são uma tecnologia disseminada em tablets, smartphones e notebooks. Trata-se de um grande avanço que aumenta a facilidade de comunicação e, ao mesmo tempo, diminui a necessidade de interfaces como mouse e teclado. Entretanto, a superfície de interação utilizada por esses sistemas normalmente é equipada com sensores para a captação dos movimentos realizados pelo usuário, o que impossibilita transformar uma superfície planar qualquer (uma mesa, por exemplo) em uma superfície de interação. Por outro lado, a popularização de sensores de profundidade a partir do lançamento do Microsoft Kinect propiciou o desenvolvimento de sistemas que adotam objetos do dia a dia como superfícies de interação. Nesta dissertação é proposta uma interface natural para interação com superfícies planares utilizando uma câmera RGB-D em posição descendente. Inicialmente, o plano de interação é localizado na nuvem de pontos 3D através de uma variação do algoritmo RANSAC com coerência temporal. Objetos acima do plano são segmentados a partir da transformada watershed baseada em uma função de energia que combina cor, profundidade e informação de confiança. A cor de pele é utilizada para isolar as mãos, e os dedos que interagem com o plano são identificados por um novo processo de esqueletonização 2D. Finalmente, as pontas dos dedos são rastreadas com o uso do algoritmo Húngaro, e o filtro de Kalman é usado para produzir trajetórias mais suaves. Para demonstrar a utilidade da técnica, foi desenvolvido um protótipo que permite ao usuário desenhar em uma superfície de forma natural e intuitiva. / Touch-based Human-Computer Interfaces (HCIs) are a widespread technology present in tablets, smartphones, and notebooks. This is a breakthrough which increases the ease of communication and at the same time reduces the need for interfaces such as mouse and keyboard. However, the interaction surface used by these systems is usually equipped with sensors to capture the movements made by the user, making it impossible to substitute this surface by any other such as a table, for example. On the other hand, the progress of commercial 3D depth sensing technologies in the past five years, having as a keystone Microsoft’s Kinect sensor, has increased the interest in 3D hand gesture recognition using depth data. In this dissertation, we present a natural Human-Computer Interface (HCI) for interaction with planar surfaces using a topdown RGB-D camera. Initially, the interaction plane is located in the 3D point cloud by using a variation of RANSAC with temporal coherence. Off-plane objects are segmented using the watershed transform based on an energy function that combines color, depth and confidence information. Skin color information is used to isolate the hand(s), and a novel 2D skeletonization process identifies the interaction fingers. Finally, the fingertips are tracked using the Hungarian algorithm, and a Kalman filter is applied to produce smoother trajectories. To demonstrate the usefulness of the technique, we also developed a prototype in which the user can draw on the surface using lines and sprays in a natural way.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:49:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-25 / Com os avancos dos recursos da Word Wide Web, os beneficios obtidos sao incontestaveis tambem na area da educacao. Apesar de sua ampla disseminacao, podem apresentar falhas que os tornam inadequados. Uma das maneiras de se evitar os infortunios causados por websites mal estruturados seria a realizacao de avaliacoes de sua qualidade. Pesquisadores do Nucleo de Informatica em Enfermagem da Universidade Federal de Sao Paulo (UNIFESP) desenvolveram em parceria com o Departamento de Informatica em Saude da UNIFESP um website educacional em Primeiros Socorros. Considerando-se a relevancia do ensino e a necessidade de investir em ferramentas informativas de qualidade sobre o tema objetivou-se neste estudo: elaborar e validar instrumentos de avaliacao de website e avaliar o website em Primeiros Socorros. Tres instrumentos foram criados para avaliar a estrutura, o conteudo e a navegabilidade. Verificou-se que esses instrumentos foram adequados para o uso na avaliacao do website, por apresentarem niveis superiores ao Limite de Seguranca .0,70 estabelecido. Em relacao a qualidade do website, observou-se que o valor de Kappa foi de 0,047 e -0,062 na analise das respostas dos profissionais de informatica e da saude, respectivamente, indicando que nao houve concordancia nas respostas. No entanto, na analise da distribuicao das respostas dos avaliadores percebeu-se que, segundo os profissionais de informatica, a qualidade estrutural do website deveria ser revista e corrigida para torna-lo adequado. Ja em relacao a distribuicao dos escores assinalados pelos profissionais da area da saude observou-se que a qualidade de conteudo do website e boa e que deveriam ser feitas pequenas correcoes de alguns conteudos. A avaliacao da qualidade de navegabilidade do website, segundo a opiniao dos alunos e boa, conforme o escore obtido de 79,4%. Observou-se que tanto os profissionais da saude como os alunos referiram que a distribuicao dos links deveria ser melhorada, semelhante as recomendacoes dos profissionais de informatica. Concluiu-se que: os tres instrumentos elaborados foram considerados adequados para a utilizacao da avaliacao do website. A qualidade estrutural do website deve ser corrigida, para que o processo de navegacao seja adequado e embora a qualidade do conteudo seja boa, pequenas correcoes nas informacoes devem ser realizadas. / The advancement of the Word Wide Web has brought remarkable benefits to all areas of activity including education. Despite the broad spreading of websites, some flaws may exist, which could make them inadequate. A way of avoiding potencial problems caused by websites with poor structure is to regularly evaluate their quality. Researchers from the Nursing Informatics Center at Federal University of Sao Paulo (UNIFESP) developed in a partnership with the Health Informatics Department at UNIFESP an educational website First Aid. Considering the relevance of teaching and the need to invest in quality educational tools the objective of this study was to create and validate a website evaluation tool and use it to evaluate the First Aid website. Three instruments were created to evaluate the structure, the content and the accessibility. The instrument was applied to informaticists, health care professionals and students. It was found that these instruments were adequate for evaluating the website, as they presented levels above the established LS.0.70. Regarding the quality of the website, it was found that the Kappa value was 0.047 and -0.062 for the analyses of the responses from informaticists and healthcare professionals, respectively, indicating a lack of agreement in the responses. However, the analysis of the distribution of the informaticists responses found that the structure of the website should be reviewed and corrected to make it more adequate. As for the distribution of the scores analyzed by healthcare professionals it was observed that the quality of the content on the website was good and only a few corrections should be made in the content. According to the students, the website accessibility is good with a score of 79.35%. It was also observed that healthcare professionals as well as students referred that the links should be better distributed, which is in agreement with the recommendations of the informaticists. In conclusion, the three developed instruments were considered adequate for evaluating the website. The quality of the structure quality should be corrected so that accessibility would be more adequate. Although the quality was considered good, small correction should be made to improve the content. / TEDE / BV UNIFESP: Teses e dissertações

O movimento dos lábios é um recurso visual relevante para a detecção da atividade de voz do locutor e para o reconhecimento da fala. Quando os lábios estão se movendo eles transmitem a idéia de ocorrências de diálogos (conversas ou períodos de fala) para o observador, enquanto que os períodos de silêncio podem ser representados pela ausência de movimentações dos lábios (boca fechada). Baseado nesta idéia, este trabalho foca esforços para detectar a movimentação de lábios e usá-la para realizar a detecção de atividade de voz. Primeiramente, é realizada a detecção de pele e a detecção de face para reduzir a área de extração dos lábios, sendo que as regiões mais prováveis de serem lábios são computadas usando a abordagem Bayesiana dentro da área delimitada. Então, a pré-segmentação dos lábios é obtida pela limiarização da região das probabilidades calculadas. A seguir, é localizada a região da boca pelo resultado obtido na pré-segmentação dos lábios, ou seja, alguns pixels que não são de lábios e foram detectados são eliminados, e em seguida são aplicados algumas operações morfológicas para incluir alguns pixels labiais e não labiais em torno da boca. Então, uma nova segmentação de lábios é realizada sobre a região da boca depois de aplicada uma transformação de cores para realçar a região a ser segmentada. Após a segmentação, é aplicado o fechamento das lacunas internas dos lábios segmentados. Finalmente, o movimento temporal dos lábios é explorado usando o modelo das cadeias ocultas de Markov (HMMs) para detectar as prováveis ocorrências de atividades de fala dentro de uma janela temporal. / Lips motion are relevant visual feature for detecting the voice active of speaker and speech recognition. When the lips are moving, they carries an idea of occurrence of dialogues (talk) or periods of speeches to the watcher, whereas the periods of silences may be represented by the absence of lips motion (mouth closed). Based on this idea, this work focus efforts to obtain the lips motion as features and to perform visual voice activity detection. First, the algorithm performs skin segmentation and face detection to reduce the search area for lip extraction, and the most likely lip regions are computed using a Bayesian approach within the delimited area. Then, the pre-segmentation of the lips is obtained by thresholding the calculated probability region. After, it is localized the mouth region by resulted obtained in pre-segmentation of the lips, i.e., some nonlips pixels detected are eliminated, and it are applied a simple morphological operators to include some lips pixels and non-lips around the mouth. Thus, a new segmentation of lips is performed over mouth region after transformation of color to enhance the region to be segmented. And, is applied the closing of gaps internal of lips segmented. Finally, the temporal motion of the lips is explored using Hidden Markov Models (HMMs) to detect the likely occurrence of active speech within a temporal window.

Além de um canal para adquirir informações sobre o ambiente ao nosso redor, o sentido do tato é também o nosso sentido mais social. No entanto, a interação háptica é geralmente implementada como chamariz nas interfaces modernas. Embora a comunicação multimodal seja comum em Ambientes Virtuais, as tecnologias de Realidade Virtual mais acessíveis nem sequer incluem o componente háptico como parte fundamental. Esta tese apresenta estudos sobre percepção, desempenho do usuário, e experiência do usuário com dispositivos de comunicação vibrotátil construídos para suportar diferentes tarefas interativas em ambientes virtuais e físicos. Foram avaliados diferentes atuadores hápticos, configurações de exibição tátil, locais do corpo, perfis de usuário, e métodos para se projetar uma plataforma tátil robusta. Tal plataforma foi finalmente construída como uma tela vibrotátil para ser usada ao redor da cabeça e para suportar tarefas de consciência espacial e comunicação em ambientes virtuais e físicos. Durante a pesquisa foi observado que, apesar de sua importância para a comunicação, o uso proativo de háptica para intercomunicação é surpreendentemente negligenciado. Portanto, foi dada especial atenção aos elementos presentes na articulação da fala para introduzir a articulação háptica proativa como uma nova abordagem para intercomunicação. Foi proposto que a habilidade de usar uma interface háptica como uma ferramenta para comunicação implícita pode suplementar a comunicação e suportar tarefas colaborativas próximas e remotas em diferentes contextos. Além disso, uma interface articulatória pode fornecer um modo direto e expressivo de se comunicar através de sinais táteis. Para demonstrar isso, os resultados dessa pesquisa foram aplicados ao projeto de uma tela montada na cabeça com vibração, especialmente feita para interação com ambientes virtuais imersivos. Tal aparato mostrou-se útil não apenas para orientação no espaço 3D, mas também para intercomunicação em ambientes virtuais colaborativos. Além de nossas contribuições técnicas em relação à construção de uma tela tátil totalmente testada para múltiplas tarefas e contextos, nossa principal contribuição é a concepção e demonstração de um novo paradigma de interação tátil. Tal paradigma se concentra em fornecer maneiras simples e diretas para que indivíduos se expressem através de sinais táteis em aplicações mediadas por computador para interair com seu ambiente e com outros indivíduos. Esse paradigma envolve os usuários finais e permite que eles se tornem interlocutores ao invés de meros receptores do feedback tátil. / The sense of touch not only is a channel for acquiring information about the environment around us, it is also our most social sense. However, haptic interaction is usually implemented as a gimmick feature in modern interfaces. Although multimodal communication is commonplace in Virtual Environments, the most accessible Virtual Reality technologies do not even include the haptic component as a fundamental part. This thesis presents studies on perception, user performance, and user experience with vibrotactile communication devices built to support different interactive tasks in virtual and physical environments. We have assessed different haptic actuators, tactile display configurations, body sites, user profiles and methods to design a robust tactile platform. Such platform was finally built as a vibrotactile display to be worn around the head and to support spatial awareness and communication in both virtual and physical environments. During our research, we particularly notice that the proactive use of touch for intercommunication is surprisingly neglected regardless of its importance for communication. Therefore, we have also directed our attention to elements present in speech articulation to introduce proactive haptic articulation as a novel approach for intercommunication. We propose that the ability to use a haptic interface as a tool for implicit communication can supplement communication and support near and remote collaborative tasks in different contexts. In addition, an articulatory interface can provide a direct and expressive way for communicating through tactile cues. To demonstrate that, our results were applied to the design of a vibrotactile head-mounted display especially made for interaction with immersive virtual environments. Such apparatus was shown not only to support guidance in 3D space but also to support intercommunication in collaborative virtual environments. In addition to our technical contributions regarding the construction of a fully tested tactile display for multiple tasks and contexts, our main contribution is the conception and demonstration of a new paradigm for tactile interaction. Such paradigm focuses on providing simple and direct ways for individuals to express themselves through tactile cues in computer-mediated interaction with their environment and with others. Such paradigm embraces the final users and allows them to become interlocutors rather than just receivers of the haptic feedback.

A integração de dados oriundos de fontes autônomas e heterogêneas ainda é um grande problema para diversas aplicações. Na indústria de petróleo e gás, uma grande quantidade de dados é gerada diariamente a partir de múltiplas fontes, tais como dados sísmicos, dados de poços, dados de perfuração, dados de transporte e dados de marketing. No entanto, estes dados são adquiridos através da aplicação de diferentes técnicas e representados em diferentes formatos e padrões. Assim, estes dados existem de formas estruturadas em banco de dados e de formas semi-estruturadas em planilhas e documentos, tais como relatórios e coleções multimídia. Para lidar com a heterogeneidade dos formatos de dados, a informação precisa ser padronizada e integrada em todos os sistemas, disciplinas e fronteiras organizacionais. Como resultado, este processo de integração permitirá uma melhor tomada de decisão dentro de colaborações, uma vez que dados de alta qualidade poderão ser acessados em tempo hábil. A indústria do petróleo depende do uso eficiente desses dados para a construção de modelos computacionais, a fim de simplificar a realidade geológica e para ajudar a compreende-la. Tal modelo, que contém objetos geológicos analisados por diferentes profissionais—geólogos, geofísicos e engenheiros — não representa a realidade propriamente dita, mas a conceitualização do especialista. Como resultado, os objetos geológicos modelados assumem representações semânticas distintas e complementares no apoio à tomada de decisões. Para manter os significados pretendidos originalmente, ontologias estão sendo usadas para explicitar a semântica dos modelos e para integrar os dados e arquivos gerados nas etapas da cadeia de exploração. A principal reivindicação deste trabalho é que a interoperabilidade entre modelos da terra construídos e manipulados por diferentes profissionais e sistemas pode ser alcançada evidenciando o significado dos objetos geológicos representados nos modelos. Nós mostramos que ontologias de domínio desenvolvidas com o apoio de conceitos teórico de ontologias de fundamentação demonstraram ser uma ferramenta adequada para esclarecer a semântica dos conceitos geológicos. Nós exemplificamos essa capacidade através da análise dos formatos de comunicação padrões mais utilizados na cadeia de modelagem (LAS, WITSML e RESQML), em busca de entidades semanticamente relacionadas com os conceitos geológicos descritos em ontologias de Geociências. Mostramos como as noções de identidade, rigidez, essencialidade e unidade, aplicadas a conceitos ontológicos, conduzem o modelador à definir mais precisamente os objetos geológicos no modelo. Ao tornar explícitas as propriedades de identidade dos objetos modelados, o modelador pode superar as ambiguidades da terminologia geológica. Ao fazer isso, explicitamos os objetos e propriedades relevantes que podem ser mapeados a partir de um modelo para outro, mesmo quando eles estão representados em diferentes nomes e formatos. / The integration of data issued from autonomous and heterogeneous sources is still a significant problem for an important number of applications. In the oil and gas industry, a large amount of data is generated every day from multiple sources such as seismic data, well data, drilling data, transportation data, and marketing data. However, these data are acquired by the application of different techniques and represented in different standards and formats. Thus, these data exist in a structured form in databases, and in semi-structured forms in spreadsheets and documents such as reports and multimedia collections. To deal with this large amount of information, as well as the heterogeneous data formats of the data, the information needs to be standardized and integrated across systems, disciplines and organizational boundaries. As a result, this information integration will enable better decision making within collaborations, once high quality data will be accessible timely. The petroleum industry depends on the efficient use of these data to the construction of computer models in order to simplify the geological reality and to help understanding it. Such a model, which contains geological objects analyzed by different professionals – geologists, geophysicists and engineers – does not represent the reality itself, but the expert’s conceptualization. As a result, the geological objects modeled assume distinct semantic representations and complementary in supporting decision-making. For keeping the original intended meanings, ontologies were used for expliciting the semantic of the models and for integrating the data and files generated in the various stages of the exploration chain. The major claim of this work is that interoperability among earth models built and manipulated by different professionals and systems can be achieved by making apparent the meaning of the geological objects represented in the models. We show that domain ontologies developed with support of theoretical background of foundational ontologies show to be an adequate tool to clarify the semantic of geology concepts. We exemplify this capability by analyzing the communication standard formats most used in the modeling chain (LAS,WITSML, and RESQML), searching for entities semantically related with the geological concepts described in ontologies for Geosciences. We show how the notions of identity, rigidity, essentiality and unity applied to ontological concepts lead the modeler to more precisely define the geological objects in the model. By making explicit the identity properties of the modeled objects, the modeler who applies data standards can overcome the ambiguities of the geological terminology. In doing that, we clarify which are the relevant objects and properties that can be mapped from one model to another, even when they are represented with different names and formats.

Este trabalho apresenta uma proposta para a publicação eletrônica de imagens e metadados do formato DICOM, visando à interoperabilidade de sistemas heterogêneos, que têm a capacidade de se adaptarem às particularidades do ambiente médico, através da Web, proporcionando assim, ambientes propícios à área da saúde. Atualmente, para desenvolver ambientes de visualização de imagens na Web, são utilizados padrões de imagens, conceitos de metadados e adaptação de tecnologias para este fim. Utilizando o formato padrão de imagens médicas DICOM, com este trabalho se propõe construir um Framework para visualizar e trocar informações através da Web. Entre as suas aplicações estão a telemedicina e a integração de imagens aos sistemas de informação na área da saúde. / The present work presents a proposal for electronic publishing of images and metadata of the DICOM format. It aims interoperation of heterogeneous systems, which have the capacity to adapt themselves to the specificities of medical environment, via Web, providing this way, proper environments to the health area. Nowadays, in order to develop environments for visualizing images on the Web, it is necessary to use patterns of images, metadata concepts and adaptations of technologies for this purpose. Throughout the use of standard format of medical images DICOM, this work proposes the construction of a Framework to visualize and exchange information via Web. Among its applications are the telemedicine and the image integration to the information systems in the health area.

Ecocardiografia fetal é uma importante ferramenta para diagnóstico. Esta tese apresenta um método que provê localização automática de cavidades cardíacas em imagens ecocardiografias fetais, onde o diagnóstico de problemas congênitos do coração pode melhorar os resultados do tratamento. As estruturas de interesse são as quatro cavidades cardíacas (átrio direito, átrio esquerdo, ventrículo direito e ventrículo esquerdo). O método é baseado na busca por cavidades cardíacas através de uma molde de busca (template) para encontrar padrões de interesse. Este molde é calculado usando uma função densidade probabilidade que recebe como parâmetro os níveis de cinza de uma região representativa da cavidade, na imagem. Além disso, em alguns testes também foram utilizadas características espaciais da imagem para cálculo do molde de busca. Nesse sentido a busca é implementada de uma forma hierárquica: (i) primeiro, é localizada a região do coração; e (ii) em seguida, baseando na região do coração a cavidade de interesse á buscada. A comparação do molde de busca e as regiões de interesse na imagem é feita utilizando o Coeficiente de Bhattacharyya, o qual é analisado ao longo dos testes para justificar sua escolha. Uma das principais características do método é a invariância a rotação apresentada pelas estruturas. / Fetal echocardiography is an important tool for diagnosing. This thesis presents a method to provide automatic localization of cardiac cavities in fetal echocardiography images, where the early diagnostics of heart congenital diseases can greatly improve results from medical treatment. The structures of interest are the four cardiac cavities (left and right atrium, left and right ventricle). The method is based in the search of cardiac structures with a mold to find the pattern of interest. This mold is calculated using a probability density function that receives as parameter the gray level of a representative image and also uses spatial features of the images to calculate the mold. A hierarchical search is performed: (i) first, the region of interest is covered to locate the heart; and (ii) based on the position of the heart, the desired structure is found in the image. The comparison of the mold and the candidate image is made using the Bhattacharyya coefficient, which our experimental tests have shown good results. One of the main characteristics of the method is its rotation invariance.

Orientador: João Roberto Gonçalves / Resumo: O exame de tomografia computadorizada de feixe cônico (TCFC) tem sido utilizado amplamente na área clínica e científica médico/odontológica. Diversos softwares de diferentes fabricantes fornecem opções para processamento das imagens, segmentações e análises quantitativas tridimensionais. Um ponto que ainda gera controvérsias nessa área é a confiabilidade dos dados analisados computacionalmente devido às limitações dos algoritmos utilizados, complexidade da estrutura a ser avaliada, magnitude da mensuração, resolução espacial e variações nas metodologias de análises. Muitas dessas limitações são devidas as análises serem realizadas de formas não padronizadas e dependentes do operador. Deste modo, o objetivo geral do presente estudo foi desenvolver e validar um novo aplicativo para mensuração automática de deslocamentos ósseos a partir de TCFC de um crânio humano macerado. Para testar a confiabilidade do método, criamos um protótipo onde foram realizados deslocamentos físicos no crânio seguidos por exames de TCFC e realizamos os mesmos deslocamentos de forma virtual. As mensurações foram obtidas com base nos registros em maxila e na base do crânio por meio do nosso aplicativo e pelo 3D-Slicer, respectivamente. Além disso, realizamos uma análise visual após segmentação semiautomática por meio do ITK-SNAP para detecção do menor defeito ósseo em fragmento de osso bovino. Nossos resultados mostraram que as ferramentas testadas foram... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Cone beam computerized tomography (CBCT) has been widely used in the clinical, scientific, medical and dental field. Various software from different manufacturers offer options for image processing, segmentation and quantitative analysis. One point that still generates controversy in this area is the reliability of the computer-analyzed data, because of the algorithms limitations, complexity of the structure to be assessed, magnitude of the measurement, spatial resolution and spatial variations in the records. Many of these limitations are caused by analyzes that are conducted in a non-standard form and highly dependent on the operator. Thus, the general objective of this study was to develop and validate a new application for automatic measurement of bone displacement from CBCTs of a macerated human skull. To evaluate our method's reliability, we created a prototype where physical movements were performed in a human skull followed by CBCT examinations and performed the same movements virtually. Measurements were obtained from the records in jaw and skull base using our application and the 3D Slicer software, respectively. We also performed a visual analysis after the semi-automatic segmentation using the ITK-SNAP for detection of the lower bone defect in bovine bone fragment. Our results showed that we have succeeded in implementing our application of automatic analysis for three-dimensional measurements in the craniofacial area. The tools used in this study could detect physical displacements smaller than the spatial resolution of the image, and the results were comparable to the 3D Slicer software. For virtual displacements, precise results were obtained, and the movements were limited by the image resolution. Furthermore, we observed that the detection and visualization of bone defects in the bovine cortex...(Complete abstract electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2692269 bytes, checksum: 7a18c5177603a00982be9d7f6234196b (MD5) Previous issue date: 2013-07-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The number of studies on the use of Ontologies in Medical Informatics has grown through the years. It shows the interest in developing technologies with semantic bases for this new area of science. However, little work has been documented about how the area has developed, thus hampering the creation process of relevant projects in the field of Medical Informatics, since it is not possible to map the main research opportunities, gaps and needs of this area. Therefore, this project aims to map the overall development of this area, specifically on the use of Ontologies in Medical Informatics, in order to highlight and fill the area needs. For this, we used the methodology of systematic research known as Systematic Mapping, which follows a research protocol clearly defined, transparent and rigorous, enabling the study be evaluated and validated by the scientific community interested reproduced. In this way, the current knowledge was gathered in the literature on the Use of Ontologies in Medical Informatics. From automatic and manual searches, it was returned 23788 studies related to this research area. After conducting a rigorous selection, this number dropped to 511 relevant papers, which were performed on the further analysis for the proposed construction of Systematic Mapping. It was detected 07 characteristics of these studies, which allowed the observation of the main trends of growth of the area as a whole. The quality assessment of the selected works provided security to take conclusions of this research, considering that around 95% have strong evidence to support the presented results. Despite these results, we found some gaps in relation to the depth of this search. We concluded that the use of Ontologies in Medical Informatics has grown as expected,considering the reuse of ontologies, integration and interoperability of systems and different ontologies. About the opportunities, we identified in this area a need for methods for evaluation, validation, correctness, completeness and maintenance of new or already established ontologies, and also the development of applications and studies related totelemedicine, public health, education, robotics, evidence-based research, and financial management, focused on Medical Informatics / A quantidade de estudos no uso de Ontologias em Informática Médica tem crescido através dos anos. Isto demonstra o interesse no desenvolvimento de tecnologias com bases semânticas para esta nova área da ciência. No entanto, pouco tem sido documentado a respeito de como a área tem se desenvolvido, dificultando, assim, o processo de criação de projetos relevantes na área da Informática Médica, uma vez que não é possível mapear as principais oportunidades de pesquisa, lacunas e necessidades da área. Logo, o presente projeto tem o objetivo de mapear o desenvolvimento geral desta área, especificamente sobre o uso de Ontologias em Informática Médica, de modo a evidenciar e preencher as necessidades da área. Para tanto, foi utilizada a metodologia de pesquisa sistematizada conhecida como Mapeamento Sistemático, a qual segue um protocolo de pesquisa bem definido, transparente e rigoroso, permitindo que o estudo seja avaliado, validado e reproduzido pela comunidade científica interessada. Deste modo, foi reunido o conhecimento atual encontrado na literatura sobre o Uso de Ontologias em Informática Médica. A partir das buscas automáticas e manuais, foram retornados 23788 estudos relacionados ao domínio desta pesquisa. Após a realização de uma seleção rigorosa, este número caiu para 511 artigos relevantes, sobre os quais foram realizadas as análises mais aprofundadas para a construção do Mapeamento Sistemático proposto. Foram observadas 07 características destes estudos, que permitiram observar as principais tendências de crescimento da área como um todo. A avaliação da qualidade dos trabalhos selecionados forneceu segurança para a construção das conclusões desta pesquisa, tendo em vista que em torno de 95% possuem fortes evidências para apoiar os resultados apresentados. Apesar dos resultados, foram encontradas algumas lacunas no que diz respeito à profundidade da pesquisa. Foi possível concluir que o Uso de Ontologias em Informática Médica tem crescido de acordo com o esperado, considerando o reuso de ontologias, a integração e interoperabilidade de sistemas e ontologias diferentes. Quanto às oportunidades, identificamos que nesta área há a necessidade de métodos para avaliação, validação, corretude, completude e manutenção de ontologias novas ou já estabelecidas, como também o desenvolvimento de aplicações e estudos relacionados a telemedicina, saúde pública, educação, robótica, pesquisas baseadas em evidências, e gestão financeira, voltados para a Informática Médica